第四章 能量衡算 4.3 柴油气提塔及附属换热器
(1)柴油气提塔的能量衡算
已知物流6的进料温度为25.5℃，物流9热氮气的进料温度为120℃；因柴油气提塔内温度需要达到80℃，故拟定物流6经两个换热器加热后的进料温度为80℃。以25℃为基准，可得柴油气提塔的衡算结果见下表：
表4-2 柴油气提塔的衡算
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
柴油 氮气 合计
80 120 --
2.5 1.043 --
进料 质量流量
kg/h
热量 kJ
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
37509.8 1074.59 --
5157597.50 106475.75 5264073.25
80.5 80 --
2.5 1.041 --
出料 质量流量 kg/h
热量 kJ
37509.8 1074.59 --
5202547.60 61525.65 5264073.25
即柴油气提塔底部的出料温度为80.5℃。 (2)换热器E101a的能量衡算
换热器E101a的作用是将从柴油气提塔底部出的热物料冷却换热给要进入气提塔的冷物料。拟定冷却后的柴油的温度为30℃，衡算结果如下：
表4-3换热器E101a的能量衡算
物流
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
6 8 合计
25.5 80.5 --
2.5 2.5 --
37509.8 37509.8 --
46887.25 5202547.60 5249434.85
76 30 --
进料 质量流量 kg/h
热量 kJ
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃) 2.5 2.5 --
37509.8 37509.8 --
4780562.35 468872.50 5249434.85
出料 质量流量 kg/h
热量 kJ
换热量Q=4780562.35-46887.25=4733675.1kJ。 (3)换热器E101b的能量衡算
换热器E101b的作用是将柴油气提塔的进料进一步加热到80℃，采用低压蒸汽（0.2MPa，120℃）加热，蒸汽出来为饱和水（0.1MPa，90℃）。衡算结果如下：
表4-4 换热器E101b的能量衡算
物流
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·
进料 质量流量
kg/h
热量 kJ
15
出料
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·
质量流量 kg/h
热量 kJ
广东石油化工学院本科毕业设计：30万吨/年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计 ℃)
柴油 水蒸气 合计
76 120 -
2.5 4.713 --
37509.8 2318.148
--
4780562.35 1037915.91 5818478.26
80 90 --
℃) 2.5 4.386 --
37509.8 2318.148
--
5157597.50 660880.76 5818478.26
换热量Q=5157597.50-4780562.35=377035.15kJ。 低压蒸汽用量为：2318.148kg/h。 (4)换热器E102的能量衡算
换热器E102的作用是将从换热器E101a出来的物料进一步冷却至常温，拟定冷却后的柴油的温度为25℃，拟定冷却水进水温度为20℃，出水温度为28℃，衡算结果如下：
表4-5 换热器E102的能量衡算
物流
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
柴油 冷却水 合计
30 20 -
2.5 4.18 --
37509.8 14021.31
--
468872.50 -293045.31 175827.19
25 28 --
进料 质量流量
kg/h
热量 kJ
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃) 2.5 4.18 --
37509.8 14021.31
--
0.00 175827.19 175827.19
出料 质量流量 kg/h
热量 kJ
换热量Q=468872.5-0=468872.50kJ。 冷却水用量为：14021.31kg/h。
4.4 分解气提塔及附属换热器
(1)分解气提塔的热量衡算
已知物流7的进料温度为25.5℃，物流9热氮气的进料温度为150℃；因柴油气提塔内温度需要达到120℃，故拟定物流7经两个换热器加热后的进料温度为120℃。以25℃为基准，可得分解气提塔的衡算结果见下表：
表4-6 分解气提塔的热量衡算
物流
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
乙二醇
120
2.3
19658.32
4295342.92
120.2
进料 质量流量
kg/h
热量 kJ
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃) 2.3
19658.32
4303943.54
出料 质量流量 kg/h
热量 kJ
16
第四章 能量衡算 氮气 合计
150 -
1.046 --
272.43 --
35620.22 4330963.14
120 --
1.044 --
272.43 --
27019.61 4330963.14
(2)换热器E103a的能量衡算
换热器E1013a的作用是将从分解气提塔底部出的热物料冷却换热给要进入气提塔的冷物料。拟定冷却后的乙二醇的温度为50℃，衡算结果如下：
表4-8换热器E103a的能量衡算
物流
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
7 11 合计
25.5 120.2 -
2.3 2.3 --
19658.32 19658.32
--
22607.07 4303943.54 4326550.60
95.7 50 --
进料 质量流量
kg/h
热量 kJ
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃) 2.3 2.3 --
19658.32 19658.32
--
3196197.20 1130353.40 4326550.60
出料 质量流量 kg/h
热量 kJ
换热量Q=3196197.20-22607.07=3173509.14kJ。 (3)换热器E103b的能量衡算
换热器E103b的作用是将分解气提塔的进料进一步加热到120℃，采用低压蒸汽（0.2MPa，120℃）加热，蒸汽出来为饱和水（0.1MPa，90℃）。衡算结果如下：
表4-9 换热器E103b的能量衡算
物流
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
乙二醇 水蒸气 合计
95.7 120 --
2.3 4.713 --
19658.32 9054.41 --
3196197.20 4053974.29 7250171.49
120 90 --
进料 质量流量 kg/h
热量 kJ
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃) 2.5 4.386 --
19658.32 9054.41 --
4668851.00 2581320.49 7250171.49
出料 质量流量 kg/h
热量 kJ
换热量Q=4668851.00-3196197.20=1472653.80kJ. 低压蒸汽用量为：9054.41kg/h。
4.5 其他换热器
（1）换热器E104
换热器E104的作用是将从醇酸沉降塔T104底部流出的乙二醇冷却到25℃。拟定冷却后的乙二醇的温度为25℃，拟定冷却水进水温度为20℃，出水温度为28℃，衡
17
广东石油化工学院本科毕业设计：30万吨/年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计 算结果如下：
表4-10 换热器E104的能量衡算
物流
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
乙二醇 冷却水 合计
50 20 --
2.3 4.18 --
19658.32 33802.43
--
1130353.40 -706470.88 423882.53
25 28 --
进料 质量流量 kg/h
热量 kJ
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃) 2.3 4.18 --
19658.32 33802.43
--
0.00 423882.53 423882.53
出料 质量流量 kg/h
热量 kJ
换热量Q=1130353.40-0=1130353.40kJ。 冷却水用量为：33802.43kg/h。 (2)换热器E105
换热器E105的作用是将气提后的高温气体冷却到25℃，拟定冷却后的气体的温度为25℃，拟定冷却水进水温度为20℃，出水温度为35℃，衡算结果如下：
表4-11 换热器E105的能量衡算
物流
组分
温度 ℃
10
氮气 氨气
13
氮气 氨气
冷却水 合计
-
80 80 120 120 20 -
进料 比热容kJ/(kg·℃) 1.041 2.187 1.043 2.266 4.18 -
质量流量kg/h 35.79 1074.59 349.94 272.43 3582.5 -
热量 kJ 2049.16 129257.06 34673.80 58646.01 -74875.34 149750.69
温度℃ 25 25 25 25 35 -
比热容 kJ/(kg·℃)
1.04 2.089 1.04 2.089 4.18 -
出料
质量流量kg/h 35.79 1074.59 349.94 272.43
热量 kJ 0.00 0.00 0.00 0.00
3582.55 149750.69 -
149750.69
换热量Q=149750.68-（-74875.34）=224626.03kJ。 冷却水用量为：3582.5kg/h。 (3)换热器E106
换热器E106的作用是将沉降分离后的环烷酸冷却到25℃出料，拟定冷却后的环烷酸的温度为25℃，拟定冷却水进水温度为20℃，出水温度为28℃，衡算结果如下：
18
第四章 能量衡算 表4-12 换热器E106的能量衡算
物流
温度 ℃
比热容 kJ/(kg·℃)
环烷酸 冷却水 合计
50 20 --
2.5 4.18 --
372.05 695.37 --
23253.13 -14533.20 8719.92
25 28 --
进料 质量流量 kg/h
热量 kJ
温度 ℃
出料
比热容 kJ/(kg·℃) 2.5 4.18 --
372.05 695.37 --
0.00 8719.92 8719.92
质量流量 kg/h
热量 kJ
换热量Q=23253.13-0=23253.13kJ. 冷却水用量为：695.37kg/h。
4.6 加热炉
加热炉F101的作用是将氮气加热到150℃。采用柴油加热。查得柴油燃烧热42.9×103 kJ/kg。
（150?25）?142240.96kJ 加热量Q?Cp?m?△t?1.046?1087.89?设加热炉效率为85%，故柴油用量为：1422409.6÷85%÷42.9×103=3.9 kg/h。
4.7 能量衡算汇总
4.7.1 冷却水使用量
需要冷却水进行冷却的设备有：换热器E102、E104、E105、E106；根据前面计算结果可得冷却水使用量为：14021.31+33802.43+3582.5+695.37=52101.61 kg/h。
4.7.2 低压蒸汽使用量
需要低压蒸汽进行加热的设备有：换热器E101b、E103b；根据前面计算结果，可得低压蒸汽使用量为：2318.148+9054.41=11372.558 kg/h。
4.7.3 燃料使用量
根据前面对加热炉的计算，可知燃料（柴油）的使用量为：3.9 kg/h。
19
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库30万吨每年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计说明书(5)在线全文阅读。
相关推荐：