化工工廠和裝置的物料能量和公用工程平衡

化工工廠和裝置的物料、能量和公用工程平衡在進(jìn)行化工廠設(shè)計(jì)時(shí),首先要按照確定的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（工廠、裝置規(guī)模、工藝流程、原料、輔助原料及公用工程的規(guī)格,產(chǎn)品及主要副產(chǎn)品的規(guī)格,廠區(qū)的自然條件等）進(jìn)行裝置的物料和能量（熱量）衡算（即工藝計(jì)算）,并據(jù)此進(jìn)行全廠的物料、燃料及公用工程平衡。全廠的物料、燃料、公用工程平衡是以裝置的物料、能量衡算為基礎(chǔ)的，兩者均為化工廠設(shè)計(jì)最重要的量化中間成果。全廠的物料、燃料、公用工程平衡對(duì)設(shè)計(jì)者確定產(chǎn)品方案、優(yōu)化裝置設(shè)置、確定配套公用工程設(shè)施的規(guī)模、進(jìn)行工廠總體設(shè)計(jì)等方面至關(guān)重要。因此,設(shè)計(jì)者必須了解這些量化的中間成果的基本內(nèi)容和它們的表達(dá)形式。1工廠的物料、燃料和公用工程平衡工廠的物料、燃料和公用工程平衡通常用圖示加表格的形式來表示。表格形式常為簡(jiǎn)單的收入和支出形式,收入項(xiàng)表示輸入和發(fā)生，支出項(xiàng)表示輸出及用戶消耗。表格的優(yōu)點(diǎn)為易于計(jì)算，但一般只能表示出物料的進(jìn)出關(guān)系,而圖的優(yōu)點(diǎn)是直觀,可以表達(dá)出比較復(fù)雜的平衡關(guān)系。L1物料平衡工廠的總物料平衡包括工廠內(nèi)各裝置從原料到中間產(chǎn)品直至最終產(chǎn)品的所有物料。以乙烯工廠（包括乙烯裝置、丁二烯抽提裝置和裂解汽油加氫裝置）為例說明如To某乙烯工廠全廠物料平衡如圖3-1所示，包括乙烯裝置、丁二烯抽提裝置和裂解汽油加氫裝置的總物料平衡。

亙匿石腦油76.47常U柴油AGO19.53加氫尾油HCR49.00加氫行腦油10.99哦抽余油&38亙匿石腦油76.47常U柴油AGO19.53加氫尾油HCR49.00加氫行腦油10.99哦抽余油&38加氫鎮(zhèn)化尾油20.02丙烷25.00外購(gòu)石腦油65.61原料合計(jì)275.00氧氣3.32氧氣3.037粉R7SO裂解燃料油15.05表3J乙烯裝置的物料平衡表單位:t/h原料產(chǎn)品名稱數(shù)量名稱數(shù)量直懈石腦5由76.47氫氣3.32常壓柴油19.53甲烷35.86加氫尾油49.00乙烯87.50加氫石腦5由10.99丙烯39.19重整抽余油&38丙烷3.58加氫焦化尾油20.02型解G26.56丙烷25.00裂解汽油62.94外購(gòu)石腦油65.61裂解燃料油15.05損失1.00合計(jì)275.00275.00表3?2丁二烯抽提裝置的物料平衡表單位:t/h

產(chǎn)品名稱名稱瞬G26.56丁二烯127413.620.20甸十26.5626.56表3?3裂解汽油加氫裝置的物料平衡表單位t/h原料產(chǎn)品備注名稱數(shù)量名稱數(shù)量氫氣0.29裂解CS4.51裂解汽油25.00加氫汽油17.15裂解C93.39乙烯裝置燃料損失0.24合計(jì)25.29合計(jì)25.29另外，對(duì)于兒個(gè)裝置均涉及的一些物料（公共物料）,常針對(duì)該物料列出平衡表，本例中，氫氣（表3-4）.甲烷（表3-5）.裂解汽油（表3-6）.裂解C5（表3-7）等也可分別列表表示。表34氫氣平衡表單位:t/h產(chǎn)出裝置數(shù)量用戶名稱數(shù)量乙烯裝置3.32裂解汽油加氫裝置0.29外送3.03合計(jì)3.32合計(jì)3.32表3?5甲烷平衡表單位:t/h產(chǎn)出裝置用戶名稱we口乙35.86乙料29.27加酒燃料0.28夕港6.31甸十35.8635.86表3?6裂解汽油平衡表單位：t/h產(chǎn)出裝置數(shù)量用戶名稱數(shù)量62.94裂鋌汽油加氫奘皆25.00外溪37.94合計(jì)62.94合計(jì)62.94表3?7裂解C5平衡表單位：t/h產(chǎn)出裝置數(shù)量用戶名稱數(shù)量梨解汽油加氫裝詈4-51乙烯奘冒燃料3.25外誤1.26合計(jì)4.51合計(jì)4-511.2燃料平衡燃料平衡應(yīng)包括工廠范圍內(nèi)各裝置所產(chǎn)生和消耗的所有固體、液體及氣體燃料,常用圖或多張表格來表示。如圖3?2所示是燃料平衡圖的例子。注；EFA703燃*4氣混合罐EFA704燃時(shí)氣蒸發(fā)域UFB13I5C4MUFBI32IC9儲(chǔ)?UFBI324徵質(zhì)燃料協(xié)幅EH704磊EFA703q/TMHX-fs,C?2X9Z?一q、r!92xn2斜爐[C4LPG注；EFA703燃*4氣混合罐EFA704燃時(shí)氣蒸發(fā)域UFB13I5C4MUFBI32IC9儲(chǔ)?UFBI324徵質(zhì)燃料協(xié)幅EH704磊EFA703q/TMHX-fs,C?2X9Z?一q、r!92xn2斜爐[C4LPGI瀕爐|［火恒長(zhǎng)明燈|5圖3?2燃料平衡圖營(yíng)3JK戒彖水條統(tǒng)平碑朋公用工程平衡包括工廠范圍內(nèi)各裝置的水、電、汽、氣等的平衡。131蒸汽及凝水系統(tǒng)平衡

蒸汽及凝水系統(tǒng)平衡包括工廠內(nèi)各裝置蒸汽的發(fā)生（從鍋爐或廢熱鍋爐），蒸汽的輸入和輸出量;各級(jí)蒸汽的用戶（蒸汽透平、工藝加熱器及直接注入蒸汽），冷凝水回收系統(tǒng)，鍋爐給水系統(tǒng)及除氧器，可用圖或表格來表示。蒸汽及凝水系統(tǒng)平衡圖如圖3?3月標(biāo)。1.3.2水平衡水平衡包括工廠內(nèi)各裝置的工業(yè)水、低硅水、生活水及循環(huán)冷卻水平衡，可用圖或表格來表示。如圖3?4所示是某乙烯工廠循環(huán)冷卻水平衡圖。18129!W?：KCEA300pEA400()m一―|EA701|~1100474來自界外

的補(bǔ)水圖3?4某乙烯工廠循環(huán)冷卻水平衡圖!W?：KCEA300pEA400()m一―|EA701|~1100474來自界外

的補(bǔ)水133風(fēng)平衡風(fēng)平衡包括工廠內(nèi)各裝置的氮?dú)狻⒐S風(fēng)、儀表風(fēng)等平衡，可用圖或表格來表小。2裝置的物料衡算及熱量衡算裝置的物料衡算及熱量衡算是工廠物料、燃料及公用工程平衡計(jì)算的基礎(chǔ)。大多數(shù)情況下,裝置的物料衡算及熱量衡算由該裝置的工藝包設(shè)計(jì)者完成,這些結(jié)果也常用來評(píng)價(jià)一個(gè)工藝技術(shù)的優(yōu)劣。一些流程或技術(shù)簡(jiǎn)單的工藝裝置，常不做工藝包設(shè)計(jì)，由工程設(shè)計(jì)人員完成裝置的物料衡算及熱量衡算。裝置的物料衡算及熱量衡算包括流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中的原料、公用工程等約束條件及裝置工藝技術(shù)的自身特點(diǎn)，工藝人員調(diào)整設(shè)計(jì)（操作）條件,可使整個(gè)裝置達(dá)到最優(yōu)。因?yàn)樾枰M(jìn)行大量的工藝計(jì)算，為提高效率，除了一些較簡(jiǎn)單的裝置可以采用手工計(jì)算外，大多數(shù)情況下是依靠流程模擬軟件進(jìn)行計(jì)算的。裝置物料衡算及熱量衡算的結(jié)果通常以工藝物料流程圖（PFD）及物流表的形式給出，用于全廠物料、燃料、公用工程平衡計(jì)算和單元設(shè)備計(jì)算。某苯乙烯裝置工藝物料流程圖之一如圖3-5所示，表3-8是與該物料流程圖相對(duì)應(yīng)的部分物流表。念;銅袖小分■器X101VK5in105）回?neiQ3K??XT20I工藝水2CI0!PIOIA/B|nw?ni氣E105H0711415、2V10S奏百EKM尤界外V106RATTO?■■■■OB?G冷勤EIC6::相對(duì)應(yīng)的部分物流表。念;銅袖小分■器X101VK5in105）回?neiQ3K??XT20I工藝水2CI0!PIOIA/B|nw?ni氣E105H0711415、2V10S奏百EKM尤界外V106RATTO?■■■■OB?G冷勤EIC6::E107300k%(衣加[214]含誼水來口V2W含心■"V110P102A/BX凝慈某2塔TOI工藝水赴訊黑V1C6ABoTJOI□[125L?「-?PI03A^(]MA用氣去V107圖圖3?5某苯乙烯裝置1：藝物料流程圖之一表3-8與某苯乙烯匚藝物料流程圖相對(duì)應(yīng)的部分物流表

流股號(hào)105LC61101111121131H115116117118來n至E-103X101E-104V105~X-101E105V-1C6X101E-105E106E-105V105-E-107E106E-105R106E-1C6V105~E-10€ioFE-107V105相態(tài)質(zhì)殳流S/Ckq/h）花相液相P池相P相聯(lián)相氣相氣相液相液相空U氫吒261.85261.89261.89261.89261.89甲烷23.5823.6123.6123.6123.61成化§155.36155.61155.611SS.61155.61*91.980.03173.432.3715&O615.3738-59196.6475.11121.54甲苯403.380.88461.66211364.6197.0634.34398.95258.99139.96非苯逢類35.410.4435.9019.92L5.9719.9217.18275乙笨7115.78211.00726&661.384353.S22915.1422.384375.9C3654.77821.12對(duì)二甲慕93.54L1795.000.0153.9741.030.1154.0846.207.87間二甲苯54.280.7155.0230.5424.480.C630.6026.384?22鄰二甲茶4.140.064.182.132.042.141.890.2512693.972.0212832.630.806622.51621C.C912.966635.495830.59804.900甲耳芨乙烯12.9712.994.41&574.414.160.26導(dǎo)丙苯0.11商灤物57.5557.553.6453.913.643.610.02am聚合初NSITBC水2895&124.4932026.581951.666049.4525977.13698.C56747.505976.9277657810.0849959.92220.9153464.711958.3318103.9035360.79806.4918910.3815895.803114.57810.08溫度120.098.268.052.257.057.071.9S&838.036.371.9壓力（fe）/kP?33.0100.032.0381.330.0S0.034.029.028.028.034.0密度"ka/m巧平為分子