宁波工程学院毕业设计（论文）
Mass Frac WATER ETOH EA H2 GLYCEROL Mole Flow kmol/hr WATER ETOH EA H2 GLYCEROL Mole Frac WATER ETOH EA H2 GLYCEROL 0.119 0.881 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 27.754 206.212 0 0 0 0 0 0 0 128 0 0 0 0 30 0.05 0.95 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 OUT PRODUCT 77 1 H2 30 1.013 1 146.945 296.223 3406.084 -2.581 0 0 0 296.223 0 0 0 0 1 24
D5 76.5 1.013 1 22.101 1053.349 623.43 -1.33 34.403 832.893 186.053 0 0 0.033 0.791 0.177 0 W5 77.8 1.013 0 40 1758.509 2.453 -2.603 60.221 1678.326 19.963 0 0 0.034 0.954 0.011 0 E-4 262.7 0.861 0 158 14454.99 13.382 -22.997 22.812 2.178 0 0 14430 0.002 0 0 0 WATER 193.4 0.861 1 26.779 603.153 1201.348 -1.607 443.746 38.424 0.011 0 120.971 0.736 0.064 0 0 Temperature C Vapor Frac Pressure bar 1.013 Mole Flow kmol/hr 81 Mass Flow kg/hr 7 103.913 Volume Flow cum/hr 2 263.171 Enthalpy MMkcal/hr -8.445 Mass Flow kg/hr WATER 0.002 ETOH 35.827 EA 7068.084 H2 GLYCEROL WATER 0 0 0 Mass Frac ETOH 0.005 EA 0.995 H2 0 宁波工程学院毕业设计（论文）
GLYCEROL WATER 0 0 0 0 0 0 146.945 0 0 0 0 1 0 0 1.91 18.079 2.112 0 0 0.086 0.818 0.096 0 0 0 3.343 36.431 0.227 0 0 0.084 0.911 0.006 0 0 0.998 1.266 0.047 0 0 156.686 0.008 0 0 0 0.992 0.201 24.632 0.834 0 0 1.314 0.92 0.031 0 0 0.049 Mole Flow kmol/hr ETOH 0.778 EA 80.222 H2 GLYCEROL WATER 0 0 0 Mole Frac ETOH 0.01 EA 0.99 H2 GLYCEROL 0 0
4.5 热量衡算
4.5.1衡算原理
热量衡算的理论依据是热力学第一定律，以能量守衡形式表达如下：
∑Q入=∑ Q出+∑Q损, 即，输入=输出+损失 式中， ∑Q入：输入设备热量总和 ∑Q出：输出设备热量总和
∑Q损：损失热量总和
对于单元设备的热量衡算，热平衡方程可以写成下面形式
Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6
式中， Q1：各股物料带入设备的热量（单位：KJ）
Q2：由加热剂或冷凝剂传递给设备和物料的热量 Q3：过程的各种热效应（如反应热，溶解热） Q4：各股物料带出设备的热量 Q5：消耗在加热设备上的热量 Q6：设备向外界环境散失的热量
两式联系：∑Q入= Q1+Q2+Q3
∑Q出=Q4+Q5 ∑Q损=Q6
表4-5 T-1主萃取塔热量衡算
IN MIX8 EXTRA-1 25
OUT PRODUCT W1 宁波工程学院毕业设计（论文）
Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr Heat duty MMkcal/hr 60 1.013 0 169.88 10422.94 12.489 -15.089 -35.2892 60 1.013 0 128 11788.12 9.317 -20.201 77 1.013 1 81 7103.913 2263.171 -8.445 -34.2376 103 1.013 0 216.88 15107.15 13.75 -25.792 Condenser:-0.7102372 Reboiler: 1.76183199 表4-6 T-2分离塔热量衡算
Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr Heat duty MMkcal/hr
IN W1 D2 OUT W2 103 77.7 171 1.013 1.013 1.013 0 1 0 216.88 70.983 145.897 15107.15 2992.091 12115.06 13.75 2012.942 10.406 -25.792 -4.067 -20.614 -25.7922 -24.6807 Condenser: -0.7390313 Reboiler: 1.85054394 表4-7 T-3第二萃取塔热量衡算
Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr Heat duty MMkcal/hr
IN
D2 77.8 1.013 1 72.154 3016.767 2046.795 -4.134
-8.77573
EXTRA-2 77.3 1.013 0 30 2762.842 2.209 -4.709
D3 77.4 1.013 1 62.101 2811.858 1757.815 -3.559
OUT
W3 139.3 1.013 0 40.054 2967.75 2.52 -5.273
-8.73728
Condenser: -0.7390313 Reboiler: 0.68625961 表4-8 T-4甘油回收塔热量衡算
Temperature C Pressure bar IN W 165.4 1.013
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OUT
WATER 193.4 0.861
E-4 262.7 0.861
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Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr Heat duty MMkcal/hr
0.009 184.779 15058.14 71.736 -25.789 -25.789
1 26.779 603.153 1201.348 -1.607
-24.5525
0 158 14454.99 13.382 -22.997
Condenser: -0.269781 Reboiler: 1.46429712 表4-9 T-5副产品塔热量衡算
Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr
Heat duty MMkcal/hr
IN OUT
D3 D5 W5 77.4 76.5 77.8 1.013 1.013 1.013 1 1 0 62.877 22.877 40 2824.745 1084.172 1740.572 1780.007 645.432 2.424 -3.604 -1.376 -2.603 -3.60397 -3.97908
Condenser: -0.5340026 Reboiler: 0.15889336
4.6 典型设备设计及选型
4.6.1换热器计算说明书
一．设计任务：
设计一换热器，将质量流量为1740.57205kg/h，气相占0.670的95%（mass）共沸乙醇用回收塔塔釜出来的甘油的热量加热至饱和气相（t=78℃）
经aspen软件模拟之后，流量为159kmol/h即14568.989kg/h的甘油从267.09℃冷
却到255.04℃
二．设计方案：
根据乙酸乙酯生产过程中，流量大，换热介质清洁等特点，设计选用管壳式换热器。管壳式换热器主要有固定管板式换热器、U型管壳式换热器、浮头式换热器、填料函式式换热器、滑动管板式换热器等。
此换热器的目的是利用从回收塔塔釜出来的甘油的热量将乙醇回收塔中蒸出95%的乙醇进行汽化，因此考虑到甘油具有较大黏度，宜走壳程。 三．设计过程：
① 计算定性温度、确定物理常数 表1 物性表
项 目
管 程
壳 程
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