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行化工廠設計時,首先要按照確定的設計基礎（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,產品及主要副產品的規(guī)格,廠區(qū)的自然條件等）進行裝置的物料和能量（熱量）衡算（即工藝計算）,并據(jù)此進行全廠的物料、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、能量衡算為基礎的，兩者均為化工廠設計最重要的量化中間成果。全廠的物料、燃料、公用工程平衡對設計者確定產品方案、優(yōu)化裝置設置、確定配套公用工程設施的規(guī)模、進行工廠總體設計等方面至關重要。因此,設計者必須了解這些量化的中間成果的基本內容和它們的表達形式。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。表格形式常為簡單的收入和支出形式,收入項表示輸入和發(fā)生，支出項表示輸出及用戶消耗。表格的優(yōu)點為易于計算，但一般只能表示出物料的進出關系,而圖的優(yōu)點是直觀,可以表達出比較復雜的平衡關系。L1物料平衡工廠的總物料平衡包括工廠內各裝置從原料到中間產品直至最終產品的所有物料。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外購石腦油65.61原料合計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外購石腦油65.61裂解燃料油15.05損失1.00合計275.00275.00表3?2丁二烯抽提裝置的物料平衡表單位:t/h

產品名稱名稱瞬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25.29合計25.29另外，對于兒個裝置均涉及的一些物料（公共物料）,常針對該物料列出平衡表，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3.32合計3.32表3?5甲烷平衡表單位:t/h產出裝置用戶名稱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62.94合計62.94表3?7裂解C5平衡表單位：t/h產出裝置數(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4.51合計4-511.2燃料平衡燃料平衡應包括工廠范圍內各裝置所產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燃時氣蒸發(fā)域UFB13I5C4MUFBI32IC9儲?UFBI324徵質燃料協(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燃時氣蒸發(fā)域UFB13I5C4MUFBI32IC9儲?UFBI324徵質燃料協(xié)幅EH704磊EFA703q/TMHX-fs,C?2X9Z?一q、r!92xn2斜爐[C4LPGI瀕爐|［火恒長明燈|5圖3?2燃料平衡圖營3JK戒彖水條統(tǒng)平碑朋公用工程平衡包括工廠范圍內各裝置的水、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。1.3.2水平衡水平衡包括工廠內各裝置的工業(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

的補水133風平衡風平衡包括工廠內各裝置的氮氣、工廠風、儀表風等平衡，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算的基礎。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計者完成,這些結果也常用來評價一個工藝技術的優(yōu)劣。一些流程或技術簡單的工藝裝置，常不做工藝包設計，由工程設計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)化設計。根據(jù)設計基礎中的原料、公用工程等約束條件及裝置工藝技術的自身特點，工藝人員調整設計（操作）條件,可使整個裝置達到最優(yōu)。因為需要進行大量的工藝計算，為提高效率，除了一些較簡單的裝置可以采用手工計算外，大多數(shù)情況下是依靠流程模擬軟件進行計算的。裝置物料衡算及熱量衡算的結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、公用工程平衡計算和單元設備計算。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應的部分物流表。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::相對應的部分物流表。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應的部分物流表

流股號105LC61101111121131H115116117118來n至E-103X101E-104V105~X-101E105V-1C6X101E-105E106E-105V105-E-107E106E-105R106E-1C6V105~E-10€ioFE-107V105相態(tài)質殳流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