化工工厂和装置的物料能量和公用工程平衡

化工工厂和装置的物料、能量和公用工程平衡在进行化工厂设计时,首先要按照确定的设计基础（工厂、装置规模、工艺流程、原料、辅助原料及公用工程的规格,产品及主要副产品的规格,厂区的自然条件等）进行装置的物料和能量（热量）衡算（即工艺计算）,并据此进行全厂的物料、燃料及公用工程平衡。全厂的物料、燃料、公用工程平衡是以装置的物料、能量衡算为基础的，两者均为化工厂设计最重要的量化中间成果。全厂的物料、燃料、公用工程平衡对设计者确定产品方案、优化装置设置、确定配套公用工程设施的规模、进行工厂总体设计等方面至关重要。因此,设计者必须了解这些量化的中间成果的基本内容和它们的表达形式。1工厂的物料、燃料和公用工程平衡工厂的物料、燃料和公用工程平衡通常用图示加表格的形式来表示。表格形式常为简单的收入和支出形式,收入项表示输入和发生，支出项表示输出及用户消耗。表格的优点为易于计算，但一般只能表示出物料的进出关系,而图的优点是直观,可以表达出比较复杂的平衡关系。L1物料平衡工厂的总物料平衡包括工厂内各装置从原料到中间产品直至最终产品的所有物料。以乙烯工厂（包括乙烯装置、丁二烯抽提装置和裂解汽油加氢装置）为例说明如To某乙烯工厂全厂物料平衡如图3-1所示，包括乙烯装置、丁二烯抽提装置和裂解汽油加氢装置的总物料平衡。

亘匿石脑油76.47常U柴油AGO19.53加氢尾油HCR49.00加氢行脑油10.99哦抽余油&38亘匿石脑油76.47常U柴油AGO19.53加氢尾油HCR49.00加氢行脑油10.99哦抽余油&38加氢镇化尾油20.02丙烷25.00外购石脑油65.61原料合计275.00氧气3.32氧气3.037粉R7SO裂解燃料油15.05表3J乙烯装置的物料平衡表单位:t/h原料产品名称数量名称数量直懈石脑5由76.47氢气3.32常压柴油19.53甲烷35.86加氢尾油49.00乙烯87.50加氢石脑5由10.99丙烯39.19重整抽余油&38丙烷3.58加氢焦化尾油20.02型解G26.56丙烷25.00裂解汽油62.94外购石脑油65.61裂解燃料油15.05损失1.00合计275.00275.00表3・2丁二烯抽提装置的物料平衡表单位:t/h

产品名称名称瞬G26.56丁二烯127413.620.20甸十26.5626.56表3・3裂解汽油加氢装置的物料平衡表单位t/h原料产品备注名称数量名称数量氢气0.29裂解CS4.51裂解汽油25.00加氢汽油17.15裂解C93.39乙烯装置燃料损失0.24合计25.29合计25.29另外，对于儿个装置均涉及的一些物料（公共物料）,常针对该物料列出平衡表，本例中，氢气（表3-4）.甲烷（表3-5）.裂解汽油（表3-6）.裂解C5（表3-7）等也可分别列表表示。表34氢气平衡表单位:t/h产出装置数量用户名称数量乙烯装置3.32裂解汽油加氢装置0.29外送3.03合计3.32合计3.32表3・5甲烷平衡表单位:t/h产出装置用户名称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裂解汽油平衡表单位：t/h产出装置数量用户名称数量62.94裂铤汽油加氢奘皆25.00外溪37.94合计62.94合计62.94表3•7裂解C5平衡表单位：t/h产出装置数量用户名称数量梨解汽油加氢装詈4-51乙烯奘冒燃料3.25外误1.26合计4.51合计4-511.2燃料平衡燃料平衡应包括工厂范围内各装置所产生和消耗的所有固体、液体及气体燃料,常用图或多张表格来表示。如图3•2所示是燃料平衡图的例子。注；EFA703燃*4气混合罐EFA704燃时气蒸发域UFB13I5C4MUFBI32IC9储・UFBI324徵质燃料协幅EH704磊EFA703q/TMHX-fs,C?2X9Z•一q、r!92xn2斜炉[C4LPG注；EFA703燃*4气混合罐EFA704燃时气蒸发域UFB13I5C4MUFBI32IC9储・UFBI324徵质燃料协幅EH704磊EFA703q/TMHX-fs,C?2X9Z•一q、r!92xn2斜炉[C4LPGI濒炉|［火恒长明灯|5图3・2燃料平衡图营3JK戒彖水条统平碑朋公用工程平衡包括工厂范围内各装置的水、电、汽、气等的平衡。131蒸汽及凝水系统平衡

蒸汽及凝水系统平衡包括工厂内各装置蒸汽的发生（从锅炉或废热锅炉），蒸汽的输入和输出量;各级蒸汽的用户（蒸汽透平、工艺加热器及直接注入蒸汽），冷凝水回收系统，锅炉给水系统及除氧器，可用图或表格来表示。蒸汽及凝水系统平衡图如图3•3月标。1.3.2水平衡水平衡包括工厂内各装置的工业水、低硅水、生活水及循环冷却水平衡，可用图或表格来表示。如图3•4所示是某乙烯工厂循环冷却水平衡图。18129!W«：KCEA300pEA400()m一―|EA701|~1100474来自界外

的补水图3・4某乙烯工厂循环冷却水平衡图!W«：KCEA300pEA400()m一―|EA701|~1100474来自界外

的补水133风平衡风平衡包括工厂内各装置的氮气、工厂风、仪表风等平衡，可用图或表格来表小。2装置的物料衡算及热量衡算装置的物料衡算及热量衡算是工厂物料、燃料及公用工程平衡计算的基础。大多数情况下,装置的物料衡算及热量衡算由该装置的工艺包设计者完成,这些结果也常用来评价一个工艺技术的优劣。一些流程或技术简单的工艺装置，常不做工艺包设计，由工程设计人员完成装置的物料衡算及热量衡算。装置的物料衡算及热量衡算包括流程的优化设计。根据设计基础中的原料、公用工程等约束条件及装置工艺技术的自身特点，工艺人员调整设计（操作）条件,可使整个装置达到最优。因为需要进行大量的工艺计算，为提高效率，除了一些较简单的装置可以采用手工计算外，大多数情况下是依靠流程模拟软件进行计算的。装置物料衡算及热量衡算的结果通常以工艺物料流程图（PFD）及物流表的形式给出，用于全厂物料、燃料、公用工程平衡计算和单元设备计算。某苯乙烯装置工艺物料流程图之一如图3-5所示，表3-8是与该物料流程图相对应的部分物流表。念;铜袖小分■器X101VK5in105）回«neiQ3K««XT20I工艺水2CI0!PIOIA/B|nw«ni气E105H0711415、2V10S奏百EKM尤界外V106RATTO・■■■■OB•G冷勤EIC6::相对应的部分物流表。念;铜袖小分■器X101VK5in105）回«neiQ3K««XT20I工艺水2CI0!PIOIA/B|nw«ni气E105H0711415、2V10S奏百EKM尤界外V106RATTO・■■■■OB•G冷勤EIC6::E107300k%(衣加[214]含谊水来口V2W含心■"V110P102A/BX凝慈某2塔TOI工艺水赴讯黑V1C6ABoTJOI□[125L・「-•PI03A^(]MA用气去V107图图3・5某苯乙烯装置1：艺物料流程图之一表3-8与某苯乙烯匚艺物料流程图相对应的部分物流表

流股号105LC61101111121131H115116117118来n至E-103X101E-104V105~X-101E105V-1C6X101E-105E106E-105V105-E-107E106E-105R106E-1C6V105~E-10€ioFE-107V105相态质殳流S/Ckq/h）花相液相P池相P相联相气相气相液相液相空U氢吒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非苯逢类35.410.4435.9019.92L5.9719.9217.18275乙笨7115.78211.00726&661.384353.S22915.1422.384375.9C3654.77821.12对二甲慕93.54L1795.000.0153.9741.030.1154.0846.207.87间二甲苯54.280.7155.0230.5424.480.C630.6026.384•22邻二甲茶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导丙苯0.11商滦物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温度120.098.268.052.257.057.071.9S&838.036.371.9压力（fe）/kP»33.0100.032.0381.330.0S0.034.029.028.028.034.0密度"ka/m巧平为分子