催化吸收稳定系统的模拟与分析

采用ASPEN PLUS模拟软件对吸收稳定系统进行了模拟计算,对影响系统分离效果的主要因素进行了分析。模拟结果表明提高系统压力可以提高吸收效果,但也会导致系统能耗的增加;解吸塔热进料比例升高、稳定汽油吸收剂流量降低都有利于系统节能,但系统吸收效果出现下降;稳定塔回流量的增加将会导致塔底热负荷的增加和汽油蒸气压的上升。所以应在保证生产质量的前提下,结合加工方案,尽量降低回流比,提高经济效益。     

低温下提高CO2空气源热泵进水温度对系统性能的影响

在低温工况下,因跨临界循环CO₂热泵系统气体冷却器的进水温度和CO₂出口温度降低,压缩机吸气压力和温度随之降低。当系统的吸气压力低于压缩机的吸气压力下限时,将导致系统无法稳定运行。为了改变这种现象,采用在气体冷却器冷水入口处混水的方法,将热水箱的热水旁通至气体冷却器冷水入口。采用三通调节阀调节混水比例,适当提高气体冷却器的进水温度,以期实现系统在低温工况下的稳定运行。实验测试结果表明,采用混水方法不仅可保证低温工况下跨临界循环CO₂空气源热泵热水系统的稳定运行,同时可降低结霜频率,延长系统运行时间,但系统的制热量和COP将小幅下降。兼顾系统的热力性能及运行稳定性,当环境温度为-20℃、制热温度为60℃时,较为适宜的混水温度为12~18℃。     

尿素低压吸收系统的稳定与优化操作

介绍了影响尿素低压吸收系统稳定操作的主要因素;论述了低调水进口温度控制对系统的影响以及稳定控制低调水进口温度的措施;实施了逐步降低低调水进口温度、稳定缓冲罐液位、去除缓冲罐氮气管线、增加蒸汽盘管等项技术改造措施。结果表明,改造后低调水进口温度由61℃降低到56℃,甲铵液浓度相应得到提高。     

基于响应面的天然气三甘醇脱水装置用能优化

运用流程模拟软件HYSYS建立三甘醇(TEG)脱水装置的工艺模型,选择循环量qV、再生温度tr和三甘醇富液进塔温度ti作为主要参数,基于响应面方法(RSM)建立脱水装置能耗的二次显式模型。对响应面模型的显著性和三维图进行分析,结果表明:循环量、再生温度和富液进塔温度对装置能耗影响显著,影响程度为:循环量富液进塔温度再生温度;在对能耗的共同影响中,循环量和再生温度、循环量和富液进塔温度交互作用显著而再生温度和富液进塔温度间交互作用可以忽略。以吸收塔出口气体水露点满足GB17820—2012为约束条件,对模型进行最优化求解得到最优操作条件为:循环量400 L/h、再生温度199.8℃、富液进塔温度130℃,在此条件下理论能耗可下降48.3%,具有显著的节能效果。     

吸收稳定系统节能流程的开发

基于某炼厂0.8Mt/a催化裂化装置的现场数据,在流程分析和工艺模拟的基础上,研究开发了吸收稳定系统节能型工艺流程,并综合比较了各工艺流程的处理效果。研究结果表明:采用吸收塔预平衡流程、二级冷凝流程和复合流程后,吸收稳定系统综合能耗每年分别减少4.55%、11.79%、17.82%,具有显著经济效益;吸收塔预平衡流程干气流率得到降低,二级冷凝流程及复合流程干气质量得到提高,因此有利于回收干气中重组分;二级冷凝流程和复合流程有利于提高总C3回收率,吸收塔预平衡流程和复合流程有利于提高总C4回收率;吸收塔预平衡流程有利于提高液化气和稳定汽油收率,二级冷凝流程液化气流率略微降低,稳定汽油收率略微增加。     

红枣冻干升华工艺优化研究

采用电阻法测量了红枣的共晶点、共熔点温度,其值为-32℃和-28℃。进行了单因素和正交实验,分别研究了冻结速度、枣片厚度、真空压力、冷阱温度、加热方式及加热板温度对升华时间和能耗的影响,确定了升华工艺最优参数：冷阱温度-40～-45℃、冻结速度1.0℃/min、辐射、导热混合加热方式、加热板温度40℃、枣片厚度8mm、真空压力35Pa。     

低渗透油田采输系统能耗优化分析

随着新疆油田开发规模的不断扩大,地面能耗设备总数随之增加,采输单耗显著升高。针对新疆油田某低渗透区块采输系统能耗大的问题,研究了掺水温度、地温、井口回压等参数对系统能耗的影响,并给出了系统运行能耗的优化策略,结果表明:冬季掺水温度60℃,采输系统节能7.38%。夏季掺水温度42℃,采输系统节能30%。通过改善掺水温度可有效降低采输系统能耗,该研究成果对其他油田采输系统节能降耗具有一定的借鉴意义。     

低温下提高CO_2空气源热泵进水温度对系统性能的影响

在低温工况下,因跨临界循环CO_2热泵系统气体冷却器的进水温度和CO_2出口温度降低,压缩机吸气压力和温度随之降低。当系统的吸气压力低于压缩机的吸气压力下限时,将导致系统无法稳定运行。为了改变这种现象,采用在气体冷却器冷水入口处混水的方法,将热水箱的热水旁通至气体冷却器冷水入口。采用三通调节阀调节混水比例,适当提高气体冷却器的进水温度,以期实现系统在低温工况下的稳定运行。实验测试结果表明,采用混水方法不仅可保证低温工况下跨临界循环CO_2空气源热泵热水系统的稳定运行,同时可降低结霜频率,延长系统运行时间,但系统的制热量和COP将小幅下降。兼顾系统的热力性能及运行稳定性,当环境温度为-20℃、制热温度为60℃时,较为适宜的混水温度为12~18℃。     

MDEA+MEA天然气脱碳工艺影响因素

基于自主设计建设的胺法脱酸中试实验装置,针对目前常用的天然气脱碳方法醇胺法,利用工业中应用较多的N-甲基二乙醇胺(MDEA)+一乙醇胺(MEA)的前期优选配方(2 mol·L^-1+1 mol·L^-1),进行醇胺法脱碳装置工艺参数优化实验研究,结果用于指导工业生产。本文在CO₂含量6%和4%两种原料气气质下,采用控制变量法,分析了吸收和再生参数对胺法脱碳工艺的影响规律,优选出操作参数。结果显示:在本实验操作参数范围内提高吸收温度、吸收压力和胺液循环流量有利于提高胺液吸收性能,提高再生温度、降低再生压力有利于提高胺液再生性能,但各参数受到反应机理、气液平衡、装置能耗、胺液性质等影响,存在最优值;本实验装置系统下,原料气处理量为50 Nm³·h^-1时,MDEA+MEA脱碳的优化工艺操作参数为:吸收温度55℃,吸收压力3.5~4 MPa,胺液循环流量0.25 m³·h^-1,再生温度120℃,再生压力50 kPa。     

燃煤烟气胺法脱碳MVR再生系统关键参数及能耗分析

针对燃烧后胺法脱碳工艺再生能耗高的问题，本文将机械蒸汽再压缩（mechanical vapor recompression，MVR）节能技术与胺法再生工艺集成，建立燃煤烟气胺法脱碳MVR再生系统。采用速率基非平衡模型，以再生能耗为目标函数，对影响再生系统能耗的关键工艺参数进行考察，分析其对MVR再生系统的影响规律。结果表明，MVR技术在燃煤烟气胺法脱碳再生系统中表现出良好的节能效果，但最终节能效率应低于41.3%；在0.35～0.55mol/mol范围内增加富液CO₂担载量以及从90℃到115℃提升进塔温度，再生能耗快速降低；增加再生塔压力，MVR再生系统的再生能耗亦呈下降趋势，再生塔压力控制在2atm以下较为合适；降低闪蒸压力，压缩机能耗不断增加，再沸器能耗快速降低，闪蒸压力的合理取值区间为0.9～1.0atm；降低塔顶冷凝器温度从70℃到20℃，再生能耗略微增加，CO₂气体纯度提高。     

吸收稳定系统能耗分析及优化

为了全面评价催化裂化装置吸收稳定系统工艺流程的优劣,不仅要对解析塔进行能耗分析,同时应实现以节能为目的的系统工艺最优化。应用HYSYS化工过程模拟软件对某炼油厂催化裂化装置吸收稳定系统进行模拟计算,并对多种进料工况进行研究分析。结果表明:冷进料工艺减少了系统的物料循环,提高了生产能力;另外,冷进料工艺也减少了系统的能量消耗,降低了生产成本,有利于装置的扩能增效。所以,冷进料是最合理的工艺流程。     

催化汽油分馏工艺探讨

结合某炼油厂催化车间的实际情况 ,对该装置的分馏系统、吸收 -稳定系统进行了技术改造。即通过对催化分馏塔增加重汽油抽出流程、分馏塔顶部油气分级冷凝工艺 ;对稳定塔增加轻汽油抽出流程、稳定塔底部再沸器增加重汽油抽出流程等技术措施 ,可实现轻重汽油的初步分离 ,达到降硫降烯烃的目的 ,有效地减少了额外增加汽油分馏塔所消耗的能量。     

催化裂化汽油降烯烃改质过程的能量优化

针对催化汽油辅助提升管改质降烯烃技术(ARFCC)存在能耗偏高的特点,采用"三环节"模型和经济理论对辅助系统的用能状况进行了研究,提出了以优化的辅助分馏塔热量为热源,粗汽油为主要热阱的换热网络,以最大限度地提高辅助分馏塔能量的利用效率,实现粗汽油气相进料的汽油改质过程的能量优化。研究表明:通过降低辅助提升管油剂接触温差,将辅助分馏系统的较低品质热量转换成等量的反再系统高品质热量,可达到催化裂化装置的能量升级利用;并使油剂混合过程中的损降低85%;回收环节的回收率从44%提高到57%,从而降低了汽油降烯烃改质过程的能耗。     

电子级HF吸附法回收的节能降耗潜力分析

电子级氟化氢（HF）气体的回收具有良好的经济、环境、社会效益,吸附法是最有希望实现回收的方式之一。然而能耗问题限制其进一步发展,如何对其展开节能降耗尚未见专题研究。本文通过对吸附循环能耗等指标的计算,对吸附循环的性能展开了探索性研究。采用分子模拟技术,计算获得HF的吸附平衡等温线数据;建立变温吸附循环数值模型,明确评价循环效能的指标参数;改变吸附温度、压力等运行参数,分析能耗、能效等循环指标的变化趋势,探索降低能耗提升效率的方向。计算结果表明：吸附温度由298K降低到288K,回收单位质量HF能耗由14.0912MJ/kg降低为3.1173MJ/kg,能量利用效率由0.02升高到0.0953;解吸温度由340K升高到350K,能耗降低为12.0037MJ/kg,能量利用效率升高到0.0247。可以看出,降低吸附温度对降低能耗、提升能效的作用更加明显。此外,还得到以下结论：提高进气浓度对各指标均有积极影响;提高吸附压力仅对回收率有较大影响;冷热源与操作温度的差值仅影响产率大小。     

乙烯分离与复叠制冷系统用能的综合优化

乙烯装置的分离过程要在低温下进行,由乙烯制冷系统提供所需冷量。乙烯制冷系统为封闭式循环,独立于分离单元之外。将乙烯分离单元与制冷系统同时优化,能有效提高装置用能效率。复叠式制冷级数是当前乙烯工业中使用最为广泛的制冷技术。本文针对乙烯分离过程和配套的复叠制冷系统,采用Aspen Hysys进行模拟并进行(火用)分析,发现系统主要的(火用)损失发生在换热与压缩两部分,其占总(火用)损失的83%,为节能的重点。进而通过夹点技术对冷剂配置进行分析,发现-56℃以上各温位的冷量配置不合理,远超过理论最小值,-56℃以下各温位的冷量基本达到理论最小值。提出了采用多股流换热器的换热网络理论设计方法,并对冷剂进行重新配置,该理论方案可以降低丙烯制冷压缩机约30%的功耗,并节约部分乙烯制冷压缩机功耗,显著降低了乙烯深冷分离能耗。     

数据中心冷却系统多级传热温差分析

数据中心冷却系统将IT器件的产热散发到室外环境中去要经过多级传热,本文采用与温差的方法对多级传热进行分析,结论如下：数据中心冷却为在一定温差ΔT驱动下利用载体将芯片散发的热量搬运到室外的过程,过程中存在着热量采集/传热温差ΔT₁损失以及冷源系统排热温差ΔT₂损失;通过减小芯片散热损失,降低气流掺混损失与换热器损失,降低总传热温差ΔT,实现空调系统充分利用自然冷源,运行在完全自然冷却区;当空调系统在完全自然冷却区域运行热管模式时,重力热管COP最高,液泵热管次之,一般高达40～80,甚至超过400,气泵热管最低,并且气泵是现有制冷压缩机COP最高点,可达15～30;当室内外温差小于ΔT₂时,利用补偿温差原理使得制冷循环更加接近热管循环,实现制冷系统最低能耗运行,为数据中心冷却系统节能减排优化提供新的方法。     

低温甲烷洗工艺中制冷循环的设计与节能研究

低温甲烷洗工艺的冷量是由以产品气CO为工质的制冷循环所提供的,能量消耗很大。为了节省能耗以增加工艺的经济性,通过模拟计算对制冷循环进行分析研究,并根据工艺中制冷的需求与能耗的关系确定了较优的设计参数。同时,精馏塔与制冷系统的关联较为紧密,合理的设计可以降低制冷系统的能耗。     

基于膜分离器的NH3-H2O-LiBr吸收式制冷系统的研究分析

氨-水-溴化锂（NH₃-H₂O-LiBr）三元吸收式制冷系统中溴化锂的存在有利于发生过程的进行，降低循环精馏热，但阻碍了吸收氨的传质过程，对吸收性能不利。对此本文提出基于膜分离器的氨-水-溴化锂吸收式制冷循环，可将溴化锂从进入吸收器的溶液中分离出来，进而改善吸收性能。并进行了在膜分离器中分离溴化锂的实验，实验结果表明NH₃-H₂O-LiBr三元溶液在膜分离器中两次循环后分离效率达98%。基于实验中的分离效率，利用Aspen Plus模拟器，进一步模拟分析了基于膜分离器的氨-水-溴化锂吸收式制冷系统，并计算其性能系数（COP）。结果表明，与普通三元循环相比，基于膜分离器的新型循环的能耗较低，性能系数可提高近10%。当发生温度从60℃升高到120℃时，循环的发生器热负荷逐渐降低，COP逐渐增大，最大达0.5869，较普通循环高6%，此时溴化锂质量分数变化范围为0~30%。     

高活性LSK-821-2型低变催化剂的应用

介绍LSK型低变保护剂LK-821-2型低变催化剂的技术优势和在高串低变换流程中的应用情况,并分析该催化剂的节能降耗潜力。     

氨合成流程模拟及操作指标优化

通过合成氨流程模拟的建立,分析了水冷器出口温度及氨冷器出口温度对系统产能及能耗的影响。根据实际情况优化得出最经济的运行温度为:水冷器出口温度为35~37℃,氨冷器出口温度为-8~-6℃。