对二甲苯装置节能与扩能技术探讨

针对现有对二甲苯(PX)生产装置的节能与扩能需求,介绍了分壁精馏、熔融结晶、渗透汽化3项分离技术的分离原理、研究进展以及工业应用现状,分析了这3项分离技术用于PX节能与扩能的应用方案与实施效果,指出了分壁精馏是最有效的节能技术,熔融结晶是最有效的扩能技术,而渗透汽化则是最有发展前景的节能与扩能技术。     

隔壁精馏塔分离芳烃混合物的模拟研究

采用隔壁精馏塔分离苯-甲苯-对二甲苯物系,用Aspen Plus软件模拟了隔壁精馏塔内温度分布及液相组成分布,考察了汽相和液相分配比对产品纯度的影响。对隔壁精馏塔模拟得到的优化操作条件为:隔壁精馏塔的理论板数为30块,侧线采出在第14块理论板,进料段为15块理论板,在进料段的第7块理论板进料,进料组成n(苯)∶n(甲苯)∶n(对二甲苯)为1∶3∶1,回流比为8.8,液相分配比为2.96,汽相分配比为0.83。在此条件下,各组分的摩尔分数大于98.5%,与实验结果基本吻合。当进料组成n(苯)∶n(甲苯)∶n(对二甲苯)为1∶3∶1时,采用隔壁精馏塔可比常规两塔流程节能27.18%。     

用总复合曲线确定精馏塔的热集成

根据夹点技术的原理,对跨越背景过程夹点的分离装置的热集成进行了研究,提出了用总复合曲线确定精馏流程的方法,以实现精馏流程与背景过程的整体热集成。文中还应用这个方法对常、减压塔的具体设计步骤进行了改进,并举例说明了把改进后的方法应用于解决实际问题时可取得的成效。     

炼厂燃料气回收LPG过程设计与控制研究

以某炼油厂燃料气回收液化石油气（Liquefied Petroleum Gas,LPG）为对象,分别对3种LPG回收流程进行了研究。在稳态模拟的基础上,以年总费用为优化目标,优化了各流程的主要工艺参数。结果表明,隔壁塔流程较另外两种流程的年总费用分别降低37.66%和11.35%,表现出较大的经济优势。此外,对炼油厂燃料气回收LPG隔壁塔流程的动态特性进行了研究,提出的四点温度控制结构能够有效地抵抗进料扰动,具有良好的可控性。由此可见,隔壁塔在炼油厂燃料气回收LPG工艺中具有非常高的应用潜力。     

隔壁塔四塔模型的设计计算

在对分离三组分混合物的隔壁塔结构进行分析的基础上,为隔壁塔的设计建立简捷计算的四塔模型,以最佳中间组分分配比为基础,以汽相分配比和液相分配比为设计变量,对汽相、液相流量进行平衡,将其作为设计计算的模型约束条件,计算此时全塔的最小汽相流率;基于Underwood-Fenske-Gilliland-Kirkbride计算方法,确定塔的最小回流比、理论塔板数、实际塔板数以及进料和采出位置。以分离正己烷、正庚烷和正辛烷的混合物为例,对隔壁塔进行简捷计算,得到汽、液相分配比的初值;再进行严格计算,对汽、液相分配比进行优化分析,得到最优的设计参数。     

分壁塔与常规重整生成油分离工艺流程模拟比较

以连续重整-芳烃联合装置的重整生成油为原料,利用PRO Ⅱ流程模拟软件分别对采用常规两塔工艺流程和分壁塔工艺流程的两种重整生成油分离方案进行模拟,在保证分离产品质量一致的情况下,从能耗、设备投资和占地的角度分析对比两种方案的优劣。结果表明,与常规两塔工艺流程相比,分壁塔流程的能耗降低31.2%,设备投资节省20.3%,占地面积减少38.3%。     

用于分离正己烷-正庚烷-正辛烷体系的跨壁绝热隔壁塔的模拟优化与实验研究

Through separation of the hexane-heptane–octane system in a cross-wall adiabatic dividing wall column, the effects of feed position, side-draw position, liquid split ratio, vapor split ratio and their interactions on the energy consumption were analyzed by Aspen Plus under the constant product purity, and the response surface model for the energy consumption was regressed. Based on the restriction on the optimal operating zone, the comparison of different combinations of surrogate models and optimization methods showed that, the combination of the Kriging model and multi-island genetic algorithm(Kriging-MIGA) had better prediction ability than the combination of the response surface model and partial derivative method(RSM-PD), and RSM-PD had better optimization effect than Kriging-MIGA. With a self-made cross-wall adiabatic dividing wall column, the temperature at measuring points and the energy consumption were measured during experiments, the comparison between measured values and simulated ones demonstrated that the optimized values of variables searched by RSM-PD and Kriging-MIGA could be both used as the optimum technological conditions since the experimental reliability was ensured, with the optimum technological conditions shown below: The feed position is 6, the side-draw position is 7, the combinations of liquid split ratio and vapor split ratio are [0.14, 0.5] and [0.16, 0.52], respectively. RSM-PD and Kriging-MIGA can provide the appropriate optimization methods for the dividing wall column.     

分隔壁萃取精馏塔分离苯-环己烷体系的研究

采用分隔壁萃取精馏塔,研究了一塔式分离苯-环己烷体系。选用环丁砜作为萃取剂,通过加入助溶剂邻二甲苯获得合适的塔釜温度,有效防止环丁砜受热分解。考察了萃取剂/进料质量比、两侧回流比、萃取剂进料温度、助溶剂含量等因素对该分离装置分离效果的影响。结果表明,在主塔回流比为1、苯精馏侧回流比为2.5、萃取剂/进料质量比为6.8、溶剂进料温度为75℃时,环己烷产品中环己烷质量分数为97.15%、苯产品中苯质量分数为96.23%。获得的分隔壁萃取精馏塔的相关参数为进一步改进装置提供了依据。由于采用一塔式分离苯-环己烷,降低了设备投资;与常规萃取精馏相比,节能13.4%。     

节能技术在中源油田居住建筑中的应用研究

从居住区建筑节能规划设计,围护结构节能设计等方面,对建筑节能技术在中原油田居住建筑中的应用进行了研究,并提出了具体应用措施,这些措施目标明确,技术先进,应用可操作性强,对油田的居住建筑节能设计具有参考价值。     

分隔壁精馏塔分离三组分烷烃混合物的研究

利用自制的分隔壁精馏塔小试装置对正己烷、正庚烷和辛烷三组分混合物的分离进行了实验。考察了进入侧线采出段的液体流量与进入预分离段的液体流量之比(简称液体分配比)、进料位置和出料位置对分离效果的影响;并与带侧线采出的精馏塔进行比较。实验结果表明,在液体分配比为1、进料位置为分隔壁中间、出料位置为分隔壁中间时,塔顶馏出物中正己烷的质量分数可达99.72%,侧线采出物中正庚烷的质量分数可达95.48%,塔釜液中辛烷的质量分数可达96.80%;采用分隔壁精馏塔比常规带侧线精馏塔可得到更高纯度的中间产物和塔釜产物;采用Aspen Plus流程软件对分隔壁精馏塔模拟的结果与实验结果基本一致。     

分隔壁塔分离苯和乙烯烷基化产物的模拟

研究了分隔壁精馏塔在分离苯和乙烯烷基化产物中的应用。采用Aspen Plus的Petlyuk模块对分隔壁精馏塔进行了模拟计算。首先采用等效三塔简捷模型计算分隔壁精馏塔的分壁段、主塔塔板数等参数,以此为基础,采用Petlyuk模型对分隔壁精馏塔进行严格计算,再采用Aspen的模型分析工具确定塔的最佳工艺参数。结果表明,对于乙烯和苯烷基化产物体系,采用分隔壁精馏塔分离的最佳参数为主塔理论塔板数58块、预分段理论塔板数25块,上、下端互联位置分别在15板、40板,进料位置在第10块板（预分段）,侧线乙苯抽出位置在第24块板（基于主塔）,主塔回流比13,互联物流液体流量500 kmol/h,气体流量950 kmol/h。在此参数下,计算得到的侧线采出乙苯质量分数为9992％,满足乙苯产品的纯度要求。     

分隔壁塔萃取精馏分离环己烷-苯共沸物的模拟优化

以糠醛为萃取剂,采用模拟软件Aspen Plus对环己烷-苯共沸物体系的分隔壁塔萃取精馏工艺进行了模拟优化。利用单变量灵敏度分析考察了分隔壁萃取精馏塔的塔板数、回流比、溶剂比、萃取剂和原料的进料位置等因素对产品纯度及再沸器热负荷的影响。确定了最优的工艺条件:分隔壁萃取精馏塔主塔及副塔的理论板数分别为34和10,回流比分别为2和3,主塔溶剂比为2.4,原料和萃取剂的进料位置分别为第22块板和第7块板,气相分配比为0.2,侧线抽出板的位置为主塔的第31块板。与传统的萃取精馏相比,分隔壁塔萃取精馏工艺可降低能耗13.5%。     

烯烃装置脱乙烷塔的改造

介绍了兰州石化公司乙烯装置脱乙烷塔系统的改造。该改造解决了生产问题同时节省了投资和能量。     

胺液再生装置工艺流程优化

对某炼油厂处理能力为300 t/h胺液集中再生装置中的再生塔底泵和胺液过滤器在工艺流程中的顺序进行了优化。与同规模常规流程的对比表明,优化后再生塔底泵输送介质温度低于泡点、消除了泵汽蚀隐患;机泵用电量可减少38(kW·h)/h;富液过滤能力可增加23%。可实现装置节能,提高富液过滤器容垢能力。     

分隔壁萃取精馏塔分离C_4烯烃与烷烃的模拟

采用AspenPlus化工流程模拟软件中的MultiFrac模块,对分隔壁萃取精馏塔分离正丁烷和反-2-丁烯混合物的过程进行模拟,分析了溶剂比、回流比、汽相分配比对分离效果及能耗的影响。模拟结果表明,当分离要求为正丁烷纯度大于99.0%(w),反-2-丁烯纯度大于99.9%(w)时,分隔壁萃取精馏塔主塔理论板数40,副塔理论板数10;最佳工艺条件为溶剂比2.5,主塔回流比3.5,汽相分配比2.5;分隔壁萃取精馏塔能有效避免常规萃取精馏塔内的返混效应,因此节能效果显著。与常规萃取精馏塔相比,分隔壁萃取精馏塔再沸器和冷凝器可分别节能17.31%,25.81%。     

The Use of Pinch Technology to Reduce Utility Consumption in a Natural Gas Processing Plant

Abstract

The present work aims at investigating opportunities for energy conservation in Western Desert Gas Complex (WDGC) through modification of the heat exchanger train. Process simulation of the plant was performed using HYSYS steady-state simulation program. This step was necessary to furnish stream property data requested for heat analysis as well as condenser and reboiler duties. Adopting the pinch design technology, minimum heating and cooling energy requirements were calculated for different values of minimum approach temperature (ΔT_min). Two methods were used, the problem table algorithm of the pinch method and the linear programming method. Then designing the heat exchanger network (HEN) took place according to the pinch design method to achieve target utilities for each ΔT_min. The optimum HEN is that which achieves considerable heat recovery with least annualized total cost. The optimum HEN design was found to correspond to ΔT_min of 10°C and achieved saving of hot and cold utilities as 42 and 21%, respectively, compared to the actual utilities consumption of the existing plant. These savings can be realized by adding only two heat exchangers to the existing network with a payback period of ≈1 year.     

催化裂化与气体分馏装置热联合运行分析及工艺改进

介绍了中石化武汉分公司催化裂化与气体分馏装置进行的热联合技术改造,并就两装置间的热联合运行情况进行了技术分析与效果评价,运行情况表明热联合可以使两套气分装置取消加热蒸汽、武汉分公司综合能耗下降5.9%,节能效果显著。并针对运行中存在的问题提出了技术改进措施。     

分隔壁萃取精馏塔分离乙酸乙酯-异丙醇

采用分隔壁萃取精馏塔,以乙二醇为溶剂将乙酸乙酯与异丙醇分离。基于装置的实际条件进行Aspen Plus模拟,考察溶剂比、溶剂温度、回流比等条件对其分离效果的影响,同时评估其经济性。模拟得到理想的操作条件为左回流比35、右回流比15、溶剂比4、溶剂温度90℃、混合物进料位置偏下。模拟结果表明,溶剂比和左侧回流比、左侧回流比和右侧回流比在操作上存在关联;其他条件一定时,溶剂温度存在唯一值,使得两侧产品的质量分数同时达到最优;分隔壁塔与常规流程相比在经济性上具有很大优势,可节能11%和降低25%设备费。用实验验证模拟结果时,右侧产品质量分数偏低,但可通过调节右侧回流比解决这个问题。最终达到左侧出料乙酸乙酯的质量分数为98.82%,右侧出料异丙醇的质量分数为97.88%。     

螺旋板换热器半圆螺线设计计算

介绍的半圆螺线方程可用于计算螺旋板换热器的直径和螺旋板的长度等几何参数 ,具有实用性和准确性。