蜡油加氢装置用能分析与优化

介绍了中国石化洛阳分公司220万t/a蜡油加氢装置用能情况,就装置2011年完成的综合能耗与设计值进行详细对比分析,发掘出装置节能存在的瓶颈和优化潜力,并提出具体优化方案和措施:分馏系统优化改造、装置水系统综合利用改造、热进(出)料流程改造、换热网络优化、3.5MPa蒸汽管网改造、机泵叶轮更换和增上变频等措施。通过这些措施的实施,能降低蜡油加氢装置综合能耗2.25kgEo/t,与2011年相比,实现装置综合能耗降至4.01 kgEo/t,达到同类装置最好水平。     

太化集团公司化肥厂将进行技术改造

太化集团有限公司化肥厂合成氨装置将由年产14万t合成氨改造为年产18万t合成氨,同时年增产硝酸铵9万t。改造后综合能耗下降12.8869×10~6kJ/tNH_3,节能18.65％。从而使焦炭用量减少70kg/tNH_3,蒸汽减少706kg/tNH_3,电耗下降243kWh/tNH_3,氨合成系统副产蒸汽880kg/tNH_3等。     

乙烯装置公用工程系统的最优设置

公用工程的合理设置,直接关系到装置的能耗水平.本文采用夹点技术对某厂300kt/a乙烯装置进行分析,在采用夹点技术对其换热网络进行优化的基础上,通过总复合曲线分析并结合装置实际情况,对蒸汽系统和制冷系统提出了节能改造方案.该方案节能效果显著,每年可节约操作费用共1089.2万元.     

MTBE裂解制异丁烯装置换热网络节能研究

采用夹点技术对某MTBE裂解制异丁烯装置的现有换热网络进行了节能研究，找出了现有换热网络中存在的问题，通过对换热网络的分析和优化改造，实现了装置的节能降耗。现有换热网络热公用工程量为2154．95kW，冷公用工程量为2094．65kW，通过夹点分析确定了最小热公用工程用量为1869．83kW，最小冷公用工程用量为1809．53kW。参考央点设计原则和现有的换热网络结构，提出了优化改进方案：拆除了一台加热器和一台冷却器，新增了三台换热器。经过优化改造后，节约热公用工程量285．04kW，节能13．227％；节约冷公用工程量285．04kW，节能13．608％。     

裂解汽油加氢装置节能及扩能改造技术研究

某裂解汽油加氢装置实施节能及扩能改造,通过对关键设备改造前后重要参数进行对比研究,并辅以有效能分析方法判断系统节能潜力。改造以分离塔和换热网络为切入点,提高装置用能效率。分离单元全面升级改造,提高分离效率,蒸汽消耗下降了11%;优化二反进出料换热系统,反应热回收提高了1.77倍,燃料气消耗降低了89%;反应出料采用热高分形式,蒸汽用量减少0.56t/h;动设备配合工艺流程完成改造,用电量下降50%。该装置的节能改造与扩能同时进行,改造后处理能力提高了40%。性能考核表明,装置改造后的各项技术经济指标达到国内同类装置先进水平,综合能耗较改造前下降了36%。该项目获得国家节能奖励。     

合成氨厂低位热能综合利用改造总结

浙江巨化股份公司合成氨厂是能耗大户，2003年全年消耗高压蒸汽41569t、中压蒸汽117574t、低压蒸汽155430t。在热能利用上，高、中、低位热能在不同的生产装置中均有应用，但全厂能源管理网络中，偏重于各化工单元的热能综合利用，放热反应生产装置中的大量热能多以冷却水升温的形式排出而浪费，而未有效地结合全厂生产装置用能情况合理配置。为降低综合能耗，合成氨厂对生产装置进行了一系列的技术改造和工艺改进。以下将热能综合利用改造情况作一总结。     

基于夹点技术对合成氨系统换热网络的分析

基于夹点网络分析技术对河南心连心化肥有限公司四分公司换热网络系统进行分析。利用数据模拟计算和能量平衡分析方法,对合成装置进行换热网络分析。得出改造方案:在废热锅炉前增设了锅炉给水预热器E-1831A,其他流程未变。得到改造后氨合成副产2.5 MPa蒸汽量增加5 t/h,综合折算副产2.5 MPa蒸汽量增加96kg/t氨,改造前合成氨蒸汽消耗102.52 t/h,改造后蒸汽消耗72.24 t/h。     

基于流程模拟的合成氨工艺换热网络优化

采用流程模拟等软件,对现有合成氨装置进行用能优化分析,提出节能改造方案,初步确定节能工艺流程图、物料与能量衡算、换热设备条件,为方案的制定提供节能思路,为方案的实施提供设计基础。     

合成氨“十一五”节能目标确定

根据“十一五”期间《合成氨能量优化节能工程实施方案》规划，确定的这一重点节能工程的目标是：大型合成氨装置采用先进节能工艺、新型催化剂和高效节能设备，提高转化效率，加强余热回收利用；以天然气为原料的合成氨推广一段炉烟气余热回收技术，并改造蒸汽系统；以石油为原料的合成氨加快以洁净煤或天然气替代原料油改造；     

柴油加氢装置过程模拟与节能研究

针对某炼油厂处理量为3.5 Mt/a的柴油加氢装置,应用Aspen Plus流程模拟软件建立了装置的数学模型,计算得出了与现场标定数据比较吻合的模拟结果。根据计算结果,利用夹点技术对其换热网络进行节能分析与改造。首先以夹点温差为20℃,确定换热网络能量目标。该装置换热网络的夹点温度为95.4℃,最小热公用工程量为5 085.7 kW,最小冷公用工程量为20 613.9 kW,与现有换热网络热公用工程13 870.8 kW相比,存在8 785.1 kW的节能潜力。然后消除违背夹点规则的不合理换热匹配,进一步优化,并提出了改造方案。该方案新增7台换热器,可节约热公用工程8 450.5 kW,约降低了60.9%的能耗,取得了良好的节能效果。回收期为0.67年。     

Retrofitting of the Heat Exchanger Network with Steam Generation in a Crude Oil Distillation Unit

Steam generation through hot streams has an important impact on the utility consumption of a crude oil distillation unit. Retrofitting of the heat exchanger network with steam generation in a crude oil distillation unit is studied with regard to efficient energy usage. The grand composite curve is employed to provide insights into the steam generation problem, and a mixed‐integer linear programming model, presented previously for heat integration through hot discharges/feeds and steam generation, is used to obtain the optimal parameters for steam generation. Three heuristic rules are then proposed to determine suitable hot streams for steam generation. Finally, the heat exchanger network is modified based on pinch technology. After the retrofit, the hot and cold utility decrease.     

蒸汽发生器在常减压装置中的应用

炼油装置对蒸汽的消耗是除了加热炉燃料油外的最大用能方式之一,炼油装置的低温余热利用是石化装置节能减排的主要工作思路,在常减压装置适当的工艺部位选择合适的热流作为热源,增加蒸汽发生器,再利用适当的低温余热提高换热终温,可替代原来的燃油蒸汽锅炉,节能减排效果显著,经济效益十分可观。     

基于喷射式热泵的热电联产供热系统

热电联产面临着两个严重问题：供热面积与质量的增加导致供热不足;电厂凝汽器循环冷却水存在大量低品质热量浪费。为同时解决这两个问题,提出了一种利用喷射式热泵强化集中供热的新型EDH-CHP系统。该系统从循环冷却水中回收余热,并将余热应用于集中供热;另外通过增大供热一次网的供回水温差提高原一次网的供热能力。与原系统相比,新型系统在热力首站和热力站分别增加一台喷射式热泵（HP1、HP2）。分别对两台喷射式热泵进行热力学分析及性能实验研究。分析结果表明：HP1和HP2均能有效提高系统性能。实验结果表明：HP1的COP可达1.4～1.9,HP2可降低一次网回水至35℃。经典案例分析表明：新型系统可增加50%供热能力或减少6%能源消耗。     

甲醇合成及精馏单元的能效优化

甲醇生产工艺普遍存在能耗、水耗过高的问题,对该工艺进行过程集成节能研究,具有重要的意义。以60万t/a煤制甲醇装置为背景,将处于上下游关系的甲醇合成及精馏单元作为一个系统考虑。利用夹点技术对该系统的用能现状和换热网络进行了分析,找出了违背夹点设计原则的不合理换热匹配。在此基础上,通过充分回收系统高温热源尤其是甲醇合成塔出塔合成气的能量,提出了2种现行换热网络的优化方案。方案1:节约低压蒸汽34.8%,节约脱盐水和循环冷却水21.1%,其中节约1.2 MPa低压蒸汽2 277.7 kW,节约0.3 MPa低压蒸汽20 544.4 kW;方案2:节约低压蒸汽30.8%,节约脱盐水和循环冷却水18.7%,其中节约1.2 MPa低压蒸汽6 027.0 kW,节约0.3 MPa低压蒸汽14 157.5 kW。当1.2 MPa与0.3 MPa低压蒸汽价格差距较大时,选择方案2较合理。     

煤制烯烃企业全厂能量系统优化策略及应用

为了实现煤制烯烃企业全厂能量系统优化,提出了煤制烯烃企业全厂能量系统基于单元、子系统和全局划分的渐进协同优化策略,包括全厂用能状况分析、工艺装置用能及换热网络优化、低品位热回收和优化利用、全厂蒸汽动力系统优化等步骤。应用上述优化策略,对某60万t/a煤制烯烃企业全厂能量系统优化进行研究,得到全厂各单元能耗分布,提出了甲醇合成和甲醇制烯烃单元换热网络优化、全厂蒸汽动力系统降低蒸汽减温减压量及低品位热合理匹配利用等节能方案,理论上可以提高全厂系统能效3%以上,年节约标煤10万t以上,投资回收期小于1 a。     

碳酸二甲酯的合成及换热网络的优化

节能减排越来越受到人们的重视,夹点技术是目前应用最广泛的热集成技术之一。文章利用夹点技术对碳酸二甲酯合成工艺进行了系统用能分析,找出了用能状况不尽合理之处。将碳酸二甲酯合成及精馏四个单元作为一个系统整体考虑,提出了碳酸二甲酯合成及精馏单元的换热网络优化方案。优化后整个系统可以节约低压蒸汽33.7%,节约循环冷却水93.6%。     

乙烯热泵系统的换热网络分析

夹点技术在石油化工行业换热网络分析中广泛应用,依据夹点技术的基本原理与设计原则,利用Aspen Energy Analyzer软件对某大型乙烯装置中的乙烯热泵系统换热网络进行了分析。分别对增加换热器消除跨夹点传热及改变乙烯塔操作压力2种情况下的换热网络进行了分析。结果表明,工艺设计过程中不应只单纯追求无跨越夹点传热和低能耗,应综合考虑一次投资、操作费用及投资回收周期,从而经济、合理地综合评价能耗。     

电厂CO2捕集工艺夹点分析与过程集成节能

电厂一乙醇胺（MEA）法烟气CO2捕集（CCS）工艺换热网络能量流密集,固有能耗高,对该工艺进行过程集成节能研究,具有重要意义。对CO2捕集工艺换热网络的夹点分析说明该换热网络存在跨越夹点的热量传递。冷热物流的总复合曲线特征说明了CO2捕集工艺固有能耗高的特性。对换热网络进行调优并提出了节能技术方案：（1）在夹点之上利用MEA贫液的部分高温位热量加热预吸附塔再生气;(2)采用MEA再生塔产生的湿CO2混合物作为驱动热源,跨越夹点设置一台氨吸收式制冷机以替代CO2液化所需部分制冷量。基于过程集成节能提出的换热集成节能措施可有效降低CO2捕集工艺固有能耗,使蒸汽耗量降低21%,冷却水耗量降低17.2%,CO2液化所需低温冷却公用工程降低43.4%。     

利用LNG冷能的空分系统换热网络布置及多能级匹配性能

分析了常见的基于空分系统的液化天然气(LNG)冷能利用方式,依据LNG冷能的能谱特点及空分系统运行安全性的特殊要求提出较优的冷能利用方案;针对不同压力等级工况提出LNG与N₂的换热网络布置方案,对提出的4种LNG-N₂换热网络分别进行了流程模拟,并与传统空分系统和已有的LNG冷能利用空分系统进行了比较,结果表明:新的LNG换热网络能有效降低空分系统的单位液态产品能耗,采用LNG-N₂双高压方案时为0.217 kW·h·kg^-1,若对LNG出口压力没有限制则采用LNG-N₂双低压方案可进一步降低能耗至0.176 kW·h·kg^-1,相比已有的LNG冷能利用空分系统能耗分别降低了15.9%和31.8%;同时研究了LNG冷能的多能级换热匹配性能,分析了当N₂压力不变时LNG压力变动对各个方案换热均匀性的影响。研究结果可为不同工况下选择合适的LNG换热压力提供参考。     

大型吸收式热电联产机组性能分析与对比

燃煤热电联产机组在电能与热能的协调和转换中起到至关重要的作用,并且在未来一段时间内仍是我国北方冬季采暖的主力热源。本文构建了包含电厂侧和热力站侧两部分在内的一种热电联产系统方案,并研究了机组背压、供给热电比、汽水系统?效率、热网换热器?效率、机组发电量、热网水泵功率在变工况下和单独改变供热功率、供水温情况下的变化规律,开创了电热价比的方法对电热两种捆绑式生产的热电联产机组来衡量其整体经济收益,最后通过热网水质量流量、热电比、背压、抽凝比和发电煤耗率这些指标将新方案与传统热电联产方案进行了对比。结果表明：对于热电联产机组,系统热力学参数随工况、供热负荷和供水温度变化呈现不同规律;本文新提出的电热价比方法能为热电联产机组提供运行决策和收益预测规划;新方案可通过提升热网供回水温差可以显著提高系统供热能力和能源利用效率：使得发电煤耗率减小3.22～7.00g/(kW·h),机组背压降低了65.07%,热网水流量减少了33.33%。