基于IDA-DEA的乙烯工业能效评价方法研究及应用

为有效分析乙烯生产装置的能效状态,评价乙烯行业的能效水平,并寻找提高乙烯能效的改进方法,提出了一种基于IDA-DEA的乙烯行业能效评价方法。首先运用IDA分解方法获得影响能源消耗的活动、结构与强度3个能源绩效指标(EPI);然后使用基于投入-产出松弛变量的数据包络分析方法(DEA)对活动、结构与强度能源绩效指标进行分析,得到提高乙烯装置能效和产量的改进方向;最后,为提高乙烯装置生产提供操作指导。实验结果验证所提方法的可行性和有效性,为石化行业节能降耗提供了新思路。     

基于IDA-DEA的乙烯工业能效评价方法研究及应用

为有效分析乙烯生产装置的能效状态,评价乙烯行业的能效水平,并寻找提高乙烯能效的改进方法,提出了一种基于IDA-DEA的乙烯行业能效评价方法。首先运用IDA分解方法获得影响能源消耗的活动、结构与强度3个能源绩效指标（EPI）;然后使用基于投入-产出松弛变量的数据包络分析方法（DEA）对活动、结构与强度能源绩效指标进行分析,得到提高乙烯装置能效和产量的改进方向;最后,为提高乙烯装置生产提供操作指导。实验结果验证所提方法的可行性和有效性,为石化行业节能降耗提供了新思路。     

基于关联层次模型的乙烯装置能效虚拟对标及应用

已有乙烯装置能效评估没有考虑装置之间原料、工艺技术和装置规模的差异,忽略了装置相关因素对能效指标的影响,无法系统地分析影响因素中隐藏的节能机会。本文针对乙烯装置不同工艺、规模以及能耗数据（燃料、电、蒸汽和水）分布特点,结合能效指数系统分析乙烯装置界区下影响乙烯流程能效的关键因素,给出乙烯装置能效分析方法。在能效分析的基础上,提出基于关联层次模型的乙烯装置能效虚拟对标方法,将能效指标和影响因素放在同一平台上分析,优于目前企业常用的均值法和指标最优法。运用该方法建立某乙烯装置乃至整个乙烯行业的能效虚拟对标,说明该方法更具有效性,更有助于找到节能降耗的方向与量化目标。     

基于PCA-DEA的乙烯装置能效分析

由于影响乙烯装置能耗的因素较多, 有必要采用相关分析筛选与乙烯装置能效相关的因素, 以确保分析的全面性与有效性。数据包络分析(DEA)作为一种非参数的效率优化分析, 适用于多输入多输出系统的特点能够综合考虑乙烯能效评估中的多因素影响。输入输出指标过多或存在不当指标, 则会导致DEA分辨率过低, 需要对输入输出指标降维。为此, 提出采用主元分析(PCA)降维的PCA-DEA法, 并将该PCA-DEA法应用于某乙烯装置以2001～2010年的月实际生产数据为依据的能效分析中, 得到比单纯选用主要指标的DEA算法和未采取PCA降维的DEA算法更好的能效分析结果。通过与单位综合能耗(SEC)对比, 验证了PCA-DEA方法的有效性, 为乙烯装置能效分析的准确性提供了更为实用的方法。     

基于TOPSIS的乙烯装置能效与环境效率综合评价

根据某企业2016年乙烯装置月生产数据,包括能源输入指标及输出指标,通过TOPSIS综合分析法对输出的能源效率指标(乙烯生产量)及环境效率指标(CO₂排放量)进行综合评价,得出评价系数C_i,通过综合评价系数及能源输入指标得出一组最优月生产数据为石脑油(55358)、燃料(18.79)、蒸汽(2.67)、水(2.28)、电力(1.74)和乙烯(1.87)、CO₂(1.11)。提出方法为企业下年度选取月生产数据,提高能源效率及环境输出效率提供了一种高效、便捷的方法。     

层次线性优化融合及在乙烯行业能耗指标提取中的应用

传统的乙烯装置能耗评估没有考虑不同装置之间原料、工艺技术和装置规模的差异,且能耗统计方法标准不统一,影响了结果的可比性。针对乙烯装置不同工艺、规模以及不同装置能耗数据(燃料、电、蒸汽和水)分布特点,采用对数据分布适应性好的层次线性优化融合算法提取能耗指标。该算法根据时序数据方差求权重实现最优线性融合,剔除异常能耗数据,保证指标融合质量。应用实例验证了层次线性优化融合算法的有效性,可得到各类乙烯装置及全行业的乙烯能耗多参数指标,有助于找到节能降耗的方向与量化目标,也可用于其他流程装置能耗指标的提取。     

日产液量对机采系统能效评价指标的影响与分析

针对现在抽油机采系统能效评价指标的评价方法不完善,系统效率限定值设置不合理,而日产液量作为衡量油井产能的重要指标之一,有必要就日产液量对机采系统能效评价指标的影响展开分析。分析结果表明:日产液量对抽油机系统效率有着显著的分区段影响,同时横向分析了现有能效评价指标修订方法后,合理修订了系统效率的限定值和完善了日产液量对应系数,所得结果可为机采系统能效评价指标的修订和完善提供理论依据。     

基于时序数据融合的乙烯装置能效价值研究及应用

为了获取乙烯装置的能效价值,提出基于k-means聚类的多变量时序数据线性最小方差优化融合算法及其证明。采用改进的k-means聚类算法对乙烯装置能耗相关时序数据进行聚类分析,获取多变量时序数据的分类及其聚类中心,以各聚类中心计算每个时序变量均方差,并用线性最小方差优化融合算法对各聚类中心加权向量融合,提取乙烯装置能效价值的多维数据虚拟标杆。提出采用多维能效价值雷达曲线展示虚拟标杆与能耗相关的多维数据,直观揭示各年度装置的运行状态与操作水平,准确找出产生能耗的主要原因及提高能效的主要方向。提出的方法不但为乙烯装置的能效评估提供了可行方法,也可应用到其他流程装置的能效评估。     

DMTO装置基于IDA与节能潜力框架的能效分析

为全面分析技术和管理水平、负荷、生产结构、耗能工质等因素对装置能效、节能量和节能潜力的影响, 提出采用IDA指标分解的能源绩效分析和节能潜力分析的综合框架分析DMTO装置的能效。提出的分析框架能综合并且真实有效地反映出能源使用的活动水平、能源结构和能源强度等因素的影响, 并能量化装置的技术与结构对节能量的影响, 因而可以直观地揭示提高能效、降低能耗和节能的有效实施途径。DMTO装置的示例分析, 验证了IDA能效分析与节能潜力分析方法的一致性和实用性, 为提出方法广泛用于能效管理与节能的实践奠定了坚实的应用基础。     

基于EII的石油化工企业能效评价指标数学模型建立的研究

合理的能效评价指标是对比不同石油化工企业能耗水平的标尺,目前国内外的能效指标均存在不同程度的局限性,通过分析目前石油化工企业能效指标在衡量差异性的石油化工企业时存在的局限性表明:能量密度指数(EII)作为炼油装置评价指标具有较高的适用性,与此同时该指标也适用于相似的化工装置。本文采用数学建模法,建立了基于能量密度指数(EII)的能效评价指标模型,并对模型开展验证及应用。利用模型对不同的石油化工企业进行能效分析,计算出最终的指标数值进行比较,能效指标数值越小,该炼厂能效水平越高,且各炼厂能效指标均小于1。该数学模型可用于衡量包含炼油和化工装置的石油化工企业综合能耗水平,是普适性的综合评价指标,可客观衡量比较不同石油化工企业的能效水平。     

Energy efficiency evaluation based on DEA integrated factor analysis in ethylene production

Energy efficiency evaluation plays an important role in energy efficiency improvement of the ethylene production.It is observed from the actual production data that the ethylene production energy efficiency often varies with the complex production working conditions. In the favored methods for energy efficiency evaluation,DEA models may showpoor resolution when directly used to evaluate the efficiency values. Therefore, a newenergy efficiency evaluation method for ethylene production is proposed based on DEA integrated factor analysis with respect to operation classification. Three key factors, including raw material composition, cracking depth and load rate, are taken into account in determining the production working conditions by means of k-means algorithm.Based on the multi-working conditions mode the energy efficiency evaluation of the ethylene production is made by using DEA model, where the most related energy data are screened by factor analysis.Furthermore, the supporting decision of energy efficiency improvement is provided to the operators. The accuracy and effectiveness of the proposed method are illustrated by applying in a practical ethylene production,which gives more effective energy efficiency evaluation in the complicated working conditions of ethylene production with declined dimension of input indicators.     

基于SVM-BOXPLOT的乙烯生产过程异常工况监测与诊断

乙烯作为化工生产的重要原材料,需求量持续增加,但它也是高能耗产业,其生产运行状态直接关系到能效的高低,进而影响企业的经济效益。因此,乙烯生产运行工况的智能识别对节能降耗意义重大。针对直接影响乙烯生产过程能效水平的异常工况智能识别问题,以能够反映乙烯生产能效与能耗的关键指标--乙烯收率、丙烯收率及综合能耗为基础,使用IPSO优化SVM-BOXPLOT的方法对乙烯生产过程进行异常工况智能识别。通过机理分析与数据分析相结合的方法对监测数据降维,用SVM对生产数据进行工况分类,缩小异常识别范围,最后用BOXPLOT进行异常工况识别。将其与在线监测系统相结合应用于某石化企业生产中,所提出的异常工况监测与诊断方案模型精度更高,收敛速度更快,既实现了乙烯生产过程异常工况的监测与诊断,又满足了实际运行工况的工艺要求,保证了异常识别的实时性、准确性。     

基于模糊RBF神经网络的乙烯装置生产能力预测

针对传统的径向基函数(RBF)神经网络隐藏层节点的不确定和初始中心敏感性、收敛速度过慢等问题,提出一种基于模糊C均值的RBF神经网络(FCM-RBF)模型,通过模糊C均值聚类(FCM)得到各聚类中心,基于误差反传的梯度下降法训练隐藏层到输出层之间的权值,克服传统RBF模型对数据中心的敏感性,优化确定RBF神经网络隐藏层的节点数,提高网络训练速度和精度。最后将其用于乙烯装置生产能力预测中,分析预测不同技术、不同规模乙烯装置生产情况,指导乙烯生产,提高生产效率,结果验证了所提出算法的有效性和实用性。     

Ethylene manufacture by partial oxidation with sulfur

The objective of this study was to examine the sulfur-mediated oxidation of ethane to ethylene. In summary, it has been found that ethylene can be produced in high yield (ca 75%) by the oxidation of ethane with excess sulfur in the 800–850 °C temperature range using a residence time of about 1 s. It is surmised that the high ethylene yield arises from the relatively weak C–S bond which precludes the formation of carbon–sulfur compounds so favoring pathways to ethylene. A process scheme is suggested which incorporates ethylene production into sulfur recovery, plants for which are found in essentially all refineries and in sour gas processing. A potential advantage of this chemistry over standard ethane steam cracking is that the sulfur process considerably increases carbon efficiency for ethylene production as most of the energy required for ethylene synthesis is supplied by the oxidation of H₂S.     

Analysis of the high-pressure steam import behaviour of an integrated ethylene oxide/ethylene glycol petrochemical plant under different production scenarios

Integrated ethylene oxide/ethylene glycols (EO/EG) plants are prominent energy consumers in the petrochemical sector, particularly concerning high-pressure steam (HPS) usage which holds the potential for substantial energy savings. This study focuses on an unexplored territory: Examining the impact of EO catalyst type, selectivity, and glycols production capacity on HPS import in a plant in the Pars Special Economic Energy Zone (PSEEZ). Utilizing Python3 for data preprocessing and ordinary least squares linear regression analysis, we evaluate how varying catalyst loads and production scenarios influence HPS import. Regression models are created, encompassing normal and efficient HPS import scenarios, yielding positive outcomes in terms of correlation, mean error percentage, and R² analysis. Comparing normal and efficient HPS import models highlights potential savings, uncovering opportunities to conserve between 45 and over 200 tonnes per day of HPS. We also explore the plant's HPS behaviour under 1% selectivity and production capacity reductions. Notably, catalyst activity decline markedly escalates HPS import for hybrid catalysts, while selectivity decline decreases HPS import for high-activity catalysts. The models demonstrate that HPS import is ~150 tonnes per day more sensitive to a 1% change in selectivity compared to production capacity. Moreover, when comparing high activity and hybrid catalyst scenarios in normal and efficient cases, the most substantial HPS import difference arises under conditions of low selectivity, amounting to nearly 200 tonnes per day. Our methodology applies to other EO/EG plants. It is incorporated into our plant's energy management system, enabling continuous monitoring of steam import behaviour relative to catalyst and plant performance.     

煤化工与能量转化率

论述能量转化率的重要性和特性;在比较能量转化率时,要首尾相同。讨论对不同装置的能量转化率数据进行比较是否重要:有些情况下是重要的,有些情况下是没有必要的;解读对示范装置规定最低能量转化率的原因;提出不宜将能量转化率作为唯一判据;选择产品的首要原则是国家的需求和技术的成熟度。