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。     

甲基叔丁基醚装置的换热网络优化

采用了夹点技术对MTBE装置的现有换热网络进行了节能研究。分别计算出换热系统的夹点温度、最小传热温差以及最小公用工程负荷。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,实现了装置的节能减耗。改造后热公用工程消耗为63.3 kW,节能82.8%;冷公用工程的消耗为103.1 kW,节能73.7%。     

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％。     

环氧丙烷装置换热网络的分析与优化

利用夹点技术对某环氧丙烷装置换热网络进行了分析,并提出优化改造方案。基于MATLAB的操作型夹点分析表明,现行换热网络夹点温差偏大(34℃)。优选夹点温差为20℃,可得最小加热和冷却公用工程量分别为1 981 kW和9 132 kW,而现行换热网络中加热和冷却公用工程量分别为3 049 kW和10 201 kW,存在较大节能潜力。进一步分析表明,现行换热网络存在违背夹点设计原则的现象,导致用能不合理。考虑换热网络变动的复杂程度和经济性,提出了一种简便的优化改造方案,可减少冷热公用工程量各300.5 kW。     

醋酸乙烯精馏装置节能改造中夹点技术的应用

采用夹点技术对醋酸乙烯精馏装置的换热网络进行用能分析。以夹点温差10℃,找出该装置换热网络的夹点温度在80℃和70℃处,计算得到装置的热公用工程用量从18141.28 kW减少到16201.72kW,节能潜力10.69%。结合现行换热网络结构进行设计优化,实现换热面积减少61.12 m2,热负荷减少1129.53 kW,循环水用量减少6.01×104kg.h-1。     

环氧氯丙烷装置过程模拟与节能研究

运用Aspen Plus对环氧氯丙烷装置进行了模拟。以模拟结果为基础,夹点技术为用能诊断工具,对装置的用能情况进行分析并提出节能建议。将模拟结果与实际操作数据对比后可知,建立的数学模型能够反映装置的运行情况,模拟结果能够作为进一步节能研究的基础数据。依据经验判断法,装置的夹点温差设为20℃,利用总组合曲线,确定系统需要的最小热公用工程用量为8 635.44 kW,最小冷公用工程用量为17 904.07k W。对比可知,装置冷、热公用工程的节能潜力分别为3 152.92、3 158.53 kW。对换热网络中不符合夹点设计规则的换热匹配进行改造,提高能量的回收率。改造后的方案需新增4台热交换设备,可节约2 875.13 kW的公用工程,热公用工程可节约24.39%的能耗,冷公用工程可节约13.65%的能耗,投资回收期为0.18年,对环氧氯丙烷装置的节能研究具有一定的指导意义。     

苯乙烯装置换热网络的集成与分析

采用夹点技术对已采用蒸汽凝液余热部分回收的苯乙烯装置进行了能量利用分析,分析表明:现行换热网络需加热公用工程22024.8 kW,通过对换热网络的夹点分析和计算,可得该装置的最小加热公用工程为21489.89 kW,最小冷却公用工程为27064.85 kW.在充分考虑了现行换热网络已有的结构和特点后,提出了最大限度的回收能量的换热网络改造方案.     

催化重整装置换热网络夹点分析与优化

运用夹点技术对催化重整装置现有换热网络进行分析,发现夹点之下因使用热公用工程,导致冷公用工程超目标值186%,热公用工程超目标值136%,E204取热过多导致重整生成油出装置温度低,增加了4.4 MW热量消耗。通过优化换热网络,合理取热,热公用工程减少26.4%,冷公用工程减少37.6%,换热面积减少10.4%。实现了能量合理回收利用,提高了装置经济性。     

基于夹点技术的环氧丙烷工艺系统换热网络优化方法

基于夹点技术,采用整体系统和子系统换热网络优化法对氯醇法生产环氧丙烷工艺系统换热网络进行优化及对比,得出较佳优化方法. 利用Aspen软件对提取工艺系统流股数据进行校验并计算. 结果表明,现行网络夹点温差为30 K,整体系统夹点温度为329.5 K,子系统换热网络夹点温度分别为327, 329.5, 317.2 K;整体系统优化后节约能耗595.3 kW,分别占原系统热、冷公用工程能耗的17.47%和5.23%;子系统优化后节约能耗610.6 kW,占原系统热、冷公用工程能耗的17.91%和5.36%. 氯醇法生产环氧丙烷工艺系统换热网络优化利用子系统优化方法较佳.     

考虑热泵的换热网络的过程改变分析

基于夹点技术原理,可以得到换热网络所需要的最小冷、热公用工程。采用合理的过程改变设计,可以进一步减少冷、热公用工程的消耗。在换热网络中布置热泵,可以有效地回收利用过程中存在的低温余热,同时减少冷、热公用工程的消耗,提高能量利用率。在夹点技术的基础上,定性分析了带热泵的换热网络中过程改变对冷、热公用工程用量的影响。研究结果表明,在受热泵影响的区域内,热泵可以将原本不能节能的过程转变为可以节能的过程改变。因此,当换热网络中带有热泵时,过程改变是否有利于节能还需要综合考虑热泵的影响。通过研究带热泵的换热网络中的过程改变,进一步拓展了过程改变的研究范围,所得结论可以作为判断过程改变是否有利于节能的依据。     

基于最佳ΔTmin的催化裂化装置低温余热回收网络设计

为使石化企业大量的低温余热得到充分利用,以某12万t/a加工重油的催化裂化中试装置单元存在的低温余热作为研究对象,采用问题表格法讨论了该系统最小传热温差ΔTmin对最小公用工程加热负荷QH,min的影响,得到最佳的ΔTmin为15℃,在此ΔTmin下,该过程最小公用工程加热负荷QH,min为409 364.10 kW,所需的最小公用工程冷却负荷QC,min为163 763.95kW。介绍了夹点技术,换热网络设计采用夹点之上的设计和夹点之下2步分别优化,并得到最终的综合换热网络。     

混合烷烃脱氢产物分离单元的换热网络优化

以某25万t/a的混合烷烃脱氢装置为背景,选取其中产物分离单元,采用Aspen Plus软件对其进行了流程模拟,模拟结果与现场数据吻合良好。在此基础上,利用夹点技术对现行工况的换热网络进行了夹点分析,在最小换热温差10℃条件下,现行换热网络冷热公用工程的节能潜力分别可达11.61%和8.88%;优化脱乙烷塔进料温度后,节能潜力可分别提高至12.48%和9.60%。通过计算机模拟发现现行换热网络存在着跨越夹点换热器。提出了换热网络优化设计方案,优化换热网络相比于原换热网络冷热公用工程消耗量分别降低12.21%和9.39%。     

夹点技术在重芳烃分离装置节能改造中的应用

使用夹点技术对某重芳烃分离装置现行的换热网络进行分析优化,以夹点温差16℃,找出该装置换热网络的夹点平均温度159.5℃,其中夹点处的热流温度为167.5℃,冷物流温度为151.5℃。计算得到装置节能潜力336.6×104kJ/h。结合该装置现行的换热网络提出了2套换热网络优化改造方案,通过2套方案的比较和可行性分析,最终确立所选方案,该方案可实现节能14.0%,节能效果显著。     

低温甲醇洗装置低温段系统能效优化

采用夹点技术对某60万t/a煤气制甲醇项目低温甲醇洗装置低温段换热网络进行节能潜力分析,明确了该单元公用工程消耗的目标值和设计值,找出了用能不合理的环节和原因,揭示了工艺优化方向和节能潜力。基于在较小的经济投入下获得更大的改造经济效益,提出了几种换热网络改造方案,并确定了最终方案,优化结果可节约冷公用工程液氨制冷剂735.38 kW,为需要制冷剂作为冷公用工程的低温系统换热网络优化提供参考依据。     

5.0Mt/a中东原油常减压换热网络优化

利用窄点技术优化5.0 Mt/a中东原油常减压蒸馏装置的换热网络,采用VC++编程技术,确定最小传热温差Δtmin;优化原油分流股数,降低冷公用工程量;热端分段设计以满足初馏塔深拔。优化结果:Δtmin为15℃;热端温度240℃,冷端温度225℃;最小冷、热公用工程量分别为17 139.74 kW和43 378.74 kW。在常渣外甩0.54 Mt/a情况下,原油换后终温为283℃,换热面积为16 935 m2,比同等条件下原装置的换后终温提高31℃,换热面积减少3 967 m2。     

夹点技术及其在换热网络中的应用研究

首先阐述了夹点技术的基本原理,利用夹点技术对原油常减压蒸馏装置的换热网络进行设计,运用问题表法求取夹点温度、最小公用工程。     

高浓度甲缩醛生产过程换热网络优化

变压精馏工艺虽然是生产高浓度甲缩醛的主要方法，但该工艺存在能耗高的缺点。本文基于变压精馏分离甲缩醛和甲醇共沸物的工艺方法，利用Aspen plus软件对10万t/a高浓度甲缩醛生产过程进行模拟，基于模拟数据和Aspen Energy analyzer软件对该过程换热网络进行分析和优化。结果表明：在最小传热温差为10℃时，常规变压精馏工艺夹点温度为84.03℃(热物流)和74.03℃(冷物流),充分利用甲缩醛加压精馏塔塔顶物流潜热及塔底物流显热的换热网络节能效果显著，优化后的换热网络可节省热公用工程3.732 MW、冷公用工程3.701 MW,热节能率为33.68%。     

基于ASPEN PLUS和窄点技术的常减压换热网络优化

利用ASPENPLUS软件,模拟5．0×10^4t／a中东原油常减压蒸馏装置的换热网络工况,采用窄点技术对其进行优化改造。结果表明：优化原油分流股数,降低冷公用工程量;换热器合理匹配,提高利用效率;△Tmin为15℃,热端温度240℃,冷端温度225℃;最小冷、热公用工程量分别为22765．73kW和45304．28kW;原油换后终温为298℃,换热面积为16935m^2,比原装置的换后终温提高19℃,换热面积减少3967m^2。     

轻烃回收装置换热网络的夹点分析与优化

介绍了夹点技术及其应用,并结合项目实例,对某炼厂轻烃回收单元换热网络进行了夹点分析与优化,充分利用系统内部换热。优化后的换热网络加热公用工程总消耗节省了2 157.7 k W,节能18%;冷却公用工程总能耗节省了3 080 k W,节能24.8%,公用工程耗量的减少给全厂带来可观的经济效益。     

甲醇制甲醛过程的模拟及能效优化

以4万t/a聚甲醛工艺为工业背景,采用Aspen Plus软件在考虑甲醛和水、甲醇间化学作用的情况下选用UNIFAC物性方程模拟了尾气循环银法甲醇制甲醛工艺流程,模型计算结果与工厂现场数据吻合良好;在此基础上,利用夹点技术法对现有换热网络进行了节能潜力分析及换热网络优化,给出了相应的能量优化方案,该优化方案节约冷公用工程18.7%、热公用工程10.4%。