乙烯装置能量优化

应用夹点技术对某800kt/a乙烯装置低温系统的换热流程进行了优化分析。通过总组合曲线确定换热网络所需的不同冷剂等级及负荷,通过有效能组合曲线确定换热网络的有效能损失。经过调优处理确定合适的工艺流程,从而达到节能降耗的目的。     

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.     

过程全局夹点分析与超结构MINLP相结合的能量集成最优综合法

提出了过程全局夹点分析与超结构混合整数非线性规划 (MINLP)相结合的能量集成最优综合法 .各单过程内部换热优化匹配后 ,进行各过程剩余冷、热负荷与公用工程系统的全局夹点分析 ,确定全局热集成目标 ,在此基础上建立包含过程剩余热负荷产生各等级蒸汽、剩余冷负荷使用各等级蒸汽加热的各种可能匹配方案的公用工程换热网络超结构及其MINLP模型 ,采用混合连续进化算法求解得到过程与公用工程换热网络最优改造方案 .大型乙烯装置能量集成应用算例表明 ,可充分发挥全局夹点分析法确定改造目标的简洁实用性和超结构MINLP寻求最佳方案的优点     

LNG轻烃分离与乙烯冷分冷量联合

乙烯深冷分离过程需要冷剂为分离过程提供不同等级的冷量,可以把乙烯深冷分离过程作为一个冷阱;LNG气化过程中,需要加热,可以作为冷源.考虑到冷阱冷源的相互匹配,提出通过将LNG经过轻烃分离,为乙烯深冷分离提供冷量,降低了制冷公用工程消耗,同时LNG气化装置降低了加热公用工程消耗,且LNG分离出的轻烃直接供给乙烯装置作为裂解原料使用,优化乙烯装置裂解原料.以300万吨/年的LNG装置和64万吨/年的乙烯装置为例进行模拟计算得到,LNG轻烃分离装置可为乙烯冷分提供冷量41464 kW,降低乙烯冷分三元冷剂消耗75%,为乙烯装置提供优质裂解原料约65万吨/年.     

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％。     

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%。     

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。     

乙烯深冷分离中变温冷却过程制冷系统的设计与优化

根据乙烯装置中的用冷需求,将乙烯装置的深冷分离过程分为变温冷却过程和定温冷凝过程,变温冷却过程指的是裂解气的预冷过程,定温冷凝过程指的是乙烯装置中各塔塔顶冷凝器中的换热;分析了乙烯-丙烯复叠制冷系统的换热集成曲线,可知在裂解气的预冷阶段,冷热物流换热温差大。提出一种组合制冷系统,它集成了纯工质复叠制冷和混合冷剂制冷,其中的多元混合冷剂制冷系统为乙烯深冷分离的变温换热过程提供冷量。并用Aspen Plus软件对混合冷剂系统进行建模,使用遗传算法优化,优化结果表明在替代原制冷系统6895.5 kW冷量负荷的情况下,功耗降低521.6 kW,节能14.7%。     

乙烯装置预冷系统换热网络的节能优化

利用虚拟温度法(流股有效温位)对国内某乙烯装置冷箱系统进行用能诊断分析,找出过程系统的用能"瓶颈",并针对低温过程传热温差较小以及冷公用工程采用中间公用工程的特点,提出了低温过程多流股换热器网络的综合方法;该方法能够有效的利用冷热流股的有效温位,使冷公用工程的操作费用达到最小,得到合理的换热网络,并且在优化流股传热温差贡献值过程中,考虑了各流股温度、传热膜系数和换热器材质的影响,因此可以用于不同材质、不同传热膜系数低温换热网络的设计和优化;将该方法应用于国内某乙烯装置冷箱系统的综合中,与现场用能情况相比,冷公用工程用量降低了44.5%;结果表明该方法在工程中是可行的.     

使用板式换热器优化常减压蒸馏装置换热网络

阐述了使用窄点技术对常减压蒸馏装置换热网络优化设计时,通过在换热网络窄点附近使用板式换热器代替传统的管壳式换热器,以减小窄点处最小温差,提高换热终温,降低冷、热公用工程用量,降低冷换设备投资。该方法很好地解决了过去对常减压蒸馏装置换热网络优化设计时,减小换热网络窄点处的最小接近温差必须增大换热网络换热面积,增加换热器设备投资之间的矛盾,是优化换热网络设计的一种新思路。应用该方法成功优化设计某国内大型常减压蒸馏装置的换热网络,提高了原油换热终温,减少了燃料和循环水用量,降低了换热器一次性投资,减小了装置占地面积,装置投产后经济效益显著。     

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。     

常减压蒸馏装置换热网络的最优化

文章通过对某常减压装置的换热网络设计时的分析,提出最佳的网络优化方案。运用流程模拟软件在保证各侧线产品质量和收率的情况,通过对塔取热比例的优化,以尽可能提高换热终温;同时在不影响装置换热终温的前提下,尽可能的产生1.0 MPa蒸汽,大幅降低其他冷公用工程消耗,从而显著的降低装置的能耗。     

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%。     

常减压蒸馏装置换热网络的最优化

文章通过对某常减压装置的换热网络设计时的分析,提出最佳的网络优化方案。运用流程模拟软件在保证各侧线产品质量和收率的情况,通过对塔取热比例的优化,以尽可能提高换热终温;同时在不影响装置换热终温的前提下,尽可能的产生1.0 MPa蒸汽,大幅降低其他冷公用工程消耗,从而显著的降低装置的能耗。     

天然气制甲醇工艺过程的能效优化

针对甲醇生产过程中普遍存在的高能耗问题,以夹点技术为基础,以青海某30万t/a天然气制甲醇装置为对象,将整个生产工艺流程作为一个有机的整体进行用能分析及系统优化。通过用能分析构建工艺生产过程的用能总复合曲线(GCC),找出系统用能瓶颈并加以解决,提出能量利用的合理优化方案。能效优化后的换热网络可节约加热公用工程8 622.5 k W、冷却公用工程9 891.1 k W,节能效果分别提高18.6%和14.6%。优化后的结果可为高海拔地区甲醇生产企业的节能降耗工作提供理论参考。     

低温过程多流股换热器网络综合

多流股换热器主要应用在低温过程领域.本文针对低温过程换热器网络的特点,基于流股虚拟温度的T-H图提出了利用遗传/模拟退火算法进行低温过程换热网络综合的方法.低温过程传热温差较小,在流股温差贡献值的选取上充分考虑了流股热力学平均温度的影响,使其取值更加合理;冷公用工程的利用不同于常温换热网络,温度越低其相应的费用越高,通过采用分批-逐次利用的原理分配冷公用工程,得到冷公用工程的温位及相应的匹配位置,能够有效地利用过程系统的传热温差,降低换热网络的操作费用;该方法利用虚拟T-H图法产生初始解,具有决策变量少,产生初始解均为可行的特点,能显著提高遗传模拟退火算法的计算效率,并适用于不同材质、不同传热膜系数网络的设计和优化;以国内某乙烯装置脱甲烷塔预冷系统综合为实例进行了分析.     

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。     

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。     

基于夹点技术的汽油加氢装置换热网络节能研究

为了保障炼油厂加氢炼化装置的有效运行、解决资源浪费现象,要基于现有的换热网络,利用夹点技术完成分析。通过数据换算以及模拟,可以了解夹点技术加氢电化装置换热网节能效果较佳,将夹点温差设置为20℃,可以计算出该装置的换热网络夹点温度为125℃。最小的工程计算量为10 449 kW,最小冷公用工程量为49 193 kW。由此可见,换热网络不合理情况执行的对应节能改造方案,可节能约57.89%的热公用工程以及27.76%的冷公用工程,有极佳的经济效益。     

夹点技术优化改造蜡油加氢裂化装置换热网络及有效能分析

针对某炼厂150万吨蜡油加氢裂化装置,采用单段串联+冷高分+常压塔+减压塔+轻烃吸收塔工艺流程,基于生产数据利用Aspen Plus软件对装置中反应部分和分离部分的各个单元模块进行模拟,通过参数的调整,使得模拟结果与标定数据达到很好的吻合,进而获得各个流股的热力学参数。结合夹点技术对其换热网络进行能效分析,进而找到该工艺流程中的用能"瓶颈",在不改变装置主要设备的前提下,对现有换热网络调优并模拟计算得到节能方案,同时利用有效能分析方法对改造前后换热网络进行用能评价。调优后,热公用工程用量为25709k W,相比原工艺流程节约了42.20%,冷公用工程用量为29863k W,相比原工艺流程节约了38.50%;总体来看改造方案相比原工艺流程节约了17.19kg EO/t的能耗。换热网络的总?损失也由原来的13530k W降低到8477k W,总?损失降低了37.35%。