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。     

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％。     

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。     

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%。     

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.     

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%。     

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。     

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.     

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。     

酮苯脱蜡装置节能减排一体化

对企业的能量系统进行集成优化,可以提高能源的利用效率,并同时减少装置的用水量和CO2的排放量。本文针对某酮苯脱蜡装置,对其现行的换热网络进行了夹点分析,提取了物流数据,找出了用能不合理之处和装置的能量目标,通过计算获得该装置的节能潜力为4228.3 kW。考虑该装置实际的状况,提出对部分物流进行重新匹配的热集成优化方案,结果表明可分别节约1456.4 kW的加热公用工程和524.2 kW的冷却公用工程。对优化后方案进行的经济性分析显示,该方案每年可节约278.5万元的能量费用、减少0.3万吨污水和9078.2吨CO2的排放。对酮苯脱蜡装置进行一体化的优化可以降低能耗和成本,本文提出的优化方案对相关装置的节能减排也具有一定的指导作用。     

夹点技术在苯乙烯装置节能上的应用

利用夹点技术对苯乙烯装置进行分析。对整个苯乙烯装置的34种物流,划分了45个温区。得出了苯乙烯装置理论上可以节约热质用量52.9%,节约冷质用量66.9%。在装置的实际改造中可使苯乙烯装置的总能耗从4.77×104kW下降到4.2×104kW,下降了12%。     

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%。     

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.     

异丁烯提纯装置换热网络的能效分析

基于Aspen Plus对抽余C₄提取高纯度异丁烯的工艺流程进行系统灵敏度分析,并以目前我国用户最重视的能源消耗问题与投资成本问题等为改造优化目标,基于Aspen Energy Analyzer对换热网络进行优化分析。对系统灵敏度进行分析得出：在精制塔理论塔板数为36、回流比为5的优化条件下,精制后异丁烯的质量纯度可达到99.95%,回收率可达到99.6% 。本文从夹点理论概念设计法着手,对异丁烯提纯装置换热并对其换热网络进行能效分析,结果表明,在反应温度为60℃,D006树脂做催化剂,结合Aspen Energy Analyzer优化后的能耗参数,计算得出工艺流程的热公用工程用量达到1944.17kW,相比原工艺过程的用能节约了12.9％;冷公用工程用量达到3877.78 kW,相比原工艺流程节约了23.4%,大幅度提升节能降耗效果并节省投资,因此本研究可以为能量的更优利用提供理论依据和可行方案。     

醋酸裂解后续过程的能量回收

醋酸裂解是化工生产中的一个重要过程,其后续过程中存在着能量未充分回收利用的情况。文中利用夹点技术对醋酸裂解后续工艺的用能情况进行分析,经分析该系统为阀值问题,系统中热量过剩,故不需外加热源,所有冷物流升温所需的热量均由热工艺物流提供。但由于公用工程的引入,系统出现了2个公用工程夹点,仍需遵循夹点分析原则进行设计。针对现有的工艺流程的用能情况,利用夹点分析软件Aspen Energy Analyzer,依据夹点匹配的要求,同时考虑阀值问题的换热网络设计原则,文中提出了2种节能改造方案,并对2个方案的节能效果进行比较。经计算2个方案的节能效果均可达到40%以上,综合各方面因素考虑,方案1改造效果更好,应优先考虑。通过对醋酸裂解过程换热网络的改造,可减少冷热公用工程用量,节约成本,提高经济效益。     

酮苯脱蜡溶剂回收系统换热网络的夹点分析

对某炼厂酮苯脱蜡溶剂回收系统进行流程模拟,由模拟结果提取冷、热物流参数,然后运用夹点技术对换热网络进行分析。在夹点分析结果的基础上,结合现有换热网络特点提出了改造方案。模拟结果表明,改造后的换热网络冷、热公用工程负荷分别下降了29.5%和31.7%,每年可节省操作费用371.3万元,新增设备费用182万元,可在半年内收回。     

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。     

与换热网络热集成的精馏塔压优化

调整精馏塔的操作条件是节省塔能耗的有效途径之一，然而在对已有装置进行用能优化时，需同时考虑精馏塔操作条件对塔能耗和换热网络能耗的影响。基于装置所有流股的冷热复合曲线，针对跨夹点的精馏塔，同时考虑了精馏塔的再沸、冷凝以及过程流股，分析了塔压变化对装置公用工程消耗的影响，并对某连续重整装置汽提塔进行了案例分析。结果显示，塔压降低可使冷凝器能耗增加，再沸器能耗减小，而对于塔顶塔底出装置流股，塔压降低可节省冷却公用工程但增加加热公用工程。装置总体的节能效果为塔顶冷凝器、塔底再沸器和塔顶塔底出装置流股节能效果的综合作用。对某连续重整装置汽提塔分析表明，塔压降低200.0 kPa时，其加热公用工程用量将减少577.5 kW。     

含硫废气生产二甲基硫醚节能优化模拟

为了进一步提高流程经济性,利用Aspen Plus和Aspen Energy Analyzer软件对含硫废气生产二甲基硫醚工艺进行了模拟和能效集成优化,得到优化结果:最小传热温差为13℃;夹点热端温度为77. 2℃,冷端温度为54. 2℃;优化后整个工艺流程热公用工程能耗下降85. 9%,冷公用工程能耗下降63. 1%。模拟及优化结果表明,此工艺具有良好的经济效益与环境效益,可为含硫烟气资源化处理生产提供理论指导。