甲醇合成及精馏单元的热集成

夹点技术是换热网络优化设计的一种方法,本文利用夹点技术对甲醇合成及精馏单元进行了系统用能分析,找出了用能状况不尽合理之处.将甲醇合成及精馏两个单元作为一个系统整体考虑,提出了甲醇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22.2%,节约循环冷却水14.9%.     

甲醇合成及精馏单元的能效优化

生产甲醇的工艺一般都有能耗和水耗的弊端,所以对工艺的节能过程的研究非常有必要。这篇文章以生产10万吨天然气制甲醇为背景,综合考虑了合成甲醇以及精馏两个单元操作。以夹点技术为理论基础,对换热网络进行分析,换热匹配中对于夹点不合理的地方找出来。回收系统的高温热源,提出了两种换热网络的优化方案。     

夹点技术在超大规模甲醇合成工艺中的应用

夹点技术被广泛应用于换热网络的设计和实际生产过程中能量的分析,利用Aspen Energy Analyzer软件对超大规模甲醇合成工艺的换热网络进行夹点分析,为节能降耗提供理论基础。     

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%。     

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。     

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%。     

夹点技术在CO变换工段换热网络优化改造中的应用分析

夹点技术在CO变换工段换热网络优化改造中具有广泛的应用空间,它可有效提高能量回收率。在此之上,本文简要分析夹点技术的原理及CO变换工段宽温耐硫工艺流程,并通过优化CO变换工段系统、控制催化剂温升速度、注重能量利用效果等要点,以此确保甲醇工艺实现节能降耗目的。     

夹点技术在煤气化制甲醇工艺中的应用

采用夹点技术对某30万t/a煤气化制甲醇项目的换热网络进行了分析,明确了渣水处理单元、变换热回收单元、低温甲醇洗单元、甲醇合成及精馏单元消耗公用工程的目标值和设计值,揭示了各单元的工艺优化方向和节能潜力。夹点分析结果表明:把整个系统集成起来作为一个有机结合的整体来看待,优化匹配的机会大大增加,节能潜力巨大。     

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%。     

利用夹点技术分析优化碳酸二甲酯装置换热网络

利用Aspen Plus软件计算出冷流股和热流股的焓变,然后运用夹点技术对碳酸二甲酯反应精馏装置换热网络进行优化分析。计算结果表明,优化后的换热网络节能效果较好。通过小试数据,可以推断中试乃至工业化装置的换热网络节能情况。     

以煤为原料中型合成氨厂节能分析

运用夹点技术分析了某化工厂中型合成氨装置的换热网络，发现现有换热网络中有较多能量利用不合理的地方。本文提出两套节能改造方案，方案一不改变现有装置的蒸汽利用系统，适当改变现有换热系统的物流匹配，充分利用现有换热网络余热，使合成氨综合能耗下降１０％；方案二根据工艺过程要求优化蒸汽利用系统，进行热电联产，合成氨综合能耗降低１７．９％。节能改造的投资回收期一年左右。     

常减压装置换热网络优化节能研究

利用夹点技术优化换热网络是提高换热终温的有效措施之一。针对夹点分析给出的结果存在理论性强、涉及到的改造量大的问题,从低温热利用的角度出发,结合夹点技术对常减压装置换热网络进行优化,使热物流换热网络外的热量进入换热网络进行换热,以减少跨越夹点的能量。结果表明:该方法节能效果十分明显,改造后可使原油换热终温提高8℃,且涉及到的调整较小,在工程上更易实现。     

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.     

四氢呋喃-甲醇-乙酸甲酯-水热集成双溶剂萃取精馏工艺

针对四氢呋喃-甲醇-乙酸甲酯-水四元物系中存在多个二元共沸物的特点,本工作提出了常规双溶剂萃取和热集成双溶剂萃取两种精馏工艺。基于WILSON方程计算得到热力学数据,并对萃取剂进行了筛选。结果表明,对于四氢呋喃-甲醇和乙酸甲酯-甲醇共沸物系,选用水作为萃取剂最为合适;而对于四氢呋喃-水和乙酸甲酯-水共沸物系,则选用乙二醇作为萃取剂最为合适,且总溶剂比为0.65,乙二醇和水的比例为1.3。在此基础上,以能耗和年总费用(TAC)作为精馏工艺的评价指标,对提出的常规双溶剂萃取和热集成双溶剂萃取精馏工艺进行了模拟,并利用夹点分析技术对双溶剂萃取精馏系统的换热网络进行了优化。研究结果表明,优化后的换热网络其冷公用工程消耗降低44.12%,热公用工程消耗节约42.49%。与常规双溶剂萃取精馏工艺相比,热集成双溶剂萃取精馏工艺其能耗降低约43.29%,节省TAC约26.89%,热力学效率提高了3.25%。可见,热集成双溶剂萃取精馏工艺用于分离以上四元共沸物系,具有较好的技术经济优势。     

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。     

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。     

丙烷脱氢制丙烯工艺的流程模拟及换热网络的优化设计

首先利用Aspen Plus对丙烷脱氢工艺进行模拟,再利用夹点技术,通过Aspen Energy Analyzer对丙烷脱氢工艺换热网络进行能量分析,找出了用能瓶颈,并进行优化设计。优化设计后的换热网络冷热公用工程用量节能分别为28.3%、30.8%,节能降耗效果明显,经济效益可观。     

夹点技术在换热网络优化中的应用

在夹点技术的基础上,利用工艺流程模拟软件（ASPEN PLUS）和换热网络计算软件（ASPEN PINCH）,将热力学原理和系统工程相结合,对原有二甲醚工艺的换热网络进行用能分析,找出了其能量利用不合理的环节,并得出了近于最优的换热网络。优化后的换热网络经实际生产运行取得了良好的效果和可观的经济效益。     

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。     

利用夹点技术设计换热网络

介绍夹点技术的基本概念以及利用夹点技术设计换热网络的原则,列举利用夹点技术设计换热网络过程的实例,并简单介绍换热网络优化方面的基本知识。