智能模拟工厂技术在天然气乙烷回收装置的应用

智能模拟工厂技术包括生产装置的动态模拟、控制系统的模拟以及运行生产装置需要的操作规程等。以国内某天然气乙烷回收装置为例,使用智能模拟工厂技术,开发了天然气乙烷回收装置的智能模拟系统,不仅验证了控制方案和工艺流程设计的合理性,而且通过预调试分散控制系统(Distributed Control System, DCS)组态,得到比例、积分、微分(Proportional Integral Derivative, PID)控制参数的初值。此外,天然气乙烷回收装置的智能模拟系统具有操作培训功能,操作人员可以根据需要反复进行开停工操作,从而制定出适用于实际生产的操作卡,系统要求操作人员执行操作卡要求的步骤,然后给出考核评价。通过使用天然气乙烷回收装置的智能模拟系统,验证了智能模拟工厂技术在天然气乙烷回收装置上的应用价值,同时也为技术的智能优化、生产运行阶段的智能生产操作奠定了基础。     

基于序贯模块法的天然气乙烷回收工艺参数优化

随着乙烷产品价值的进一步提升,国内各大油田正大力开展天然气乙烷回收,以提高油田的综合收益。以克拉美丽气田天然气乙烷回收工艺为例,基于序贯模块法建立了天然气乙烷回收系统模型;求解得到该系统的模拟顺序后,采用HYSYS软件建立了计算模型,分析了乙烷回收工艺中各关键参数的影响,并基于?分析方法对该乙烷回收系统进行了评价;最后,以乙烷产品最小比功耗为目标函数,采用序列二次规划(SQP)优化方法对乙烷回收工艺参数进行了优化。结果表明:采用序贯模块法模拟天然气乙烷回收系统具有较好的适用性;经参数优化后,乙烷收率由92.62%提高到97.01%,乙烷产品比功耗降低了约5.4%。     

化工过程模拟中的迭代收敛方法

本文将化工过程模拟的序贯模块解法转化为非线性方程组的求解问题,对各种非线性方程组的迭代解法应用于化工过程模拟的可行性作了一些分析,并以解决非线性较强的系统——以炼油厂常减压装置换热器网络的模拟问题为例,着重讨论和推荐了其中两种方便实用的方法.其结论不仅适用于换热网络过程模拟,对其它化工流程过程模拟亦具有一定的参考价值.     

通过HYSYS模拟系统优化裂解装置脱丙烷塔操作

随着Aspen、HYSYS等化工流程模拟软件的不断推广应用,越来越多的化工装置已经开始通过流程模拟来优化装置的操作,从而提高企业的经济效益。通过HYSYS模拟系统,来优化裂解装置脱丙烷塔的操作,减少丙烯损失,保证C4产品质量。     

天然气凝液回收技术发展现状

天然气是以甲烷为主的烃类气体混合物。为了获得宝贵的化工原料,需将天然气中除甲烷外的一些烃类予以分离和回收。轻烃回收工艺方法主要包括吸附法、油吸收法和冷凝分离法。天然气轻烃回收装置流程模拟是用计算机对天然气轻烃回收装置进行物料平衡和能量平衡的计算,以获得天然气轻烃回收装置的有关资料,用来指导工程设计和实际生产。     

石油与天然气化工专用流程模拟（仿真）软件及其应用

已有许多专用流程模拟（仿真）软件应用于石油和天然气化工工业设施的设计和优化,本文介绍了各种专用流程仿真软件,重点阐述了一些专用仿真软件在天然气处理的复杂换器,ＮＧＬ的回收和稳定,天然气脱水、胺洗脱硫和气体脱硫装置的应用。     

常减压蒸馏装置的优化操作

为了实现常减压蒸馏装置的优化操作,并探讨以 SQP 为基础的化工流程优化方法对于实际复杂装置的优化能力,本文采用 RFV 法对常减压蒸馏装置进行了以能耗最低为目标的优化。通过计算,找到了一套适合于该装置的调优因子,优化结果可取得一定的经济效益。     

用好轻烃资源优化我国乙烯工业原料路线

分析了由于我国乙烯工业原料偏重导致装置投资、能耗和生产成本过高及进一步发展受到限制等问题,提出了用好国内外天然气资源中的乙烷和丙烷轻烃、优化乙烯工业原料构成的战略。提出了大型油气田回收乙烷和丙烷并就近建乙烯厂,新建乙烯装置半数采用轻烃为原料并在中小气田或液化天然气(LNG)终端站附近建乙烯厂,在沿海LNG接收站采用“热冷电化”四结合技术最优利用液化天然气的冷能、分离乙烷和丙烷、生产乙烯、贮存进口液态乙烯,能源进口企业联合起来从买产品转向投资海外、开发建设湿天然气和油气联合资源基地,发展“液化天然气化工”5项具体建议。     

高压天然气乙烷回收高效流程

在对高压凝析气田气回收乙烷及以上组分时,可利用的现有乙烷回收流程存在系统冷量过多、脱甲烷塔气液分离效果差和系统能耗高等问题。在部分干气循环工艺(RSV)的基础上,提出一种高压天然气的乙烷回收高效流程(HPARV)。该流程在RSV工艺的基础上增加了1台高压吸收塔,吸收塔与脱甲烷塔的操作压力相互独立,既保证了较高的乙烷回收率,又降低了外输干气的再压缩功率。HPARV工艺有效解决了传统RSV乙烷回收流程系统能耗高、对高压原料气适应性不强和脱甲烷塔气液分离效率差等问题。研究实例表明,当原料气压力大于7.0MPa时,HPARV工艺对原料气气质组分变化及原料气压力变化均具有较好的适应性,乙烷回收率高达93%以上。与相同乙烷回收率下的RSV工艺相比,HPARV工艺能大幅度降低乙烷回收装置的综合能耗。     

三甘醇脱水在高酸性气田集输站中的应用分析

针对塔河一号联合站天然气处理装置的实际情况,以该轻烃回收装置的影响因素敏感性分析及装置参数优化为主要研究内容,运用流程模拟软件建立了相应的工艺模型。选择透平膨胀机膨胀端出口温度、丙烷制冷后温度、低温分离器温度、重接触塔理论塔板数、脱乙烷塔理论塔板数以及脱乙烷塔塔底重沸器温度为主要因素,讨论这些因素对C3、C＋3回收率及装置能耗的影响程度。在此基础上以操作参数为决策变量,以回收率和能耗为优化目标,结合液化石油气质量标准确立相关的约束条件,建立了基于流程模拟和SQP法的天然气处理装置优化模型,将C3回收率从83.63%提高到96.65%,C3＋回收率从92.30%提高到98.43%。同时,液化气中C3＋C4摩尔分数增至95%,C5摩尔分数降至1%左右。     

基于PROII和NSGA-Ⅱ的乙烯裂解装置急冷系统的多目标优化

利用化工流程模拟软件PROII建立了乙烯装置急冷系统的稳态仿真模型。在对大量的模拟数据进行分析后,找出急冷系统中对产品和能量有影响操作参数,并提取数据利用线性回归分析法进行模型识别,建立了以产品分离度和换热器热量回收值最大的多目标的数学模型。采用NSGAII算法对多目标优化模型进行求解,得到Pareto最优解集,结合生产装置实际运行情况,提出了优化操作条件。     

先进控制在天然气加工行业中的应用

天然气加工行业简单的轻烃回收有向复杂的乙烷回收工艺发展的趋势,但乙烷分离的工艺过程较复杂,流程长且设备结构复杂,控制精度及自控水平要求高。提出了在常规PID控制的基础上,采用先进控制来优化工艺过程控制,通过预估模型、滚动优化及反馈校正的方式实现先进控制在天然气加工行业的应用,达到提高自动化水平,降低能耗,提高产品质量和收率的目的。     

塔河一号联合站天然气处理装置参数优化研究

针对塔河一号联合站天然气处理装置的实际情况,以该轻烃回收装置的影响因素敏感性分析及装置参数优化为主要研究内容,运用流程模拟软件建立了相应的工艺模型。选择透平膨胀机膨胀端出口温度、丙烷制冷后温度、低温分离器温度、重接触塔理论塔板数、脱乙烷塔理论塔板数以及脱乙烷塔塔底重沸器温度为主要因素,讨论这些因素对C3、C+3回收率及装置能耗的影响程度。在此基础上以操作参数为决策变量,以回收率和能耗为优化目标,结合液化石油气质量标准确立相关的约束条件,建立了基于流程模拟和SQP法的天然气处理装置优化模型,将C3回收率从83.63%提高到96.65%,C3+回收率从92.30%提高到98.43%。同时,液化气中C3+C4摩尔分数增至95%,C5摩尔分数降至1%左右。     

江苏LNG接收站轻烃分离流程优化与模拟

以江苏LNG接收站为例,结合接收站的工艺流程,研究了脱甲烷塔再沸比、脱乙烷塔再沸比和回流比与乙烷产品产量和乙烷产品中乙烷含量的关系,分离压力对轻烃分离装置能耗的影响。通过增设回流的方式对轻烃分离工艺流程进行了优化,并对优化后的流程进行模拟,结果表明新工艺能够增加乙烷产量,提升了轻烃分离装置的经济性。     

基于粒子群优化算法的化工稳态流程模拟参数优化

化工流程模拟已广泛应用于石油化工行业,是工艺优化与辅助设计的主要手段。化工过程中工艺参数具有多样性和复杂性,传统优化方法普遍针对少量的关键参数进行灵敏度分析并优化,较难达到全局最优。因此,本文提出了基于粒子群优化算法的化工工艺流程模拟操作参数优化方法。以天然气脱碳工艺过程为研究对象,基于Aspen HYSYS的接口实现了流程模拟与优化算法之间的耦合,结合工艺机理知识,实现了基于粒子群优化算法的天然气脱碳稳态流程模拟操作参数的最优化。在产品满足工艺要求的条件下,以最高脱碳率和最小装置运行成本为目标函数,以对工艺有较大影响且可控的操作参数为决策变量,对某5.8×10⁶ m³/d天然气净化装置进行操作参数的优化。优化结果表明,采用更少的吸收塔和再生塔塔板数即可满足酸性气体的脱除需求;在保证每层塔板处于良好的操作状态的条件下,降低再生塔回流比,塔内的气液相负荷降低,使得再沸器负荷降低;降低贫胺液入吸收塔温度,有利于增大CO₂与醇胺液反应的正向进行程度,同时吸收推动力的增大会降低设备的腐蚀程度;提高吸收塔压力,塔内传质推动力增加,...     

延迟焦化装置主分馏塔分离深度模拟研究

以主分馏塔粗汽油干点为表征分离程度的独立变量,基于典型流程,结合流程模拟和数据回归技术,全面分析粗汽油干点变化对装置能耗、蒸汽产量以及产品分布的影响,并以此为基础总结了计算最优粗汽油干点的一般方法。实例应用结果表明,该方法是可行的,某4.2 Mt/a延迟焦化装置的应用结果表明,按其求解的最优粗汽油干点操作,可提高装置效益767.9万元/a。     

油田气深冷分离工艺的选择

由于石油化工对乙烷的需求量日益增长,使其采用深冷分离工艺从天然气或油田伴生气中回收乙烷的技术也日益发展。本文根据计算机模拟流程(热平衡和物料平衡),对乙烷的几种高回收率的深冷分离工艺进行了探讨,并推荐了较优方案。     

PZ活化MDEA乙烷深度脱碳工艺研究

目的 解决醇胺法乙烷脱碳工艺造成的乙烷损失量较大和装置能耗较高等问题。方法 用Aspen HYSYS软件对某乙烷回收流程的粗乙烷产品进行胺法脱碳模拟,在控制乙烷损失物质的量比小于0.3%的情况下对胺液中的PZ和MDEA质量分数进行了优选,同时对乙烷脱碳流程进行能耗优化。结果 与天然气脱碳工艺不同,乙烷脱碳工艺的MDEA质量分数太高会损失大量乙烷。在达到脱碳效果的前提下,较低的MDEA质量分数可避免损失大量乙烷,最佳MDEA质量分数为20%～28%。在此MDEA质量分数的条件下,可保证乙烷损失比仅为0.3%,往胺液中加入少量哌嗪(PZ)就可显著提高胺液对CO₂的吸收效果,最佳PZ质量分数为2.5%～5.5%。乙烷脱碳装置的主要能耗为胺液再生能耗,优化后装置的总能耗显著降低。结论 在工业条件下,应用较低质量分数的胺液可显著降低乙烷损失,可合理提高富胺液入再生塔温度或适当降低脱碳溶液循环量,以降低装置能耗。     

灰色优化研究在天然气管网中的应用

在研究天然气管网水力分析的丛础上提出了灰色优化概念.并建立管网系统的一类非线性灰色优化模型.文中应用这种楼型解决了多元非线性方程组的求解问题分析和计算的结果表明,这种方法是一种行之有效的方法.     

三甘醇脱水装置换热网络夹点技术分析

三甘醇（TEG）脱水工艺是目前国内外天然气净化中应用最广泛的脱水工艺。为有效降低装置能耗,应用夹点技术对TEG脱水装置的换热网络进行了优化分析,运用HYSYS流程模拟软件模拟TEG脱水流程,并从模拟工艺数据中提取参与换热的冷、热物流物性数据,应用温-焓图、栅格图和问题表格法等夹点分析技术对TEG脱水流程的换热网络进行分析,找到装置用能的“瓶颈”--冷、热物流传热温差过大,阻碍热量进一步回收。综合分析温-焓图和TEG再生工艺,发现通过提高富TEG溶液换热后温度,可以降低物流传热温差,增加热量回收。对比优化前后天然气TEG脱水装置的工艺流程,HYSYS模拟所得能耗数据表明优化后脱水装置TEG再生器加热负荷降低了39.40％,问题表格法计算优化后贫TEG溶液冷却量减少了156.20 kW。