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炼油厂氢气网络集成管理 总被引:15,自引:2,他引:13
研究了炼油厂氢气网络的供应方案,使用超结构技术优化设计氢气网络。在综合分析了炼油厂氢源、氢阱的氢气流股的流量、纯度、压力和有害杂质等因素后,确定目标与约束条件,运用序贯二次规划算法(Sequence Quadratic Programming,简称SQP)求得最优氢气供应方式。最后以某千万吨级的炼油-化肥联合企业的氢气网络优化为例,说明了方法的有效性。 相似文献
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随着日益严格的环保标准以及新能源需求的不断增加,氢气已经成为炼油厂的重要资源。针对炼油厂存在多种工况的情况,在氢源产氢量、氢阱耗氢量、市场价格不确定的环境下,以氢气网络运行与CO2排放成本(TOEC)之和为目标,考虑氢源标况流量、氢阱标况流量、氢气含量、压缩机、变压吸附(PSA)装置、燃料和管道约束,建立了多工况机会约束混合整数非线性规划(MCC-MINLP)氢气网络操作优化模型。对某炼油厂涉氢装置运行数据进行拟合,得到不同工况下产氢量与耗氢量的分布情况后,在不同置信水平下求解MCC-MINLP模型,得到了各工况的氢气网络最优操作方案。计算结果表明,通过增加一套PSA装置以及对应管道,可以减少15.17%~16.68%的新氢使用量并优化原氢气网络结构,优化后氢气网络的TOEC降低了2.19%~2.34%。 相似文献
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针对多杂质氢网络矩阵优化法,采用浓度势的概念对其进行分析。分析结果表明,该方法中根据最大匹配流量准则确定的潜在匹配氢源和相应的潜在匹配流量,将会造成较大的浓度势损失,从而使匹配结果达不到最优。基于此采用接近流量匹配准则代替最大流量匹配准则,提出了改进的矩阵优化法,以避免浓度势排序靠前的氢源匹配给浓度势排序靠后的氢阱、减小匹配过程的浓度势损失,最终降低新氢消耗量。以改进的矩阵优化法对某石化企业的氢网络进行优化,优化结果表明,新氢消耗量比矩阵优化法的结果减少了28.11%,且所得具体匹配与数学规划法所得结果相同。 相似文献
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应用夹点技术优化炼油厂氢气网络 总被引:1,自引:0,他引:1
应用夹点分析方法对某炼油厂氢气网络进行优化分析,确定最小氢气消耗目标和氢气回收方案,通过夹点分析,确定该炼油厂可经济回收的氢气量约12 000 m3/h,经济效益显著。 相似文献
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炼油厂实际生产方案随着原油的种类以及产品需求的变化而变化,氢气网络的耗氢量和产氢量也会随之变化。笔者在详细分析了某炼油厂氢气网络成本特点的基础上,考虑制氢装置产氢量的动态变化,首次采用预测精度较高的回声状态网络对氢气网络动态用氢成本进行数据驱动建模及预测,然后根据预测出的成本在不同工况下最小用氢成本的优化操作区域中的位置,对氢气网络中氢气流量的合理配置提供决策支持。 相似文献
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将处理单杂质系统的多氢源匹配法与浓度势方法相结合,提出了设计多杂质氢网络的多氢源匹配法。该方法的求解过程是:运用浓度势方法确定用氢过程的执行顺序;向过程分配源物流时,对源物流互补的概念进行了扩展,通过借鉴单杂质多氢源匹配法的设计思想,提出一种源物流选择和分配的新方法,并运用该方法来分配源物流。多氢源匹配法的特点是设计步骤简捷,优化效果好。实例计算表明,采用本方法所得外部源物流消耗量降低了42.5%,而且减少了3个管路连接数,简化了网络结构。 相似文献
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随着环境保护法规的日益严格,加氢工艺在炼油工业中得到了广泛的应用,氢气的消耗量大幅上升。优化氢气网络,提高氢气利用率,对炼油工业实现节能减耗、降低生产成本具有重要的理论价值和巨大的工业应用前景。当前,国内外对氢气网络进行优化的方法主要分为夹点分析法和超结构法。对夹点分析法,笔者按是否考虑了杂质、压力、提纯装置等因素进行分类,综述了其研究进展和实际应用情况。对超结构法,分别从约束条件、目标函数、模型种类和所用优化算法进行了综述。最后总结了2种方法的优点与不足,并指出了后续研究工作的方向。 相似文献
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利用计算或查图方法求取中压加氢裂化原料和产品物流的氢含量,分析产品收率的影响因素,建立了计算产品收率的二次多项式关联模型。根据炼油企业生产统计数据,利用最小二乘法求取了模型系数。对比分析了产品收率的模型计算值与实际值,发现模型计算值与实际值吻合良好,主要产品的平均相对误差在6%左右,平均绝对误差低于2.4%。综合物流氢含量数据和产品收率计算模型,建立了物流氢量计算模型,用于动态氢平衡核算分析。用惠州炼油分公司中压加氢裂化装置的标定数据进一步验证了产品收率模型的准确性。对该装置进行了氢平衡核算分析,无论是新氢需用量还是氢耗,计算值均与实际值非常接近。对该装置进行了动态氢平衡核算分析,发现随反应压力和反应温度的升高,预测用氢量和预测氢耗均呈逐渐增大的趋势,且反应压力的影响更加明显。 相似文献
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氢网络公用工程消耗量与流股匹配数的优化 总被引:2,自引:1,他引:1
针对炼化企业的氢气分配网络系统,提出了以最小公用工程氢气用量和匹配简化为目标的二步优化模型。通过实例的优化分析计算,讨论了氢网络的匹配数与公用工程氢气用量松弛率的关系。研究结果表明,网络的匹配数与松弛率近似呈反曲函数关系,适当地放大系统节氢量的要求,可获得较简单的网络匹配结构。采用该数学优化模型可以综合考虑系统的节氢限制和网络中流股匹配的限制,从而优化氢气网络。 相似文献
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采用夹点分析与炼油厂计划优化模型相结合,利用夹点分析所得出的节氢量变化曲线、氢源变化曲线与计划优化模型绘制的利润曲线,分析加氢装置氢气的最优纯度。通过以5个月为周期实例计算,分析节氢量、氢源曲线与利润曲线的关系,可确定加氢装置最优氢气质量分数为0.28,日节氢量为46.3t,利润为15 988万元。此方法在保证装置平稳运行的情况下,可优化单装置氢气质量分数,节氢量与炼油厂利润达到最优。 相似文献
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目的助力我国氢能产业发展以及提升行业氢气质量,解决氢气质量分析方法中因氧、氩难以有效分离而导致氩杂质定量困难的技术问题。 方法建立了基于色谱法校正因子准确测定氢气中微量氩杂质的分析方法,首先通过自主研制的氢中氩和氢中氧气体标准物质建立氦离子化气相色谱分析方法,研究氧气和氩气在氦离子化气相色谱仪上的校正因子,建立氧气和氩气的响应关系,并对响应关系进行长期稳定性考查,然后通过微量氧分析仪单独测定氢气中的氧杂质含量。 结果依据氧、氩的响应关系准确测定氢气中氩杂质含量。 结论首次提出了氦离子化气相色谱法联合电化学法测定氢气中氩气杂质分析方法。该方法原理简单、可操作性强、测定范围宽,弥补了氢能产业发展中氩杂质分析方法的不足,在氢气质量分析中具有较好的应用前景。 相似文献
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采用氢气夹点分析方法,得到炼油厂氢气流股基本分配方案,然后与计划优化模型联合进行优化,确定优化的氢气管网方案,并对方案的经济技术指标进行分析,评价方案的有效性。以国内某炼油厂为例,采用上述方案对氢气系统进行优化。结果表明:采用夹点分析技术可以使氢气纯度满足炼油厂加工工艺要求,结合计划优化模型可以有效地根据炼油厂生产状况优化氢气网络结构,达到节氢及优化炼油厂原油加工方案的目的;氢气系统优化后可节约氢气16.6%,并可加工劣质原油、降低原油采购成本,提高炼油厂经济效益。 相似文献
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《Egyptian Journal of Petroleum》2015,24(1):77-85
Strict environment regulations in chemical and refinery industries lead to minimize resource consumption by designing utility networks within industrial process plants. The present study proposed a superstructure based optimization model for the synthesis of water and hydrogen networks with partitioning regenerators without mixing the regenerated sources. This method determines the number of partitioning regenerators needed for the regeneration of the sources. The number of the regenerators is based on the number of sources required to be treated for recovery. Each source is regenerated in an individual partitioning regenerator. Multiple regeneration systems can be employed to achieve minimum flowrate and costs. The formulation is linear in the regenerator balance equations. The optimized model is applied for two systems, partitioning regeneration systems of the fixed outlet impurity concentration and partitioning regeneration systems of the fixed impurity load removal ratio (RR) for water and hydrogen networks. Several case studies from the literature are solved to illustrate the ease and applicability of the proposed method. 相似文献