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。     

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。     

夹点技术在重芳烃分离装置节能改造中的应用

使用夹点技术对某重芳烃分离装置现行的换热网络进行分析优化,以夹点温差16℃,找出该装置换热网络的夹点平均温度159.5℃,其中夹点处的热流温度为167.5℃,冷物流温度为151.5℃。计算得到装置节能潜力336.6×104kJ/h。结合该装置现行的换热网络提出了2套换热网络优化改造方案,通过2套方案的比较和可行性分析,最终确立所选方案,该方案可实现节能14.0%,节能效果显著。     

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。     

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.     

酒精生产过程热夹点技术的节能改造

基于某酒精厂年产四万吨的酒精生产现状,对整个酒精生产过程进行物料衡算,运用过程集成中的夹点技术对生产全过程进行用能状况诊断,找出系统中原换热网络的不合理之处,应用夹点匹配原则对系统进行优化改造,提出优化方案。采用优化方案后,吨酒精蒸汽用量减少12.0%,吨酒精循环冷却水用量减少11.7%。对本方案进行经济性估算,每年节省费用为284.9万元,设备投资回收期为0.29年。     

受网络夹点控制的装置的改造分析

本文分析了过程夹点和网络夹点的不同,指出了在改造过程中存在网络夹点,并且节能潜力受网络夹点的控制,同时提出了克服网络夹点的途径,即分流和调整换热网络结构。通过对某炼油厂润滑油加氢补充精制装置的分析。提出了不分流时克服网络夹点的方法,即同一温闰的冷流体按热溶流率CP值减小依次被加热;同一温位的热流体按CP值减小依次被冷却。最后,文章对该装置提出了采用“一改动方案”的改造方案,节能效果和经济效益显著。     

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。     

夹点技术在换热网络优化中的应用

换热网络的优化设计是石化行业生产过程中经常遇到的问题,夹点技术在换热网络优化中有着重要的地位。本文简要阐述了换热网络的基本思想以及夹点技术在换热网络中的应用,用一个简单例子说明了如何运用问题表格法来确定换热网络的夹点,并介绍了夹点技术存在的局限性。     

炼厂常减压换热网络优化及低温余热利用

利用夹点技术,针对模拟的现有网络基础,对某炼油厂的常减压换热网络进行细节分析和问题诊断,找出了根源所在,并针对换热网络,根据当前情况提出了改造方案,最后经过统筹考虑,决定采用并进行改造,同时回收改造后的系统余热,进一步节省了能量。然后,对整个改造的投资与效益进行分析计算,得出了整个改造项目所需的投资回收期和大概投资额。最后,火用分析改造前后的常减压换热网络,分别计算出了网络的火用效率和火用损失,分析了换热网络改造的效果。     

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％。     

基于智能预测和机理模型的换热网络清洗决策

原油石化装置的换热器常受到结垢影响,导致换热器性能衰退严重,换热网络性能也会随之衰退,同时换热器之间的耦合关系,导致不同换热器的性能衰退对换热网络整体性能变化的影响不同。以往的清洗决策主要是根据单台换热器性能衰退到一定程度来制定的,这会导致换热网络整体可能处在较差的运行状态。因此,本文提出一种基于智能预测和机理模型的换热网络清洗决策方法,基于换热器的运行数据建立智能预测模型,获得换热器性能变化趋势,结合换热网络的性能模拟模型,进一步获得换热网络的性能变化趋势,从而从换热网络整体性能变化的角度来制定清洗方案。研究表明,对收集到的原油换热器运行数据,建立神经网络预测模型,具有较好的预测精度。通过对原油精馏装置换热网络的案例分析,当HE1、HE2和HE5三台换热器同时发生性能衰退时,换热网络年度公用工程能耗费用将增加12.1%。与传统基于单台换热器性能衰退情况制定的清洗方案相比,从换热网络整体性能衰退角度制定的清洗方案,年度额外公用工程费用减少13.1%,损失费用减少14.1%,年度总费用减少13.8%,而清洗次数仅增加3台次。     

考虑关键换热器备用的原油预热系统清垢周期优化

原油结垢是原油预热过程面临的一个严峻问题,它使换热器的传热系数降低,影响正常的生产过程。应对原油预热过程的结垢问题最普遍的方法就是对换热器进行周期清洁,并优化清洁周期。许多结垢严重的行业都采用换热器备用的方式来减少因换热器离线造成的热回收减小,但原油预热系统尚未考虑,因而进一步考虑了关键换热器的备用来进行原油预热系统清垢周期优化。首先选取关键换热器,再通过模拟退火算法进行清洁周期优化。应用所提出的方法对简化的原油预热系统进行了清垢周期优化,结果显示,考虑换热器备用时所得到的清垢周期经济效益更好。     

Effects of fouling on performance of retrofitted heat exchanger networks: A thermo-hydraulic based analysis

The energy recovery performance of crude pre-heat trains (PHTs) in oil refineries is typically impaired by deposition over time of fouling on the thermal surfaces. Such time varying effects are normally not considered in the design or retrofit of heat exchangers networks. In this paper, the importance of taking into account such effects is demonstrated, by means of a case study. An existing industrial PHT network is simulated using a dynamic, distributed mathematical model for shell-and-tube heat exchangers undergoing crude oil fouling. To systematically assess the impact of fouling at the network level, several key performance indicators are proposed and used to analyse three retrofit options aimed at maximising overall heat recovery. Simulation results show that network designs that maximise energy recovery at steady state are not the best when fouling occurs. It is concluded that a proper retrofit design must include consideration of time varying fouling effects.     

碳酸二甲酯的合成及换热网络的优化

利用夹点技术分析碳酸二甲酯合成工艺系统用能,找出其用能状况不合理之处,提出换热网络优化方案。优化后整个系统可以节约33.7%的低压蒸汽和93.6%的循环冷却水。     

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.     

柴油加氢装置的集成改造

采用夹点技术对某柴油加氢装置进行了分析 ,并提出换热网络集成改造方案。从分析中可知 ,该装置的换热网络应是一阈值问题 ,不需外加热源 ,而现行系统需要燃料 40 85MJ/h ,表明其节能潜力较大。提出了两个改造方案 ,一个可回收较多热量 ,使系统不需外加热源 ,投资费用较高 ;另一个可回收 32 73MJ/h热量 ,投资费用较低。两个方案的投资回收期均较短     

夹点分析子系统选取规则及应用

文章对大型复杂的石化企业,提出了如何选择热集成系统的原则,并利用夹点技术对某苯胺装置整个系统和系统的各组成单元进行了分析,找出了用能不合理的环节和原因。分别取整个装置为优化系统以及各个单元各自为优化系统,提出了对换热网络的改造方案,并进行了比较,确定了目标系统和最终方案,在相对较小的经济投入下获得更大的经济效益,对复杂装置如何选取研究系统具有参考价值,根据提出的原则,既可以最大限度地发掘系统的节能潜力,又可以确保热集成方案的可行性。     

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。