热泵在蒸馏过程中的应用

在常规蒸馏流程中,加热塔底蒸发器所输入的能量大约有 ９５％在塔顶被冷却空气或冷却水带走,一般情况下这部分能量不能得到进一步的回收利用。多年来,人们已采用了多种方法和手段对蒸馏塔的装置和操作进行改进,节约能量 ２％～ ５０％。近年来,人们开始在石油化工装置的蒸馏过程中利用热泵技术降低蒸馏过程的能耗。对气体分馏装置中丙烷──丙烯分离系统的常规蒸馏与热泵蒸馏流程进行比较后发现,热泵蒸馏可比常规蒸馏流程节约能量达 ８０％以上。     

大型原油蒸馏过程能量全局优化控制策略

本文研究了大型原油蒸馏过程能量全局优化控制问题。通过对原油蒸馏装置备用能环节能量传递关系的分析，将全装置能量系统分解为四个能量子系统。在对常压塔、减压塔、换热网络和加热炉等四个能量子系统优化控制问题求解的基础上，运用大系统理论分解协调的原理，求解了原油蒸馏过程的能量全局优化控制问题。对某炼厂大型原油蒸馏装置现场操作数据优化计算结果表明，本文提出的能量全局优化控制策略将使装置的总能耗降低8.46％。     

裂解与分离(Ⅺ)——第八章 深冷分离系统的生产组织

本章内容包括深冷分离流程的组织和分析以及分离过程能量的节约和利用。第一节从国内外深冷分离流程出发,研究其共同点和不同点,在此基础上讨论组织分离流程的一般原则,进而对三大基本分离流程进行分析和对比。第二节探讨分离过程的最小理论分离功和能量损耗的渠道,挖掘潜力,指出节约和利用能量的途径。     

基于多级蒸汽机械再压缩热泵的稀N,N-二甲基甲酰胺水溶液蒸馏浓缩工艺

分析了蒸汽机械再压缩(MVR)热泵蒸馏浓缩工艺的特点和适用工况,以稀N,N-二甲基甲酰胺水溶液的浓缩过程为研究对象,提出了三级MVR热泵蒸馏浓缩工艺。采用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块和压缩机模块,以能耗最低为目标函数,对三级MVR热泵蒸馏浓缩工艺和三效蒸馏浓缩工艺分别进行了模拟与优化,得到了合适的工艺操作参数。模拟结果表明,与三效蒸馏浓缩工艺相比,三级MVR热泵蒸馏浓缩工艺节能约83.2%,其平均能效比(压缩机制热量与压缩机输入功率的比)为0.834;多级MVR热泵蒸馏浓缩工艺具有较大的经济优势。     

1-丁烯回收装置热泵精馏工艺流程模拟及优化

对甲基叔丁基醚装置下游20 kt/a 1-丁烯回收装置建立数学模型,并分别模拟塔顶气体直接压缩式和塔釜液体闪蒸再沸式两种热泵精馏工艺。通过常规精馏和两种热泵精馏工艺对比可知：塔釜液体闪蒸再沸式热泵精馏工艺更适合1-丁烯回收装置。在装置规模一定的情况下,与常规精馏相比,塔釜液体闪蒸再沸式热泵精馏工艺可节约能耗81.87%,能源费用可降低28.62%。     

精丙烯塔常规流程和热泵流程比较

精丙烯塔的丙烯和丙烷沸点接近,所需的回流比大,可采用的流程有热泵流程和常规流程。由于塔底温度较低,常规流程中对热源温位要求不高,炼油厂其他装置富产的95℃的低温热水即可满足要求。针对精丙烯塔系统,从采用低温热水作热源的常规流程和热泵流程的工艺流程和主要操作参数出发,计算并汇总了两种流程的主要消耗和操作费用,对比了主要设备的投资,并对能耗进行了计算和分析,认为常规流程在操作费用方面有较大优势,每年可节省操作费用约1900×10~4 RMB$,具有较好的经济性。     

MDEA吸收法天然气脱硫过程节能途径探讨

N-甲基二乙醇胺（MDEA）吸收H2S技术广泛应用于天然气脱硫中。对典型的MDEA吸收流程进行分析表明,MDEA溶液再生能耗较大,过程物流能量未得到充分利用。为此,提出了热泵流程和半贫液流程两种节能改造方案,用PROII软件对流程进行模拟计算,并对典型流程及改造流程进行热力学效率分析。结果表明,与典型流程相比,热泵流程和半贫液流程的热力学效率分别提高了5.23%和6.39%。     

基于异丁烯提纯反应精馏的热泵流程模拟及分析

基于异丁烯提纯反应精馏的特点，设计了塔顶蒸汽压缩式的热泵节能流程。利用Aspen Plus软件对全流程进行模拟，并提出了针对部分冷凝流程的热泵精馏模拟策略。从火用分析和技术经济的角度，全面对其进行能耗和经济性分析评价。案例研究结果表明：采用热泵节能技术的反应精馏过程，当压缩比为1.6时，能耗及总费用最低；且与常规反应精馏过程相比，采用热泵节能技术后单位产品能耗降低约87.5%，热力学效率提高32.7百分点，年操作费用下降64.4%，热泵投资回收期为1.5年。     

蒸馏技术在石油炼制工业中的发展与展望

以蒸馏过程强化与节能为背景,在对塔盘、填料、分布器等塔内件技术发展分析的基础上,总结了我国蒸馏过程的大型化技术在石油炼制工业中的应用与发展,提出了采用新型碳化硅泡沫材料在塔盘及填料上的应用可大幅度提升精馏效率的思路。通过将低温余热发电技术与蒸馏过程进行耦合,实现了对于蒸馏过程低品位热能的有效利用,结合热耦合精馏、热泵精馏、多效精馏技术等节能措施,蒸馏过程能量的使用与回收变得更加科学与全面。新型材料传质元件和低温余热发电技术的开发与应用使绿色蒸馏概念在石油炼制行业的发展更迅速、有效。     

炼化企业能量利用优化案例分析

基于炼化企业生产用能规律及特点,借助流程模拟、对标、大数据分析等方法,中海石油宁波大榭石化有限公司开展了全厂能量利用优化研究,在装置工艺过程、换热网络、低温热合理利用、蒸汽梯级能量利用等方面提出了改进措施和优化方案,并实施了提高DCC装置原料直供比及分馏塔塔顶循环换热流程优化、乙苯装置低温余热回收利用、甲苯塔进料换热网络设计优化、抽提蒸馏装置蒸汽喷射泵技术应用等节能优化改造,每年产生经济效益约5 727万元,实现节能36 ktCE(1 tCE=29.3 GJ),减少CO₂排放103 kt,全厂低温热利用率提高了16.3%。     

外部反应精馏强化的环氧乙烷制乙二醇工艺模拟及其热泵节能研究

基于外部反应精馏强化技术反应与分离更易优化操作的优势,开发了乙二醇的侧反应器/精馏塔新流程,并模拟分析了反应器的操作工况、装置的结构参数对过程经济性能的影响,获得了相关参数的设计指导值。为了降低系统能耗,进一步提出将反应段与提馏段分开运行、反应段引入热泵的系统内部能量集成策略,并考察了其可能最大的节能效果。结果表明,与能量集成前的工艺相比,在构建的节能流程中,原再沸器与冷凝器的热负荷分别降低84.6%与68.9%,可节约年操作费用68.0%,减少年总成本47.9%。     

原油减压深拔新工艺研究

为了最大限度地提高原油蒸馏过程中轻油的收率,提出了一种新的原油减压蒸馏工艺方法。从装置能耗、轻油收率和设备投资等方面阐述了新工艺的技术特点;利用流程模拟软件Hysys,在相同的操作条件下,用相同处理量的同种原油对新流程和常规流程进行了原油减压蒸馏模拟计算,从装置能耗、轻油收率和设备投资方面进行了对比分析。结果表明:新工艺采用减压闪蒸塔代替减压转油线,降低减压渣油收率2%～4%,使减压蜡油切割点提高到588.7℃以上,有利于原油常减压蒸馏装置的减压深拔操作;同时降低了装置能耗。对原油常减压蒸馏装置深拔设计和扩能改造具有一定的指导意义。     

常压蒸馏装置的分析

针对某常压蒸馏装置 ,利用实测数据 ,进行了能量平衡、火用平衡分析 ,阐明了火用分析过程中的主要注意事项 ,根据分析结果 ,从能量充分利用角度指明了装置的节能技术改造措施     

常压蒸馏装置的Yong分析

针对其常压蒸馏装置，利用实测数据，进行了能量平衡，Yong平衡分析，阐明了Yong分析过程中的主要注意事项，根据分析结果，从能量充分利用角度指明了装置的节能技术改造措施。     

丙烯精馏塔热泵流程的优化

利用Aspen Plus流程模拟软件,选用RK-SOAVE物性模型和RADFRAC精馏模型,对常规丙烯精馏塔的操作工况进行了模拟.在此基础上,对丙烯精馏塔的2种热泵流程即塔顶蒸汽直接压缩式热泵流程和塔釜液闪蒸再沸式热泵流程进行了模拟计算.结果表明,对于丙烯精馏塔而言采用塔釜液闪蒸再沸式热泵流程更有利.所选热泵精馏流程优化操作参数如下:丙烯精馏塔进料位置为第125块塔板,回流比为16.5,节流阀压力为1.0 MPa.通过对操作参数进行优化,在处理量相同的情况下,可使塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏流程压缩机功率降低352.39 kW,辅助冷却器负荷降低31.72 kW.     

环丁砜-抽提蒸馏装置不合格苯回炼流程优化改造

庆阳石化公司芳烃抽提装置采用环丁砜抽提蒸馏工艺,利用溶剂对原料中各组分相对挥发度影响的不同,通过精馏实现芳烃与非芳烃分离。装置包括预分馏、抽提蒸馏、溶剂回收与再生、苯精制和辅助设施。根据庆阳石化公司芳烃抽提装置不合格产品回炼过程难度大,经过与设计对接,优化不合格苯回炼方法及流程。     

炼油厂气体分馏装置用能的集成和优化

文摘: 气体分馏装置分布广,能量流密集, 对该装置进行节能研究, 具有重要意义. 近年来, 辆外许多炼油厂采用催化裂化装置与气分装置热联合技术, 使气体分馏装置能耗大幅度下降, 但盱热媒水温位和流量的限制, 使其能耗仍有较大下降空间通过对多套气体分馏装置的研究, 利用过程能量集成技术, 综合了某气体分馏装置的流程结构,工艺限制,用能优化目标及设备投资等多种因素, 对系统进行了用能调优分析. 在此基础上, 采用通用流程模拟软件对气体分馏装置进行了全流程模拟, 提出了节能技术方案(1). 对脱轻C4塔进行工艺参数调整后, 提高塔顶操作温度, 使脱轻C4塔塔顶蒸汽作为丙烯塔再沸器热源, 实现多效蒸馏; (2). 脱丙烷塔由单塔流程改为高低压双塔, 高压塔为非清晰分割, 低压塔采用清晰分割; (3). 对热媒水换热网络进行调优,品种以保证新工况下热媒水的输入热量不变, 从而减少系统1.0MPa蒸汽的乃是. 通过该方案使装置能耗下降了669MJ/t, 单耗下降了19%, 1年收回投资. 脱轻C4塔与脱丙烯塔间进行多效蒸馏, 脱丙烷塔双塔流和的新工艺可靠,节能效果显著, 具有普遍推广价值.     

延迟焦化装置扩产和用能瓶颈分析与改进

 借助过程系统能量综合优化的"三环节"（能量转换,能量利用,能量回收）能量优化策略方法,以国内某延迟焦化装置为研究对象,探讨"三环节"理论方法对装置扩产及用能的影响,找出相应的用能瓶颈。运用流程模拟技术对装置进行模拟优化,提出基于过程能量综合优化的扩产策略：对配套的加热炉优化,分馏塔操作调优,换热网络优化匹配,循环比优化调整等。通过扩产和能量同时优化改造,处理量增大了25%,装置的能量利用效率得到提高,且改造方案中充分利用了已有设备和流程,为同类装置的扩产改造提供了参考。     

常压蒸馏装量的(火用)分析

针对某常压蒸馏装置,利用实测数据,进行了能量平衡、(火用)平衡分析,阐明了(火用)分析过程中的主要注意事项,根据分析结果,从能量充分利用角度指明了装置的节能技术改造措施.     

气体分馏装置的节能优化

随着节能工作进一步开展,各种新节能设备和技术日趋完善。化工过程系统也陆续提出解决炼油等行业生产过程中如何更有效地回收能量提高能量利用率的问题,这一问题的解决对于生产中的节能降耗具有重要意义。通过对多套气体分馏装置的研究,利用过程能量集成技术对其换热网络进行节能优化,提出了热泵精馏的工艺。该工艺可靠,节能效果显著,且可行,并具有十分重要的意义。