基于吸收式热泵的精馏塔用能系统优化研究

受环境温度限制,加压精馏塔操作压力的设定值普遍偏高,系统能耗较高。以某脱丙烷塔为例,将操作压力由2.00 MPa降至1.60 MPa,塔底重沸器加热负荷可降低12.9%,若能继续降低操作压力,则可以进一步降低系统能耗。采用“基于第一类吸收式热泵的精馏塔物料梯级加热方法”,提高塔顶冷却能力,降低塔顶冷凝器工作温度,进而有效降低脱丙烷塔的操作压力至1.30 MPa;同时利用吸收式热泵回收塔顶馏出物冷凝热来对进料预热,替代部分重沸器消耗的工艺蒸汽,通过对操作参数及吸收式热泵配置的优化,可使脱丙烷塔能效提高23.3%。将富余的吸收式热泵制热水作为脱乙烷塔和精丙烯塔两塔重沸器热源,可显著降低气体分馏装置的蒸汽消耗量,经济效益显著。     

合成乙酸丁酯的热泵技术的分隔壁反应精馏流程模拟与优化

在合成乙酸丁酯的工艺中，将热泵技术用于其分隔壁反应精馏流程。针对这种塔顶、塔釜流股温差较大的体系，基于热泵技术提出了3种不同的分隔壁反应精馏流程，分别为：塔底换热的热泵分隔壁反应精馏流程、带中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程和带预热器及中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程。优化分析这3种精馏流程的能耗和年总费用(TAC)，并与常规分隔壁反应精馏流程进行对比。结果表明，热泵技术的应用使分隔壁反应精馏流程的能耗和费用都显著地降低；带预热器和中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程是该合成工艺中反应精馏流程的优化选择；与常规分隔壁反应精馏流程相比，在回收期为8 a时带预热器和中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程可以使能耗、CO2排放和年总费用分别降低35.18%、71.53%和35.35%。     

合成乙酸丁酯的热泵分隔壁反应精馏流程模拟与优化

在合成乙酸丁酯的工艺中,将热泵技术用于其分隔壁反应精馏流程。针对这种塔顶、塔釜流股温差较大的体系,基于热泵技术提出了3种不同的分隔壁反应精馏流程,分别为:塔底换热的热泵分隔壁反应精馏流程、带中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程和带预热器及中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程。优化分析这3种精馏流程的能耗和年总费用(TAC),并与常规分隔壁反应精馏流程进行对比。结果表明,热泵技术的应用使分隔壁反应精馏流程的能耗和费用都显著地降低;带预热器和中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程是该合成工艺中反应精馏流程的优化选择;与常规分隔壁反应精馏流程相比,在回收期为8 a时带预热器和中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程可以使能耗、CO_2排放和年总费用分别降低35.18%、71.53%和35.35%。     

精甲醇生产工艺换热网络的节能优化设计

甲醇精馏过程是能耗高、水耗高的生产工艺,节能对于提高甲醇工厂经济效益有着重大意义。基于40万t/a的甲醇装置三塔流程,利用精馏过程产生的废热,对入塔物料进行预热。优化后的工艺流程可以降低预塔和加压塔的再沸器热负荷,同时减小加压塔产品冷却器的负荷,从而减少蒸汽和冷却水的用量,实现节能降耗、节省投资的目的。文中数据来源于PROⅡ流程模拟和HTRI换热器计算,对甲醇精馏工艺流程3种不同的换热网络进行比较分析,选出方案3为最佳工艺流程。     

脱乙烷塔侧采流程模拟与优化

基于前脱丙烷工艺的乙烯装置中不同类型的脱乙烷-乙烯精馏单元工艺流程,通过Aspen Plus软件对脱乙烷塔侧采流程及LECT流程的脱乙烷-乙烯精馏单元进行模拟,重点针对脱乙烷塔侧采流程的侧采位置、预采乙烯量、各塔进料位置进行优化。计算结果表明,相比LECT流程,脱乙烷塔侧采流程中脱乙烷塔的冷凝器负荷增加了3 970 kW,但乙烯精馏塔及开式热泵系统的能耗显著降低,乙烯压缩机电耗降低2 145 kW,同时乙烯精馏塔釜还可多回收-54℃冷量3 484 kW,共降低脱乙烷-乙烯精馏单元电耗35.9%,节能效果显著。     

饱和液化石油气裂解原料分离方案的模拟优化

某炼厂850 kt/a饱和液化石油气（LPG）主要由丙烷、正丁烷、异丁烷组成，由于无分储分炼流程，各组分只能混合作为原料进入1 000 kt/a乙烯装置。异丁烷含量偏高，导致三烯收率低，装置能耗大、裂解炉清焦次数多及下游脱丁烷塔超负荷。利用Aspen Plus软件模拟确定全厂850 kt/a饱和LPG采用前脱丙烷的三塔流程（丙烷塔+正丁烷分离塔+脱乙烷塔）进行分离的优化方案，以改善乙烯装置裂解原料的品质。优化后，全厂饱和LPG可分离得到535.4 kt/a丙烷及正丁烷，可满足2台裂解炉400 kt/a生产要求。与优化前相比，饱和LPG中异丁烷含量由38.86%(w)降低至6.82%(w)，三烯收率从50.02%提高至59.12%，总能耗为48.83 kg/t（标煤）。     

酮苯脱蜡溶剂回收系统节能优化研究

为探讨某石化企业酮苯脱蜡装置溶剂回收系统节能优化的影响因素，运用Aspen Plus流程模拟软件，采用NRTL物性方法对脱蜡油装置溶剂回收系统进行模拟计算，分析进料酮苯比、水含量以及关键换热器对装置能耗的影响，探索酮苯脱蜡油装置溶剂回收系统蒸汽用能最优途径。发现将进料酮苯质量比控制在0.65和水质量分数在0.3%时，总蒸汽单耗降低约5.63%，得到最低加热负荷处对应的一次闪蒸塔蒸汽蒸出量、二次闪蒸塔蒸汽蒸出量、三次闪蒸塔蒸汽蒸出量的比例为：22.39 : 26.98 : 50.63。在此基础上如果将2个关键换热器热出料汽化率降低至0，则有效换热面积可分别增加27.16%和13.36%，总热负荷降低约24.39%。     

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%。     

丙烷脱沥青装置扩建节能改造的措施及效果

本文介绍了茂名石油工业公司的丙烷脱沥青装置扩建节能改造的措施及效果。采用调配设备、优化换热流程、丙烷增压流程、控制各丙烷流程塔温度、选用先进设备等措施后,使装置扩大了处理量和节约了能耗,创3112.5×10~4元/a的经济效益。     

节能技术在丙烷脱沥青装置上的应用

某石化公司800 kt/a丙烷脱沥青装置中采用ROSE工艺技术,充分利用高温、高压溶剂的位能和热能;核心设备萃取塔和超临界分离塔采用高效规整填料塔;使用导热油给装置供热;加热炉采用创新的结构和高效节能燃烧器等节能技术。在减压渣油原料和丙烷溶剂性质相同的情况下,800 kt/a丙烷脱沥青装置综合能耗比250 kt/a丙烷脱沥青装置降低了21.7%,节能效果显著。     

基于第一类吸收式热泵的气体分馏塔物料梯级加热方法

针对常规气体分馏工艺流程中物料加热过程换热温差大、加热能级严重不匹配的问题,提出一种气体分馏塔物料梯级加热的方法,可大幅度提高加该热环节的?效率;在此基础上,针对气体分馏塔塔顶物料散热造成的热能浪费,提出了一种基于第一类吸收式热泵的气体分馏塔物料梯级加热方法,通过回收塔顶物料余热,较大幅度地降低工艺蒸汽的消耗,进而显著提高气体分馏工艺的能源利用效率。对银川某炼油化工公司气体分馏系统进行改造,使该系统的工艺蒸汽消耗量减少22.0%,每年可节约运行费用398万元。     

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。     

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。     

热泵减压真空精馏法在气田甲醇回收领域的应用

针对长庆气田含醇污水浓度变化范围大、结垢严重、能耗高等运行现状,结合甲醇与水的相对挥发度,理论模拟分析了常压精馏、减压真空精馏、热泵减压真空精馏3种工艺,分析得出热泵减压真空精馏法应用在气田甲醇回收领域不仅节能降耗且能实现清洁生产。     

DCC-气体分离装置热集成方案分析评价

DCC(Deep Catalytic Cracking)是一种多产丙烯的深度重油催化裂解工艺。与常规的催化裂化装置相比,DCC装置的吸收稳定系统和下游的气体分离(简称气分)装置需要更多的中低温位热量。因此,DCC与气分装置的热集成方案对装置的低温余热系统、蒸汽产耗平衡和冷却负荷有着重要的影响。采用分析方法,借助流程模拟工具及能级-热量图,量化分析了DCC与气分装置的2种热集成方案,包括基于循环热媒水的直接热联合方案,以及基于热泵工艺的热联合方案。与直接热联合方案相比,热泵方案的换热过程损可减少13.1%,1.0 MPa蒸汽消耗量可降低20t/h;但是直接热集成方案的设备投资低。结果表明,DCC和气分装置中低温热源热阱的优化匹配是提高装置用能效率的重要因素。     

炼油厂热能利用的优化

介绍了某炼油企业低温热利用节能改造的情况。利用催化装置产生的低温热源加热热媒水，为气分装置提供塔底重沸器热源，取代了原来的蒸汽加热。通过能量的梯级利用，有效解决了全厂热源能级利用不合理的现象。项目投用后，节能效果显著，经济效益可观。具有较好的推广价值。     

热泵应用于MDEA再生系统的可行性分析

在天然气MDEA脱硫工艺中,大部分的动力和能量消耗于MDEA溶液的再生过程,将热泵应用于MDEA再生系统可减少蒸汽用量和冷却贫液的冷却水量。通过对MDEA再生系统流程进行夹点分析,结果表明:热泵在供热模式下运行具有可行性,能产生一定的节能效果,是天然气净化和热泵产业的重要发展方向之一。热泵在MDEA再生热交换上的应用具有良好的发展前景,可以产生显著的经济社会效益。     

0.2 Mt/a催化裂化装置用能分析与改进

借助物料衡算、热量衡算、动量衡算和能量平衡、火用平衡的三环节理论,对催化裂化装置的反应-再生系统进行计算分析。结果表明,过量主风和补燃干气造成烧焦罐线速高、停留时间短、氧浓度低和水蒸气分压大,导致催化剂活性降低,烧焦利用热减少和回收利用率低,装置能耗增加。通过降低主风、停烧干气、减小回炼比和提高剂油比等措施降低工艺总用能;改造余热锅炉,以提高能量转化效率;优化换热、减少过程火用损和热损失等改善能量回收率,可降低能耗31.04%,节能效果明显。     

电厂及工业废热利用新途径

介绍了基于吸收式循环的新型热电联产集中供热技术,并对废热回收专用吸收式热泵和吸收式换热机组的原理进行了介绍。该技术在内蒙古赤峰市和山西大同市分别进行了小规模和中等规模的示范,运行结果显示项目节能率约50%。通过吸收式换热机组显著降低一次网回水温度,在热源厂内利用供热抽汽作为吸收式热泵机组的驱动热源,吸取电厂汽轮机或者各类工业装置排放的废热,对热网水进行逐级加热向建筑供暖,大幅提高电厂及工业企业能源利用效率,获得良好的社会、经济和环保效益。在我国当前能源紧缺的社会背景下,新技术将在回收工业废热、集中供暖方面将发挥重要的作用。