低温甲醇洗装置低温段系统能效优化

采用夹点技术对某60万t/a煤气制甲醇项目低温甲醇洗装置低温段换热网络进行节能潜力分析,明确了该单元公用工程消耗的目标值和设计值,找出了用能不合理的环节和原因,揭示了工艺优化方向和节能潜力。基于在较小的经济投入下获得更大的改造经济效益,提出了几种换热网络改造方案,并确定了最终方案,优化结果可节约冷公用工程液氨制冷剂735.38 kW,为需要制冷剂作为冷公用工程的低温系统换热网络优化提供参考依据。     

热泵耦合甲醇多效精馏节能新工艺

粗甲醇精馏的能耗是影响甲醇生产成本的关键因素之一。虽然五塔多效精馏可以降低精馏过程能耗,但仍存在相当的低品位余热未利用,为进一步降低五塔多效精馏工艺的能耗,本研究引入机械蒸汽再压缩式（MVR）热泵,在常压塔提馏段增设辅助再沸器,形成热泵耦合多效甲醇精馏新工艺。基于新工艺的全流程模拟数据,文章利用夹点技术对热泵设置的合理性进行分析,采用能耗、效能系数（COP）和年总成本（TAC）等指标对新工艺过程进行评价。结果表明：热泵耦合多效甲醇精馏新工艺中热泵设置合理,冷负荷为24.7MW,再沸器总热负荷为22.25MW,COP为22.5,相比五塔多效精馏工艺,冷负荷、热负荷以及TAC分别降低33.76%、32.64%和26.97%。热泵耦合多效甲醇精馏新工艺节能效果显著。     

夹点技术在煤气化制甲醇工艺中的应用

采用夹点技术对某30万t/a煤气化制甲醇项目的换热网络进行了分析,明确了渣水处理单元、变换热回收单元、低温甲醇洗单元、甲醇合成及精馏单元消耗公用工程的目标值和设计值,揭示了各单元的工艺优化方向和节能潜力。夹点分析结果表明:把整个系统集成起来作为一个有机结合的整体来看待,优化匹配的机会大大增加,节能潜力巨大。     

四氢呋喃-甲醇-乙酸甲酯-水热集成双溶剂萃取精馏工艺

针对四氢呋喃-甲醇-乙酸甲酯-水四元物系中存在多个二元共沸物的特点,本工作提出了常规双溶剂萃取和热集成双溶剂萃取两种精馏工艺。基于WILSON方程计算得到热力学数据,并对萃取剂进行了筛选。结果表明,对于四氢呋喃-甲醇和乙酸甲酯-甲醇共沸物系,选用水作为萃取剂最为合适;而对于四氢呋喃-水和乙酸甲酯-水共沸物系,则选用乙二醇作为萃取剂最为合适,且总溶剂比为0.65,乙二醇和水的比例为1.3。在此基础上,以能耗和年总费用(TAC)作为精馏工艺的评价指标,对提出的常规双溶剂萃取和热集成双溶剂萃取精馏工艺进行了模拟,并利用夹点分析技术对双溶剂萃取精馏系统的换热网络进行了优化。研究结果表明,优化后的换热网络其冷公用工程消耗降低44.12%,热公用工程消耗节约42.49%。与常规双溶剂萃取精馏工艺相比,热集成双溶剂萃取精馏工艺其能耗降低约43.29%,节省TAC约26.89%,热力学效率提高了3.25%。可见,热集成双溶剂萃取精馏工艺用于分离以上四元共沸物系,具有较好的技术经济优势。     

合成氨联产甲醇技改小结

针对原合成氨联产甲醇生产过程中存在的物料能耗高、铜液易泄漏等问题,采用醇烃化原料气精制新工艺,对合成氨系统进行技术改造,去掉了铜洗。工艺实施后,CO转化率95%以上,日产甲醇100～150t,年节约费用180万元。     

低温甲醇洗冷量问题分析

针对低温甲醇洗工艺中的各种冷量问题,从过程系统工程角度,分析了工艺过程与冷量平衡、换热网络与冷量平衡、公用工程与冷量平衡的关系。介绍了低温甲醇洗工艺过程中的自冷效应及低温吸收的实现过程,探讨了换热网络中的操作夹点问题和冷区阈值问题,简述了各冷却公用工程、加热公用工程在冷量平衡中的作用。     

芳烃抽提装置芳烃分离模拟及设计优化

采用PRO/Ⅱ流程模拟软件对某新建项目40万t/a芳烃抽提装置，混合芳烃中苯、甲苯、二甲苯（BTX）分离进行常规双塔精馏和双塔差压热耦合精馏进行稳态模拟，在产品质量规定要求下，分别对苯塔和甲苯塔进行设计优化，对比不同分离方案用能要求及能耗，旨在工厂公用工程条件限制下，选择最合适的分离工艺，提高低温热利用效率，达到最佳节能降耗的效果。     

热泵变压精馏分离乙二胺水溶液的模拟

基于乙二胺和水物系共沸组成随压力变化显著的特点,采用变压精馏工艺分离乙二胺和水物系;为了降低变压精馏工艺的能耗,提出了热泵变压精馏新工艺。使用Chem CAD软件,对变压精馏工艺和热泵变压精馏工艺进行了模拟。结果表明:采用变压精馏工艺和热泵变压精馏工艺都能实现乙二胺和水共沸物的高纯度分离,每个产品的纯度(质量分数)都可以达到99%;与变压精馏工艺相比,采用热泵变压精馏工艺,加热公用工程可节能62.24%;冷却公用工程可以节能49.51%。     

高浓度甲缩醛生产过程换热网络优化

变压精馏工艺虽然是生产高浓度甲缩醛的主要方法，但该工艺存在能耗高的缺点。本文基于变压精馏分离甲缩醛和甲醇共沸物的工艺方法，利用Aspen plus软件对10万t/a高浓度甲缩醛生产过程进行模拟，基于模拟数据和Aspen Energy analyzer软件对该过程换热网络进行分析和优化。结果表明：在最小传热温差为10℃时，常规变压精馏工艺夹点温度为84.03℃(热物流)和74.03℃(冷物流),充分利用甲缩醛加压精馏塔塔顶物流潜热及塔底物流显热的换热网络节能效果显著，优化后的换热网络可节省热公用工程3.732 MW、冷公用工程3.701 MW,热节能率为33.68%。     

环氧氯丙烷装置过程模拟与节能研究

运用Aspen Plus对环氧氯丙烷装置进行了模拟。以模拟结果为基础,夹点技术为用能诊断工具,对装置的用能情况进行分析并提出节能建议。将模拟结果与实际操作数据对比后可知,建立的数学模型能够反映装置的运行情况,模拟结果能够作为进一步节能研究的基础数据。依据经验判断法,装置的夹点温差设为20℃,利用总组合曲线,确定系统需要的最小热公用工程用量为8 635.44 kW,最小冷公用工程用量为17 904.07k W。对比可知,装置冷、热公用工程的节能潜力分别为3 152.92、3 158.53 kW。对换热网络中不符合夹点设计规则的换热匹配进行改造,提高能量的回收率。改造后的方案需新增4台热交换设备,可节约2 875.13 kW的公用工程,热公用工程可节约24.39%的能耗,冷公用工程可节约13.65%的能耗,投资回收期为0.18年,对环氧氯丙烷装置的节能研究具有一定的指导意义。     

维生素低温蒸发结晶单元的自回热设计及分析

针对传统维生素生产过程中的蒸发结晶单元耗能高、排放量大的特点,提出了一种基于自回热原理(self-heat recuperation technology, SHRT)的改进设计.利用能量分析和(火用)分析的方法对系统进行分析.并研究了最小传热温差的特性,以及压缩机的绝热效率和闪蒸进口过热度对系统能耗的影响.结果表明,利用自回热思想改进的蒸发结晶单元比传统过程所需的输入能减少了73.0%,输入(火用)减少了68.3%.在文中的条件下,潜热比显热有更大的利用空间,利用的潜热占总循环热量的93.5%.同时,最小传热温差的增大虽然会使需要的换热器的面积减小,但也会导致更大的能量输入.系统的能耗随着过热度的增大而增大,随着绝热效率的增大而减小.     

基于MVR热泵精馏的混合醇热集成分离工艺

机械蒸汽再压缩(MVR)热泵技术是把低品位的蒸汽通过压缩转变为高品位的蒸汽,循环用于热源的供热以减少能耗。而热集成技术则是合理的匹配冷热物流的换热,以提高物流的有效能利用率。鉴于精馏过程的高能耗和低热力学效率,本文以四元混合醇的分离为研究对象,把基于MVR热泵技术的热集成精馏工艺应用于该体系的分离,提出并研究了该体系带热集成与不带热集成各种MVR精馏工艺;以能耗和年总费用(TAC)为评价指标,采用Aspen Plus 软件对各分离工艺进行模拟与优化,确定各分离工艺的操作参数与设备参数。研究结果表明,与常规顺序分离工艺相比,MVR精馏工艺节约能耗50%以上,节约年总费用约61%。带热集成MVR精馏工艺与不带热集成MVR精馏工艺相比,在能耗和年总费用方面,优势相当,但前者热力学效率提高了约9.5%。     

一种煤基多联产碳循环系统的设计及评价

将高密度三塔式循环流化床(TBCFB)应用于串并联综合型多联产系统,提出一种基于碳循环的流程与参数共优化的煤基多联产系统,促进低阶煤资源的高质高效转化。碳循环体现在两方面,一是系统以热解煤气循环作为热解气氛,提高了焦油产率,实现低阶煤高质化转化;二是在TBCFB使用富氧燃烧,提高了烟气中二氧化碳浓度,将烟气替代氮气直接用于燃气轮机发电工质,减少了氮气消耗。利用Aspen Plus对全系统进行模拟,对多联产系统进行物料、能量和?衡算,研究未反应合成气循环比和烟气注入量对过程的影响;以能量利用效率为优化目标,对煤基多联产碳循环系统的操作条件寻优。结果表明,动力单元注入气体使用烟气时,煤基多联产碳循环系统的能量利用效率达49.7%,高于用氮气作为热解气氛的传统煤基多联产系统,相比传统的单产系统,煤基多联产系统的能量可节约13%,对于年处理30万吨煤的系统,折合减少二氧化碳排放量为14.9万吨/年。     

Self-heat recuperative fluidized bed drying of brown coal

Brown coal drying based on self-heat recuperation (SHR) technology which recovers effectively both latent and sensible heat was developed to reduce energy consumption which is required during drying. A fluidized bed dryer (SHR–FBD) with heat exchanger immersed inside the bed was adopted as the evaporator. To evaluate the energy efficiency of the proposed SHR–FBD system, a comparison to the available mechanical vapor recompression (MVR) based drying system concerning the effect of the fluidization velocity and bed aspect ratio to the required energy input for brown coal drying was conducted. From the results, the proposed SHR–FBD system was found to be able to drastically reduce the drying energy consumption at all evaluated fluidization velocities and bed aspect ratios. Numerically, the proposed system reduced the energy consumption to about 15% and 75% of that required in hot air and MVR drying systems.     

双气头多联产系统的Aspen Plus实现及工艺过程优化(Ⅰ) 模拟流程的建立及验证

通过流程模拟对煤基多联产系统进行过程优化是一种低成本、高效率的研究方法。通过稳态流程模拟软件Aspen Plus建立了二甲醚和电力为主要目标产品并副产甲醇的煤基多联产系统流程。采用气化煤气与焦炉煤气混合气作为气头,以达到利用焦炉煤气中高浓度甲烷、下一步工艺调整氢碳比并实现温室气体减排的目的。模拟流程中包括了空分、煤气化及净化、CH4/CO2重整、产品合成、燃气轮机联合循环发电等多联产系统中的5个主要工艺单元,涉及化学反应的CH4/CO2重整单元和二甲醚合成单元通过嵌入包含特定反应动力学参数的动力学子程序进行模拟。多联产系统综合考虑了化学反应的动力学和热力学,系统总体及各工艺单元物料、能量衡算一致,各个单元模拟数据与文献实验数据吻合。在建立流程的基础上,计算比较了热值加和效率与当量发电效率,发现考虑能量品质的当量发电效率更适合联产液体燃料和电能的多联产系统的评价。     

气化剂配比对气化炉性能的影响

为了实现能源利用的可持续发展,多联产技术可以对能量进行合理的利用.多联产系统不同于化工或动力分产系统,对气化炉性能有更具体的要求.通过化学平衡和热量平衡方法求解气化炉平衡工作温度以及该温度下的出口煤气成分,研究了气化炉进口气化剂配比对出口煤气成分、冷煤气效率、热效率及火用效率的影响,指出热效率、火用效率最优情况下适应于各煤种的最优氧煤比以及合理的水蒸气耗量,为多联产系统的设计优化提供参考.     

煤制烯烃企业全厂能量系统优化策略及应用

为了实现煤制烯烃企业全厂能量系统优化,提出了煤制烯烃企业全厂能量系统基于单元、子系统和全局划分的渐进协同优化策略,包括全厂用能状况分析、工艺装置用能及换热网络优化、低品位热回收和优化利用、全厂蒸汽动力系统优化等步骤。应用上述优化策略,对某60万t/a煤制烯烃企业全厂能量系统优化进行研究,得到全厂各单元能耗分布,提出了甲醇合成和甲醇制烯烃单元换热网络优化、全厂蒸汽动力系统降低蒸汽减温减压量及低品位热合理匹配利用等节能方案,理论上可以提高全厂系统能效3%以上,年节约标煤10万t以上,投资回收期小于1 a。     

水煤浆制醋酸工艺及技术经济分析

煤制醋酸是新型煤化工的重要路线之一,是近年国内外关注的煤化工的投资热点.文中对以水煤浆气化为源头生产醋酸装置的技术经济方案进行分析,详细阐述以煤为原料,经过空分、煤气化、变换及热回收、低温甲醇洗、CO分离、甲醇和醋酸等工艺路线的工艺装置和公用工程配置,计算得出装置能耗及组成、工艺装置投资组成及经济效益的敏感性分析等.认...