基于Aspen Plus的柴油加氢装置燃料气能耗优化

针对柴油加氢装置节能降耗的需求,利用Aspen Plus软件,以某炼油厂180×10⁴t/a柴油加氢装置为模型分别建立反应系统和分馏系统的模型,进行降低燃料气消耗的研究。结果表明,模型模拟值与实际值基本一致,能够代表装置的实际运行状况。对反应系统的优化模拟表明,在理想情况下,将E101壳程副线流量设置为37.0 t/h时,F101入口温度可达到337.9℃,可节省燃料气的费用为394.20×10⁴元/a;对分馏系统的优化模拟表明,提高C202进料温度至模拟出的最佳温度229.0℃,能够降低F201燃料气用量,但是会使E201负荷升高,会对设备造成影响,同时也会对精制柴油后续换热效果产生影响,如导致G201低压蒸汽发汽量降低。综合考虑,提高C202进料温度至229.0℃,可节约成本3.68×10⁴元/a。     

实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》对环境影响研究

大力推动页岩气开发利用,对于缓解中国天然气供需矛盾、优化能源消费结构具有重要的意义。但是在页岩气勘探开发的过程中,也会造成一定的污染。为此,应用定性与定量相结合的方法,分析研究了实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》对环境的主要有利与不利影响。结果表明：实施《页岩气发展规划（2016—2020年）》的不利环境影响主要是水资源消耗、水环境污染、能源生产过程中温室气体排放和生态破坏等;有利环境影响主要是优化能源消费结构、能源利用过程中减少大气污染物和温室气体排放量等。根据测算,中国到2020年、2030年页岩气开采与储运全过程需要的水资源量分别为1 294.8×10⁴～2425.5×10⁴ m³、4 316.0×10⁴～8 084.9×10⁸ m³,CH₄排放量分别为9.78×10⁸ m³、32.6×10⁸ m³。按照替代终端消费散烧煤炭估算,到2020年,页岩气的大规模使用会实现年减排SO₂、NO_x、颗粒物（PM）和CO₂ 分别达35.11×10⁴ t、6.59×10⁴ t、67.14×10⁴t和6952.63×10⁴t,到2030年实现年减排SO2、NOx、PM和CO2 分别达118.02×10⁴ t、22.18×10⁴ t、225.6×10⁴ t和3.866 277×108 t,能源利用过程中产生的大气污染物和温室气体减排效果显著。     

牙哈气田凝析气处理装置乙二醇系统工艺优化

塔里木油田牙哈作业区400×10⁴m³/d高压凝析气处理装置是国内目前规模最大的凝析气处理装置，凝析气进站压力18 MPa ，年处理凝析油70×10⁴t，产液化气2×10⁴t，处理后的天然气向 “西气东输”管道输气，输量350×10⁴m³/d。该装置自2000年建成投产以来，发现原设计装置中乙二醇系统存在着一系列缺陷：烃醇分离难、物料消耗大、运行不平稳，使装置的日常运行受到严重影响，制约了装置的连续处理能力和液化气产量，并导致乙二醇消耗量较大、生产成本高，操作难度和强度加大。为此，经过4年的摸索优化改造，从工艺流程、操作参数和设备选取等方面采取措施，比较有效地解决了上述难题，取得了可观的社会经济效益。     

催化裂化分馏与换热过程模拟及综合优化

以国内某设计规模为240×104 t/a催化裂化(FCC)装置为背景,采用流程模拟系统Aspen Plus建立催化裂化反应油气分馏过程模拟模型;采用夹点分析和?分析方法对FCC装置的分馏及换热过程用能进行分析评价,找出过程用能瓶颈,对分馏与换热过程?损失偏大的问题提出相应的节能改进措施。结果表明：通过优化调整主分馏塔回流取热比例,合理提高高温位回流取热量,过程?总量32.71 MW增加到34.03 MW,?效率提高了4.0%;经换热网络优化后,装置多产压力为3.5 MPa的蒸汽流量约13.4 t/h,吸收稳定系统节约压力为1.0 MPa的蒸汽流量约11 t/h,产品油浆高温热量回收0.81 MW,过程低温余热回收增加2.91 MW,换热过程?总量从24.83 MW增加到27.70 MW,过程?效率提高了11.5%。     

克拉美丽气田火山岩气藏配产方法优选

准噶尔盆地克拉美丽气田火山岩气藏产能受单井控制储量、岩性岩相、储集空间类型等多种因素的影响,产能变化大,评价比较困难,无阻流量配产法表现出明显的局限性。为此,利用动、静态模型将该区储层划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类３种类型,找到了各类储层的产能特征,以利于指导布井和后期新井的配产;综合利用无阻流量法、采气指数法、类比法、图版法等方法对新井进行产能标定研究;综合利用物质平衡法、试采压降法、单井动态模型法等方法对老井进行产能标定研究。进而得到了每类井的合理配产范围：Ⅰ类储层,直井合理产量为（8.00～10.00）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（22.00～24.00）×10⁴ m³/d;Ⅱ类储层,直井合理产量为（5.00～6.00）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（14.00～16.00）×10⁴ m³/d;Ⅲ类储层,直井合理产量为（2.20～3.50）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（9.00～11.00）×10⁴ m³/d。研究结果还表明适合克拉美丽火山岩气藏的配产方法是：新井应该利用系统试井特别是修正等时试井或类比的方法进行配产;老井最好利用单井动态模型法进行配产。     

大型炼化一体化项目炼油加工方案的优化研究

目的 在国内某1 500×10⁴ t/a炼化一体化项目中新建100×10⁴ t/a乙烯裂解装置及80×10⁴ t/a对二甲苯装置,设计与原1 200×10⁴ t/a炼油项目及新建300×10⁴ t/a炼油改扩建项目相匹配。项目实施后,全厂柴汽比偏高,成品油总量偏多;乙烯裂解原料不足,且组分偏重;对二甲苯装置技术路线竞争力较弱,故需解决装置存在的上述问题。方法 确定300×10⁴ t/a炼油改扩建项目采用新增“220×10⁴ t/a柴油加氢裂化+260×10⁴ t/a连续重整”路线对炼油加工方案进行优化,以增产乙烯裂解及对二甲苯原料。结果 与优化前相比,全厂柴汽比由1.74降至1.00,成品油总量减少187.68×10⁴ t/a;乙烯裂解原料总量约降低1.74×10⁴ t/a,但乙烯产品量增加5.61×10⁴ t/a,乙烯裂解原料进一步轻质化;对二甲...     

烷基化装置分馏系统的模拟与优化

为了解决烷基化装置分馏系统能耗高的问题,文中利用Petro-SIM流程模拟软件对烷基化装置分馏系统进行机理建模。经验证,该模型能够真实反映装置实际运行工况,可用于优化和指导生产。通过机理模型的模拟优化,最终得出的装置最佳操作方案是：脱正丁烷塔塔顶压力由0.52 MPa降至0.48 MPa、回流比降至3.0,脱异丁烷塔塔顶压力降至0.63 MPa、回流比降至0.42,在此优化方案下异丁烷、正丁烷和烷基化油质量均能满足要求。预计优化方案实施后,装置可节约中压蒸汽7.5 t/h,预计可节约费用922.7×10⁴元/a。     

致密含水气藏产液评价模型及应用

针对目前致密含水气藏产液评价方法单一、实用性差的问题,在气井产气、产液特征研究基础上,对产液进行静态、动态评价分类,并以此为基础,建立了致密含水气藏产液评价模型。针对模型中不同类型气井,制订了相应的排水采气思路和建议。将研究成果应用于大牛地气田D28井区,实施一个月后,目标区块日产气量由82.5×10⁴m³/d提高至86.6×10⁴m³/d,日产液量由412m³/d提高至447m³/d,气井生产时率由84.1%提高至87.3%。与现有评价方法相比,新模型可以同时描述气井产液静态特征和产液动态变化趋势,为致密含水气藏气井的精细分类和准确处理提供理论依据,具有现场应用价值。     

基于BP神经网络和遗传算法的天然气脱水装置能耗优化

为了降低天然气脱水过程中的能量消耗和操作成本,应用工业流程模拟软件ProMax建立了天然气脱水装置工艺模型,并应用BP （Back Propagation）神经网络对ProMax模拟得出的数据进行训练和预测,再将上述BP神经网络模型并入遗传算法（Genetic Algorithms,GA）中,从而建立起了基于BP和GA的天然气脱水装置能耗优化模型。应用该能耗优化模型对川渝地区某净化厂内600×10⁴ m³/d天然气脱水装置进行了操作参数优化。结果表明：在保证净化气产品质量的前提下,该脱水装置的能耗降低了12.23%,经济效益明显提高。该方法通用性强,也可用于其他过程系统的操作参数优化。     

定向气井连续携液临界产量预测模型

针对定向气井比直井更难于排水采气的问题,对于高气液比（气液比大于1 400 m³/m³）的产水定向气井,Turner等人建立了圆球液滴模型计算高气液比临界产量,并应用于现场实践;同时李闽等人提出了椭球液滴模型,有效地指导了气田生产。但是传统的液滴携液计算模型在预测高气液比定向气井临界产量时,忽略了井斜角度变化对临界产量的影响,导致了定向气井临界产量的计算结果与实际情况有较大的偏差。根据井斜角度、曳力系数与雷诺数（在1×10³～2.2×10⁵或2.2×10⁵～1×10⁶范围之间）的关系,建立了定向气井高气液比携液临界产量预测模型,预测模型可用于计算高气液比定向气井的携液临界产量。通过实例对比分析表明,该预测模型计算结果与现场生产实际更加吻合,从而验证了该预测模型的可靠性和准确性。     

催化裂化联合装置节能降耗改进措施

针对某公司催化裂化联合装置（包括140万t/a催化裂化、30万t/a气体分馏、8万t/a甲基叔丁基醚、产品精制等4套装置）存在能耗较大的问题,分析了联合装置能耗情况,并提出节能优化改进措施。结果表明:联合装置能耗主要包括循环水、电、低压蒸汽、中压蒸汽和除盐水;采取装置联合热直供优化（催化柴油直供柴油加氢装置、催化汽油直供汽油加氢装置）、换热流程优化（分馏塔塔顶油气热量利用、分馏塔塔顶循环油热量利用、分馏塔一中段油热量利用）的节能改进措施,该联合装置可节约蒸汽21.5 t/h、循环水126.0 t/h、电214.7 kW·h,经济效益可达2 718.78万元/a,投资回报期为0.6个月。     

大型天然气蒸汽转化制氢工艺全流程模拟及优化

利用Aspen Plus模拟计算软件对大型天然气蒸汽转化制氢工艺进行全流程模拟计算和分析。对全流程所含预处理、蒸汽转化、中温变换、CO_2脱除4个工艺单元及热回收、燃烧、蒸汽3个辅助系统逐一进行精细化模拟并有机整合。模型模拟得到关键流股的成分、主要工艺参数如下:热回收率93.0%,副产蒸汽量132.0 t/h,循环水消耗量1 080.0 t/h,燃料消耗量4 160 m~3/h。通过模型和计算模块对全流程换热网络进行优化。对优化后的模拟结果进行灵敏度分析表明:当水碳比增大时,转化炉出口CH_4含量、中温变换炉出口CO含量及原料消耗量均减少,而燃料消耗量、助燃空气消耗量及副产蒸汽量均增大。通过该模型,能够为工艺方案比选、优化设计及节能减排提供模拟和预测。     

柴油加氢装置分馏塔的操作优化与节能改造

利用流程模拟软件Aspen Plus 10,借助系统模型推荐,选择Chao-Seader和Garyson-Streed热力学模型对中国石化茂名分公司4号柴油加氢装置分馏部分进行了模拟分析与优化,结果表明模拟计算结果与装置实际运行数据吻合良好.通过对分馏塔冷、热低压分离器油(简称低分油)进料位置及进料温度进行分析优化,同...     

延迟焦化装置换热分馏流程方案分析

以国内两套典型的分别为可调循环比和传统工艺流程的延迟焦化装置作为研究背景,借助三环节能量系统综合优化方法,根据延迟焦化两种工艺流程各自的特点,分别对加热炉对流段和辐射段热负荷分配、分馏塔操作、换热流程、装置自产蒸汽量等进行分析比较,探讨不同工艺流程对装置整体用能的影响.分析结果表明,工艺流程的不同及原料渣油换热流程的差别对于装置稳定操作、加热炉用能、分馏塔取热、换热流程安排、自产蒸汽的温度和压力等有着不同程度的影响.相关焦化流程的对比分析对焦化装置的流程选择及设计优化有着十分重要的理论与现实意义.     

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.     

催化裂化-气体分馏热联合装置的能量优化方案

以过程系统能量综合优化“三环节”系统方法为指导,采用流程模拟技术,提出了对炼油厂催化裂化－气体分馏联合装置进行能量优化改造方案,降低装置的1．0MPa蒸汽消耗;对气体分馏装置进行分离精度、产品收率及能三者间的权衡优化,以达到综合利用能量、回收低温热、降低装置能耗和提高经济效益的目的。     

稠油油藏蒸汽吞吐井注采参数系统优化

蒸汽吞吐热力采油的效果取决于由注采参数决定的注入蒸汽的热能利用程度。将蒸汽在地面管线、井筒及地层中的流动作为一个整体系统，在地面、井筒管流及油藏数值模拟研究的基础上，基于节点分析技术，建立蒸汽吞吐注入系统组合模型，提出蒸汽吞吐井注采参数整体系统优化的设计方法。考虑蒸汽吞吐井的注入、采出费用建立经济评价模型，用模拟退火算法优化注采参数。应用结果表明，采用此方法优选出的参数进行生产，可提高蒸汽吞吐井的热能利用率和开采效果。图2表2参8     

渣油加氢装置节能优化设计

介绍了某公司新建2.5 Mt/a渣油加氢处理装置工艺概况及原设计节能措施,从操作参数、工艺流程设置及能量综合利用等方面,介绍了汽、电、燃料和水等方面的节能优化方案,并提出以下改进措施:①降低空冷入口温度,回收低温热;②降低烟气温度,提高加热炉效率;③循环氢压缩机采用背压式汽轮机;④新氢压缩机采用常规逐级返回流程,可选用HydroCom系统,提浓氢单独设置压缩机;⑤过滤器反冲洗油直接送催化裂化装置;⑥空冷器与加热炉风机采用变频技术;⑦优化流程,降低循环水用量;⑧优化换热流程,提高发生蒸汽品质与流量;⑨设置液力透平,回收能量;⑩调整机泵选型,选择高效机泵。节能优化设计使装置能耗比原设计低296.78 MJ/t,年经济效益约为1 000×104 RMB$。     

丁烷异构化工艺的能量利用及其优化设计

简要介绍了丁烷异构化工艺的发展现状及典型的异构化工艺流程,利用Aspen Plus软件模拟,进行了能量的集成利用及重点换热器的设计优化,分析比较了能耗和成本的节省情况.在产品分离部分,对稳定塔和异丁烷塔进行热耦合,节省了低压蒸汽消耗,通过适当升高稳定塔压力实现了更佳的节能效果.在异构化反应部分,优化反应进出料换热,采用...     

基于中间换热器-吸收式热泵精馏节能系统的优化

为提升精馏环节的能源利用效率,基于高效回收换热器余热和梯级用能的理念,提出了设置中间换热器与吸收式热泵相结合的精馏节能系统;以某石化企业180 kt/a气体精馏“三塔”(脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯精制塔)系统中的脱丙烷塔为研究对象,采用Aspen Plus建立数学模型,对中间换热-吸收式热泵精馏节能系统的中间再沸器、中间冷凝器以及热泵的操作参数进行优化,并对“三塔”精馏流程的节能效果进行分析。结果表明,采用中间换热-吸收式热泵精馏节能系统可将脱丙烷塔的蒸汽消耗量降低25%;对于完整“三塔”精馏流程,蒸汽消耗量可降低38.8%,循环冷却水用量节约42.5%,新增利润约530.8万元/a,项目静态投资的回收期为3 a。