储氢提纯和氢网络的耦合优化

基于氢网络的集成以及AB₅型储氢材料LaNi_4.75Fe_0.25及LaNi_4.85Al_0.15的特性,对储氢提纯在氢网络中的应用进行研究。综合考虑LaNi_4.75Fe_0.25及LaNi_4.85Al_0.15储氢/放氢动力学,建立了储氢提纯氢网络的优化方法,根据单位质量储氢材料提纯的节氢能力和公用工程节省量与提纯参数的关系,确定最优提纯氢源浓度、最大公用工程节省量、储氢材料量和吸氢时间。用该方法对某炼厂氢网络和储氢提纯单元进行优化,结果表明,最优提纯氢源浓度为70%,提纯后公用工程可节省23.72%; LaNi_4.85Al_0.15作为储氢提纯材料优于LaNi_4.75Fe_0.25,其消耗量为991.26kg。     

分子筛吸附在氢气提纯中的应用

L3.3-3/150型氢气压缩机出口氢气的露点不能满足GBT7445—1995纯氢标准的要求,无法达到高端市场的要求,因此,利用分子筛吸附进行提纯技术改进。分子筛对水分子有较强的亲和力,它吸附氢气中的水分,使氢气露点温度td≤-52.1℃。改造后,出口氢气湿度达到了标准的要求。     

铝制氢气闪蒸器的设计

介绍铝制氢气闪蒸器的设计、制造、检验、验收标准的选用和铝合金板材的选用提出了焊接、无损检测及压力试验的要求。     

科学利用提纯技术 优化氢气资源

介绍了变压吸附、膜分离、变温吸附三种氢气提纯分离技术,分析了克拉玛依石化公司现有氢源现状,结合克拉玛依石化公司各类氢源性质,提出科学利用不同气源提纯氢气的方法,目的是节约氢气制造成本、缓解供需氢气矛盾。     

炼油厂氢气网络柔性优化

随着炼油厂对氢气的需求量不断扩大,氢气系统已成为炼油厂的重要组成部分。炼油厂氢气网络的优化设计既要实现总成本最小的经济性目标,还要保证各种工况下氢气系统的安全稳定运行。针对炼油厂氢气系统不断变化的工况和氢气需求,提出了炼油厂氢气网络柔性优化策略,建立了多工况下的氢气网络柔性优化混合整数非线性规划(MINLP)模型,并对优化模型进行了线性化处理,采用优化建模工具Lingo建模求解。采用本文提出的柔性优化策略对某炼油厂氢气网络进行了柔性优化设计,与炼油厂的原始氢气网络对比表明,柔性优化后的网络可操作性强且具有较好的柔性调节能力,既节省了大量的运行成本,又为各种工况下氢气系统的安全稳定运行提供了保障,对实际炼油厂氢气网络的优化管理起了指导作用。     

多杂质氢气分配网络优化研究进展

一般加氢过程对循环氢中H_2S、CO、CO_2等杂质的含量有一定的限制要求,对多杂质氢气分配网络的优化研究更加贴近于实际。近年来对多杂质氢气分配网络的优化主要考虑多种因素如压力约束、氢油比和提纯装置等的影响,发展了相应的图示法和数学规划法,通过案例分析均取得了较好的节氢效果。     

氯碱厂副产氢气的分离提纯方法

从纯化机制入手,介绍了氯碱厂的副产氢气经分离提纯到99．9％及99．9999％以上的方法：低温吸附法、变压吸附法和膜分离法等。     

新建炼油厂氢气综合利用和改造探讨

本文介绍了炼油厂通过技术改造氢气回收项目、优化供氢网络、强化用氢管理等措施整合了氢气系统资源,有效实现了节能降耗和降低油品加工成本的目的。     

简捷法确定提纯回用氢网络目标值

与只考虑直接回用的氢网络相比,具有提纯单元的氢网络能显著减少新鲜氢气的消耗量,但其设计及求解提纯目标值过程均更为复杂。对于单杂质、提纯单元采用固定浓度模型的提纯回用氢网络,结合此类网络的特点,提出了一种简捷法确定网络目标值。首先假设提纯后氢物流量足够大,由此得出初始提纯夹点。当初始夹点估算正确时,由夹点之下的需求物流和源物流的流量与杂质质量衡算即可得出提纯回用氢网络的目标值;当初始夹点估算不正确时,可以第一次计算结果为基础判断得出正确夹点,再增加一步简单计算,也可得到提纯回用目标值。计算实例表明本文方法计算简单且有效。     

氢源优化及氢气回收

根据中国石化荆门分公司各加氢装置反应条件差异,对全厂氢气依其品质(压力,纯度),按照"氢夹点"进行优化设计,在满足产品质量前提下有效降低装置氢耗和能耗.同时回收各加氢装置低分排放到系统瓦斯的废氢进行脱硫,减少氢气系统损失,有效解决PSA装置原料H_2S含量过高、系统瓦斯热值低、瓦斯硫含量高等问题,产生了良好的经济效益.     

石化园区厂际提纯回用氢气系统优化

石化园区化肥厂、乙烯厂等富氢气体送往炼油厂,能够缓解炼油厂的氢气亏缺,因而石化园区厂际氢气系统优化具有重要的意义.本文构建了石化园区厂际提纯回用氢气系统超结构模型,以年度化总费用为目标函数,建立优化的数学模型,使用商业优化软件GAMS平台建模,用DICOPT作为求解器.对某石化园区的氢气系统进行了优化,结果表明,总的年度化费用比现行的系统降低了33.1%.     

非能动氢气复合器定期性能试验方法研究

非能动氢气复合器长期处于备用状态,其核心部件催化板表面会吸附空气中各类的物质,造成设备的消氢性能下降,需定期对催化板进行性能检查,并对不合格的催化板进行修复和再生,从而保证非能动氢复合器处于有效状态。结合理论分析和试验,开展了非能动氢复合器催化板消氢效率试验、整机功能和性能试验等,通过数据对比和分析获得了1种非能动氢气复合器定期性能试验方法。     

氢气网络系统的夹点分析与匹配优化

针对炼化企业的氢气分配网络系统,以最小公用工程氢气用量为目标,综合考虑氢气流量、氢气纯度、有害杂质和压力限制等因素,采用氢夹点方法进行分析,提出了匹配原则对氢气网络系统进行优化.通过实例进行了优化分析与计算.研究表明:氢夹点法是氢气网络优化分析的有效方法,所提出的匹配原则可以实现氢气网络的优化.     

炼厂氢气网络在线监测与优化平台开发

以氢气系统操作成本最低为目标,建立了包含流股约束和设备约束的数学规划模型.在模型基础上,借助信息化手段,结合X炼厂实际工况,开发了具有总貌监测、用氢平衡、性能监测和在线优化等功能的氢气网络在线监测与优化平台,实现了氢气系统的在线监测和实时优化,有效解决了炼厂氢气管理中经验化和粗糙化带来的问题.     

HAZOP分析在氢气提纯工艺装置设计阶段的应用

HAZOP（危险与可操作性分析）是定性分析危害的一种风险分析方法。石油化工装置由于其自身物料的特性,危险系数极高,对其进行HAZOP分析非常有必要。通过对装置进行HAZOP分析,识别装置存在的潜在危险,结合风险评价与HAZOP,进而制定一系列的措施来提高装置运行的安全性和可靠性,以保证生产投用中的生命和财产安全。以某石化公司的氢气提纯装置为例,进行了HAZOP分析,优化了工艺流程,为装置的长期可靠稳定运行提供保障。结果显示,HAZOP分析方法是辨识风险的一种可靠有效的方法,HAZOP分析能够在石油化工装置的安全管理方面发挥巨大的作用,能够为安全管理者提供依据,进而降低安全等级。     

风力发电制氢与氢气网络耦合系统的氢气波动平抑特性分析

将可再生能源发电制氢集成于炼厂氢气系统中,不仅可替代部分氢气公用工程以满足炼厂的氢气需求,同时也可为炼厂中旋转设备提供电能,但可再生能源发电制氢的波动性将影响氢气网络的稳定运行。为了探究风力发电制氢与氢气网络集成中两个子系统平抑风能波动的特性,本文构建了集成风力发电制氢的氢气网络数学优化分析模型,研究了氢气网络平抑风力发电制氢波动的经济性和系统结构特性。研究表明,为了适应可再生能源发电制氢的波动,氢气网络需要更加复杂的网络结构,且风力发电制氢输出的电力和氢气经储能电池和氢气储罐的缓冲调节后仍存在较大波动,氢气网络仍需通过调节公用工程和燃气系统来实现氢气网络的稳定运行。     

具有中间水道的废水再生循环水网络的优化

考虑废水再生循环的水网络,可以最大限度地减少系统的新鲜水消耗和废水排放量,具有中间水道的水网络结构,可以有效地提高系统的柔性,本文建立了具有中间水道的废水再生循环水网络的超结构,提出了网络优化的数学模型。由于该最优网络涉及多参数的优化,本文采用了分步优化的策略,根据各参数的相对重要性,依次对新鲜水消耗量、再生水流率和再生负荷进行优化。计算实例表明,本文建立的方法是有效的。     

清洁燃料升级中炼厂氢气系统优化运行与探讨

介绍了长庆石化公司清洁燃料升级进程中,通过建设制氢装置和扩大重整副产氢能力,采取有效的技术和管理手段,围绕氢气系统运行过程中的突出问题和难点,优化氢气系统运行,达到了以最低氢气成本生产清洁燃料和提高企业经济效益,特别是提升企业竞争力的目的。