Integrated system for microreactor gas chromatography

A compact unit has been constructed to control and to supply a microreactor apparatus. Features are an ozone generator, gas flow rotameters, solenoid-operated six-way gas valve and a combination temperature-and-ozone meter. The meter monitors and, by means of a built-in relay, controls reaction temperature. It also affords a visual indication of ozone concentration during reactions. Basic electronic circuits and common laboratory items simplify the unit’s construction. Some possible microreactions to which this integrated system may be applied are ozonizationpyrolysis, esterification, transesterification, saponification, reduction and halogenation. Presented at the AOCS Meeting, Chicago, October 1967. No. Utiliz. Res. Dev. Div., ARS, USDA.     

工艺蒸汽加热网络与蒸汽系统的集成优化

蒸汽动力系统作为过程工业的重要组成部分,由蒸汽系统、分配系统和蒸汽加热网络组成。文中提出对蒸汽系统、分配系统和蒸汽加热网络进行集成优化。首先通过夹点分析对工艺蒸汽加热网络进行优化匹配,得到各等级蒸汽需求量及凝结水回收参数;然后根据建立的蒸汽系统和分配系统的运行优化模型得到产汽及分配方案。通过对某化工厂的能量利用系统进行集成优化,得到的优化方案与传统设计方案相比,锅炉燃料消耗量减少16.38%,同时系统所需要的外界补给水量减少16.27%。提出的集成优化方法对蒸汽动力系统的设计优化具有一定的指导意义。     

乙烯分离与复叠制冷系统用能的综合优化

乙烯装置的分离过程要在低温下进行,由乙烯制冷系统提供所需冷量。乙烯制冷系统为封闭式循环,独立于分离单元之外。将乙烯分离单元与制冷系统同时优化,能有效提高装置用能效率。复叠式制冷级数是当前乙烯工业中使用最为广泛的制冷技术。本文针对乙烯分离过程和配套的复叠制冷系统,采用Aspen Hysys进行模拟并进行(火用)分析,发现系统主要的(火用)损失发生在换热与压缩两部分,其占总(火用)损失的83%,为节能的重点。进而通过夹点技术对冷剂配置进行分析,发现-56℃以上各温位的冷量配置不合理,远超过理论最小值,-56℃以下各温位的冷量基本达到理论最小值。提出了采用多股流换热器的换热网络理论设计方法,并对冷剂进行重新配置,该理论方案可以降低丙烯制冷压缩机约30%的功耗,并节约部分乙烯制冷压缩机功耗,显著降低了乙烯深冷分离能耗。     

天然气水合物开采平台能量系统优化

随着世界各国对能源需求量的不断增加,急需新型能源来补充常规化石燃料的供给,天然气水合物因其分布广泛、能量密度高等特点或将成为未来主要替代能源之一。CO₂置换开采相对于其他方法可以将温室气体CO₂封存于海底,环境效益更加明显;其次天然气水合物海上开采平台通常兼具生产和生活为一体,采用经济合理的能量设备运行方案可以有效降低平台运行成本,提高经济效益。如今随着海上风电的不断开发,将海上风力发电引入海上平台的能量系统引起了越来越多的关注。本文以天然气水合物开采平台耦合甲烷重整装置的能量系统为例,以最低年总成本为目标函数建立新的能量系统优化模型,分别模拟无风能接入和有风能接入的分布式能量系统,采用MATLAB建模,利用商业求解器GUROBI进行求解,得到最佳设备运行方案,并对有风能接入的能量系统运行方案进行详细的分析。结果显示接入风能后系统的年总成本降低了21.92%,天然气消耗量降低35.41%。此外,通过灵敏度分析发现风能的最佳占比受天然气价格的影响,基于我国当前的天然气的价格,风能的最佳比例为49.56%,随着天然气价格的增加,风能的占比逐渐增大。     

IGCC系统中燃机岛优化研究

为提高IGCC系统的功率和效率,需要对系统进行优化。采用Thermoflex软件从系统的角度出发对燃机岛进行了优化研究。研究表明：等燃气轮机排气温度（死）调节为燃气轮机的最佳调节方式。合理搭配压气机抽气比例和N2回注量可提高IGCC的系统效率,最佳匹配为整体空分系数0．2和N2回注系数0．6。采用燃气湿饱和法为主,N2稀释为辅的NOx排放控制方案有利于提高系统效率,最佳控制方案为燃料湿饱和法＋N2回注系数0．6＋整体空分系数0．2。     

柱塞气举排水采气工艺在苏里格气田的应用研究

柱塞气举排水采气工艺具有能够减少气体"滑脱"效应,增加间歇气举效率、单井增产效果显著等优点.柱塞气举工艺曹经在长庆气田的靖边气田少数单并上得到应用,取得一定效果.该工艺自去年以来在长庆气田的苏里格气田的部分气井上得到应用,使气井实现自动化启停,排水采气效果明显,柱塞气举工艺可进一步在苏里格气田推广使用.     

集成炼油企业生产与能量系统的生产计划优化

炼油企业通常由物料生产系统与能量系统组成。传统的企业生产计划优化通常以生产系统物流优化为主, 能量系统基于物料生产优化结果进行产能优化以满足企业级能源供需平衡。此种优化方法不仅压缩了企业整体优化空间并且降低了燃料油与瓦斯等中间产品的利用率。基于装置能耗模型与能源供需以及中间产品的产耗质量平衡关系, 建立炼油企业生产系统与能源系统的集成优化模型, 通过求解MINLP模型进而实现企业生产物流与能流的集成优化。案例实践表明, 相较于传统分步优化方法, 集成优化方法不仅有效降低了全厂的生产成本, 并且实现了生产的节能减排。     

天然气脱水系统现状分析及优化

针对陕北某天然气净化厂脱水系统中原料气水含量偏高、产品气无法满足国标要求这一生产难题,本文利用ChemCAD对该脱水系统进行了全流程模拟,研究分析得到最佳的优化操作参数为：TEG循环量为6.16 m3/h,原料气进气温度为33 ℃。通过FRI、HTRI和Pipe Flow Expert等专业软件对系统改造后的关键设备及管线进行优化,核算结果表明,脱水塔的各个流体力学参数均可满足生产需要;套管换热器换热能力不足,通过对比分析可知选用高效板式换热器替代在役套管换热器是一种较为经济、合理的优化方案;通过提高原料气预冷器换热管束的表面翅化率可以有效改善它的换热效果,使其达到系统指定的换热要求。研究结果可为该脱水系统的升级改造提供可靠的理论依据,对同类型装置亦具有一定的借鉴作用。     

GSP气化装置合成气洗涤系统流程优化

为了保证GSP粉煤加压气化装置的安稳长满优运行,针对GSP粉煤加压气化激冷流程合成气洗涤系统中部分冷凝器出现的问题做出了将其切出的流程技改,将部分冷凝器同系统隔离出来,只作为合成气的一个通道。技改效果表明,切出后未对合成气含尘量造成影响,将合成气进变换系统的温度提高3~5℃,使气化炉每次导气提前10 min,节约气量33 333.33 m3/h,甲醇686 t,同时规避了蒸汽单元凝液超标的风险,可为煤化工项目合成气洗涤工艺方案提供参考。     

某催化裂化装置富气压缩机组控制系统的改造和优化

分析了该机组控制系统自2010年1月来出现多次故障停机的原因,针对原有控制系统核心程序不开放,无法进行调试和检查,且开停机步骤不适合实际等问题,提出并成功实施改造为ITCC系统。改造后该系统故障减少、数据准确、运行稳定,操作简洁方便,操作工能快速掌握操作要领,准确地进行操作,更具灵活性,适应装置实际运行情况。     

天然气脱水系统模拟及主要设备优化

陕北某天然气净化厂由于新气源的并入,造成净化后商品气无法达到国家天然气相关标准,这是一个迫切需要解决的问题。通过ChemCAD 6.0.1软件对脱水系统进行模拟,研究分析TEG循环量、原料气进料温度及TEG贫液质量分数对脱水效果的影响,得到最佳的优化操作参数为:TEG循环量为5.5 m3/h,原料气进料温度为26℃,TEG贫液质量分数为99%。通过FRI,HTRI,Pipe Flow Expert等专业软件对TEG脱水塔、TEG贫液水冷器等关键设备进行核算,结果表明:TEG脱水塔的流体力学性能均符合要求,其工作点亦落在负荷性能图的适宜位置;TEG循环量提高导致TEG贫液水冷器负荷增大,需要更换管束,以达到换热效果。研究结果可为该净化装置的优化和改造提供可靠的理论依据,同时对同类型装置也具有一定的借鉴作用。     

Tuning a multi-fluid model for gas lift simulations in wells

A multi-fluid formulation based on the k–? turbulence closure is used for modeling bubbly flow in vertical pipes. Each bubble-size group is considered as a separate dispersed phase. The current k–? based multi-fluid models suffer from the problem of large overprediction of void fraction peak and lead to satisfactory results in limited ranges. In this study, first, we establish a model for gas lift simulations in wells. For this purpose, we propose new modified lift and wall force coefficients by tuning the model with many experimental databases. As shown here, the tuned multi-fluid model is able to predict flows in all the three bubbly flow subregimes, namely the wall-peak, core-peak, and transition subregimes, with reasonable accuracy. The predictions by the tuned model are compared with other numerical simulations, as well. Finally, the tuned model is used to simulate gas-lift problems in oil wells and the performance of eight empirical and semi-empirical correlations for predicting pressure drop is investigated, carefully. It is observed that, there is a correlation (i.e. Guet, S., Ooms, G., Oliemans, R.V.A., Mudde, R.F., 2004. Bubble size effect on low liquid input drift-flux parameters. Chem. Eng. Sci. 59, 3315–3329) which predicts gravitational pressure drop in very good agreement with the tuned multi-fluid model in all ranges of bubble diameters, including the wall-peak and core-peak regimes.     

微燃机冷热电三联供系统运行策略优化分析

用单纯形法对冷热电三联供系统用于办公楼宇时冬夏季典型日负荷下的运行策略进行优化, 优化目标分别为系统的一次能源消耗量最小、运行成本最小和二氧化碳排放量最小, 并对冷热电联产系统和分产系统进行了比较。结果表明:不同优化目标下, 系统的运行策略不同。冬季工况下, 以一次能源消耗量最小为优化目标时, 系统多采用以热定电的运行模式;在以运行成本最小或以二氧化碳排放量最小为优化目标时, 系统全天采用以电定热的运行模式;以三者加权最小为优化目标时, 系统多采用以热定电的运行模式。夏季工况下, 以一次能源消耗量最小为优化目标时, 分产系统的运行策略要优于联产系统;在以运行成本最小或以二氧化碳排放量最小为优化目标时, 系统全天采用以电定热的运行模式;以三者加权最小为优化目标时, 系统多采用以热定电的运行模式。     

磷铵装置造粒尾气洗涤系统工艺优化

分析磷酸二铵装置造粒尾气洗涤器堵塞频繁及洗涤循环泵故障频繁的原因。实施增设专供洗涤泵、优化工艺控制指标、在洗涤液中加入消泡剂3项改造措施。改造后,洗涤器结垢程度降低,洗涤循环泵故障率降低,装置运行周期由10 d延长至20 d以上。     

川东北河坝区块飞三气藏工作制度优化研究

针对川东北河坝飞三气藏试采气井工作制度制定时没有充分考虑的到气井产水、应力敏感影响的问题,结合河坝区块实际生产情况,对影响高压气井生产的各种因素,如气井的产能大小、气井产能的变化、井壁稳定性、气井出水、井筒安全等进行综合分析研究表明:河坝区块气井产水前,其合理生产压差应小于5MPa;气井产水后,建议合理工作制度为1.5~3MPa.提出合理的试采工作制度优化原则,对川东北河坝区块飞三气藏后期投产气井配产提供了指导依据.     

Integrated ionic liquid and rate-based absorption process design for gas separation: Global optimization using hybrid models

A new method for integrated ionic liquid (IL) and absorption process design is proposed where a rigorous rate-based process model is used to incorporate absorption thermodynamics and kinetics. Different types of models including group contribution models and thermodynamic models are employed to predict the process-relevant physical, kinetic, and thermodynamic (gas solubility) properties of ILs. Combining the property models with process models, the integrated IL and process design problem is formulated as an MINLP optimization problem. Unfortunately, due to the model complexity, the problem is prone to convergence failure. To lower the computational difficulty, tractable surrogate models are used to replace the complex thermodynamic models while maintaining the prediction accuracy. This provides an opportunity to find the global optimum for the integrated design problem. A pre-combustion carbon capture case study is provided to demonstrate the applicability of the method. The obtained global optimum saves 14.8% cost compared with the Selexol process.     

煤气炉炉况监测与优化系统在我公司的应用

1　应用背景近年来受原料重油价格上涨的影响 ,我公司合成氨厂年产 5 5 kt合成氨的油氨装置因成本太高而无法维持正常生产 ,于 2 0 0 2年 8月停车。油氨系统的停产 ,对我公司合成氨厂煤造气制氨装置的生产提出了更高的要求。造气作为煤氨装置的龙头 ,生产的稳定、高产 ,将直接关系到全厂的生产。特别是今年我厂 2 30 kt/a合成氨节能技改工程完成后 ,由于煤制氨系统本身生产能力不足 ,将造成合成氨厂自身生产能力难以平衡 ,集团公司内部的物料互供无法保证 ,公司效益也大受影响。因此 ,如何对现有煤气炉进行优化生产 ,提高煤制氨装置的生产能…     

气举有杆泵一体化采油工艺管柱的研究与应用

研制了气举有杆泵一体化采油工艺管柱,该工艺管柱采用多种防气工具相结合,产液首先经过多级分离气锚进行气液分离后进入中空式防气采油组合工具,通过气液置换作用将气体置换并排出泵筒,防止气锁现象发生;分离出的气体进入油套环空,当压力达到助流阀的设定压力时,助流阀打开,气体进入油管携液上行。现场应用表明,该工艺管柱防气效果好,试用井产液量平均提高33.9%。     

Optimal planning of artificial lift operations in a shale gas multiwell pad

Lifting operations play a key role to sustain shale gas wells productivity. Artificial Lift Systems (ALS) involve a wide range of techniques aimed at deliquifying wells. Although these operations are relatively mature for vertical wells in conventional reservoirs, enhancing productivity from shale gas wells has become a new frontier for unconventional production. The main contribution of this work is the development of the first Mixed Integer Linear Programming (MILP) formulation determining the integrated planning of several ALS in a multiwell pad. The model simultaneously manages ALS selection, investment and operational decisions, hedging against rapid decline curves in different wells. We introduce very detailed piecewise functions accounting for the ALS installation and removal times. The performance of the MILP is evaluated by solving five illustrative case studies.     

压气储能系统中储气装置的性能分析与改进

压缩空气储能系统是一种大规模的能量存储技术,在可再生能源利用以及调峰领域发挥重要作用。储气室作为系统中主要的储能设备,其特性对系统运行有重要影响。为了研究储气室热力特性对AA-CAES系统性能的影响,设计能够提高系统性能的新型储气装置,建立实际、绝热、恒温3种储气室模型,并结合其他部件模型,对系统进行联合求解。分析求解结果发现,储气室绝热模型具有最高的储能效率,可以达到68.97%,恒温模型的储能密度最高,为2.4706 kW·h/m³,实际模型的储能效率和储能密度都较低;恒温模型下系统的性能受到环境温度的影响,提高环境温度可以使储能效率上升,但会导致储能密度下降;改进的储气装置能够结合绝热模型与恒温模型的优点,使系统性能获得改善。