基于ASPEN PLUS和窄点技术的常减压换热网络优化

利用ASPENPLUS软件,模拟5．0×10^4t／a中东原油常减压蒸馏装置的换热网络工况,采用窄点技术对其进行优化改造。结果表明：优化原油分流股数,降低冷公用工程量;换热器合理匹配,提高利用效率;△Tmin为15℃,热端温度240℃,冷端温度225℃;最小冷、热公用工程量分别为22765．73kW和45304．28kW;原油换后终温为298℃,换热面积为16935m^2,比原装置的换后终温提高19℃,换热面积减少3967m^2。     

柴油加氢装置过程模拟与节能研究

针对某炼油厂处理量为3.5 Mt/a的柴油加氢装置,应用Aspen Plus流程模拟软件建立了装置的数学模型,计算得出了与现场标定数据比较吻合的模拟结果。根据计算结果,利用夹点技术对其换热网络进行节能分析与改造。首先以夹点温差为20℃,确定换热网络能量目标。该装置换热网络的夹点温度为95.4℃,最小热公用工程量为5 085.7 kW,最小冷公用工程量为20 613.9 kW,与现有换热网络热公用工程13 870.8 kW相比,存在8 785.1 kW的节能潜力。然后消除违背夹点规则的不合理换热匹配,进一步优化,并提出了改造方案。该方案新增7台换热器,可节约热公用工程8 450.5 kW,约降低了60.9%的能耗,取得了良好的节能效果。回收期为0.67年。     

使用板式换热器优化常减压蒸馏装置换热网络

阐述了使用窄点技术对常减压蒸馏装置换热网络优化设计时,通过在换热网络窄点附近使用板式换热器代替传统的管壳式换热器,以减小窄点处最小温差,提高换热终温,降低冷、热公用工程用量,降低冷换设备投资。该方法很好地解决了过去对常减压蒸馏装置换热网络优化设计时,减小换热网络窄点处的最小接近温差必须增大换热网络换热面积,增加换热器设备投资之间的矛盾,是优化换热网络设计的一种新思路。应用该方法成功优化设计某国内大型常减压蒸馏装置的换热网络,提高了原油换热终温,减少了燃料和循环水用量,降低了换热器一次性投资,减小了装置占地面积,装置投产后经济效益显著。     

醋酸乙烯精馏装置节能改造中夹点技术的应用

采用夹点技术对醋酸乙烯精馏装置的换热网络进行用能分析。以夹点温差10℃,找出该装置换热网络的夹点温度在80℃和70℃处,计算得到装置的热公用工程用量从18141.28 kW减少到16201.72kW,节能潜力10.69%。结合现行换热网络结构进行设计优化,实现换热面积减少61.12 m2,热负荷减少1129.53 kW,循环水用量减少6.01×104kg.h-1。     

甲基叔丁基醚装置的换热网络优化

采用了夹点技术对MTBE装置的现有换热网络进行了节能研究。分别计算出换热系统的夹点温度、最小传热温差以及最小公用工程负荷。找出了现有换热网络中存在的问题。通过对换热网络的分析和优化改造,实现了装置的节能减耗。改造后热公用工程消耗为63.3 kW,节能82.8%;冷公用工程的消耗为103.1 kW,节能73.7%。     

基于夹点技术的汽油加氢装置换热网络节能研究

为了保障炼油厂加氢炼化装置的有效运行、解决资源浪费现象,要基于现有的换热网络,利用夹点技术完成分析。通过数据换算以及模拟,可以了解夹点技术加氢电化装置换热网节能效果较佳,将夹点温差设置为20℃,可以计算出该装置的换热网络夹点温度为125℃。最小的工程计算量为10 449 kW,最小冷公用工程量为49 193 kW。由此可见,换热网络不合理情况执行的对应节能改造方案,可节能约57.89%的热公用工程以及27.76%的冷公用工程,有极佳的经济效益。     

基于最佳ΔTmin的催化裂化装置低温余热回收网络设计

为使石化企业大量的低温余热得到充分利用,以某12万t/a加工重油的催化裂化中试装置单元存在的低温余热作为研究对象,采用问题表格法讨论了该系统最小传热温差ΔTmin对最小公用工程加热负荷QH,min的影响,得到最佳的ΔTmin为15℃,在此ΔTmin下,该过程最小公用工程加热负荷QH,min为409 364.10 kW,所需的最小公用工程冷却负荷QC,min为163 763.95kW。介绍了夹点技术,换热网络设计采用夹点之上的设计和夹点之下2步分别优化,并得到最终的综合换热网络。     

MTBE裂解制异丁烯装置换热网络节能研究

采用夹点技术对某MTBE裂解制异丁烯装置的现有换热网络进行了节能研究，找出了现有换热网络中存在的问题，通过对换热网络的分析和优化改造，实现了装置的节能降耗。现有换热网络热公用工程量为2154．95kW，冷公用工程量为2094．65kW，通过夹点分析确定了最小热公用工程用量为1869．83kW，最小冷公用工程用量为1809．53kW。参考央点设计原则和现有的换热网络结构，提出了优化改进方案：拆除了一台加热器和一台冷却器，新增了三台换热器。经过优化改造后，节约热公用工程量285．04kW，节能13．227％；节约冷公用工程量285．04kW，节能13．608％。     

催化重整装置换热网络夹点分析与优化

运用夹点技术对催化重整装置现有换热网络进行分析,发现夹点之下因使用热公用工程,导致冷公用工程超目标值186%,热公用工程超目标值136%,E204取热过多导致重整生成油出装置温度低,增加了4.4 MW热量消耗。通过优化换热网络,合理取热,热公用工程减少26.4%,冷公用工程减少37.6%,换热面积减少10.4%。实现了能量合理回收利用,提高了装置经济性。     

500万吨/年常减压装置换热网络优化改造

某炼油厂500万吨/年常减压装置于2005年3月首次投产正常生产运行,2009年8月进行了换热网络优化改造及材质适应性改造,2012年8月基于全厂加工流程的优化考虑,停开了常减压蒸馏装置的减压系统,换热网络长时间不能处于最佳匹配状态,出现了柴油、常渣出装置温度过高、原油换热终温低、常压炉热负荷增加、装置能耗偏高等一系列问题。因此2015年重新进行换热网络核算和优化,对装置进行必要的技术改造来达到节能降耗目的,装置改造后投入正常的生产运行,原油换热终温最高达293.6℃,装置综合能耗降到6.26 kg EO/t。     

3~#常减压蒸馏装置换热网络的操作优化

利用英国Process Integration Ltd.(PIL)公司最新的原油精馏系统优化技术,对茂名分公司3#常减压蒸馏装置换热网络进行建模及优化操作。结果表明,通过优化常压塔中段取热分配,将常顶冷回流量降到几乎为零,原油换热后温度提高了7℃,实现了能量回收最大化。     

500万t/a常压装置标定能耗分析及预测

中国石油某石化公司500万t/a常压蒸馏装置标定数据显示该装置能耗远低于同类装置能耗水平。从影响装置能耗的各个方面,对比分析了该装置标定能耗与设计能耗之间的差别。通过对比发现,装置区建立联合装置,可以有效提高换热终温;大型机泵电机采用变频可以降低装置电耗。通过分析五套不同地区常压装置的运行能耗及原料性质参数Cp值,发现两者之间存在近似线性关系,对预测常压装置能耗有积极意义。     

Retrofitting of the Heat Exchanger Network with Steam Generation in a Crude Oil Distillation Unit

Steam generation through hot streams has an important impact on the utility consumption of a crude oil distillation unit. Retrofitting of the heat exchanger network with steam generation in a crude oil distillation unit is studied with regard to efficient energy usage. The grand composite curve is employed to provide insights into the steam generation problem, and a mixed‐integer linear programming model, presented previously for heat integration through hot discharges/feeds and steam generation, is used to obtain the optimal parameters for steam generation. Three heuristic rules are then proposed to determine suitable hot streams for steam generation. Finally, the heat exchanger network is modified based on pinch technology. After the retrofit, the hot and cold utility decrease.     

基于换热网络集成的二甲苯分离精馏塔参数优化

精馏是化工过程中重要的耗能设备,其产品温度的改变将影响换热网络的集成.针对二甲苯分离吸附的实际生产过程,利用复合曲线系统分析精馏塔DA604塔压增大至170kPa及230kPa后塔顶和塔底产品流股温度改变对换热网络的集成和公用工程消耗量的影响,可实现精馏塔操作与换热网络的同步集成,相较与之前只考虑流股温位对换热网络的影响更加全面.结果表明,该精馏塔的塔压由110kPa增至170kPa时,系统的冷却公用工程用量增大1765.0kW,加热公用工程量减少1948.5kW,无需消耗加热公用工程;压力由110kPa增加至230kPa时,系统冷却公用工程用量增大4964.1kW,加热公用工程用量节省共计8172.4kW,此时加热公用工程用量减小为0且可在高温段向外界供给6223.9kW热量.该分析结果与夹点法的计算结果相同,由该结果可得普适性结论,当精馏塔塔顶塔底出口物流均为源时,增大塔压,系统加热公用工程减小,冷却公用工程增加,整体上有利于系统的节能.     

常压塔回流取热流程的讨论

根据一套500万t/a常减压蒸馏装置的数据,采用ASPEN PLUS软件对目前常减压蒸馏装置设计中采用的3种常压塔回流取热流程进行了模拟计算,并从产品分离精度、对换热网络终温的影响等方面进行了对比.对比结果认为流程1和流程3产品的分离精度比较好,流程2的换热网络终温较高、但产品的分离精度和常压塔的操作弹性较差.     

线性回归法在常减压装置操作中的应用

通过线性回归的方法,对常减压装置运行过程中原油在进电脱盐前的温度、拔头油进常压炉前的温度和与之相关的物流数据点采集的数据进行回归计算,如果物流的流量对温度影响较大,则能回归成直线;如果物流的流量对温度影响较小,则不能回归成直线。运用这些关系在不影响产品质量的情况下调整操作后,原油在进电脱盐前的温度和拔头油进常压炉前的温度都比调整前有了显著的提高,从而即提高了产品质量,又降低了装置能耗。     

提高蒸馏温度改善洗油品质的实验研究

通过实验研究了一次蒸馏与二次蒸馏温度对洗油质量的影响,并对洗油馏程及其馏出物进行分析,结果发现提高一次蒸馏温度与二次蒸馏温度可以明显地改善洗油质量,当一次蒸馏温度为308℃、二次蒸馏温度为315℃时,所得洗油样品230℃前馏出量为0,270℃前馏出物质量分数大于96.0%,甲基萘的质量分数达到51.09%,萘质量分数小于3.0%,酚类化合物和水分含量为0。     

酮苯脱蜡装置节能减排一体化

对企业的能量系统进行集成优化,可以提高能源的利用效率,并同时减少装置的用水量和CO2的排放量。本文针对某酮苯脱蜡装置,对其现行的换热网络进行了夹点分析,提取了物流数据,找出了用能不合理之处和装置的能量目标,通过计算获得该装置的节能潜力为4228.3 kW。考虑该装置实际的状况,提出对部分物流进行重新匹配的热集成优化方案,结果表明可分别节约1456.4 kW的加热公用工程和524.2 kW的冷却公用工程。对优化后方案进行的经济性分析显示,该方案每年可节约278.5万元的能量费用、减少0.3万吨污水和9078.2吨CO2的排放。对酮苯脱蜡装置进行一体化的优化可以降低能耗和成本,本文提出的优化方案对相关装置的节能减排也具有一定的指导作用。