煤制天然气过程变换单元建模与能量集成

我国煤制天然气项目经过国家"十二五"时期进一步升级示范,工艺上取得了突破性进展。然而煤制天然气项目面临集成度不高,整体能耗较大的问题。高效回收利用变换单元放出的反应热是降低煤制天然气项目能耗的一条有效途径。本文首先建立了基于反应动力学的固定床反应器模型,在满足变换反应调整氢碳比要求下,通过对反应操作参数的优化,提高了系统（火用）输出。在对优化后变换单元过程能量分析的基础上,建立了新的变换单元热回收网络。实现了过程反应参数优化和换热网络的集成优化。新工艺的能效比现行工艺提高9个百分点,达到86.3%,投资增加了5.5%,投资回收期为2.1年。     

夹点分析法在化工过程全局用能优化的应用

介绍了夹点分析在化工过程全局用能优化中的应用,用夹点分析法在实现各工艺装置内部热量交换的基础上,进行过程全局的剩余热阱和热源与公用工程系统的能量集成,包括余热回收、联产功量、蒸汽系统设计和透平网络综合。应用实例表明,利用该方法可以大幅度实现节能,是现代化工企业节能的发展方向。     

煤制合成天然气甲烷化工序换热网络设计与优化

利用Linnhoff夹点技术,对煤制合成天然气过程中甲烷化工序的换热网络问题进行了分析,通过建立问题表、绘制温焓图,寻找夹点;引入低温锅炉给水代替部分冷却水,减少冷公用工程消耗,副产低压饱和蒸汽,回收过程余热,提高了能量综合利用效率。     

煤制天然气LNG预处理过程

对传统LNG工艺进行简单说明,并针对煤制天然气产品气LNG装置预处理过程特点进行了阐述,优化设计、节省设备,使得LNG技术在煤制天然气行业得到广泛应用成为可能。     

煤制合成天然气过程经济性分析

煤制合成天然气与其他煤化工技术(煤制油,煤制烯烃等)相比具有流程短、能量利用效率高、水耗相对较少、投资相对较少等特点,已呈现大规模工业化的趋势。基于鲁奇煤气化工艺及自制的甲烷化催化剂,以锡林浩特煤为原料,年产10×108 m3(标准)天然气项目为目标,对煤制合成天然气过程进行经济性分析。     

风电/煤制天然气集成系统的研究

<正>我国西部多省具有丰富的的煤炭资源和风能资源,即可发展以煤气化为基础的大型煤化工产业,也可以发展大规模风电产业。但是,大型煤化工存在CO2排放等问题,大规模风电由于风能的随机性和间歇性而难以并网利用。因此,从系统集成角度出发,基于大型煤化工和大规模风电的特点,将大规模风电非并网利用[1],通过风电电解水产生H2和     

煤制天然气项目的技术经济分析

阐述了我国发展煤制天然气的必要性,分析了采用不同煤气化技术对煤制天然气项目技术经济的影响。分析结果表明,采用碎煤移动床气化优于气流床粉煤气化技术,综合指标以熔融排渣的BGL技术性能较好。     

煤制天然气联产甲醇和乙二醇过程工艺系统分析

通过对煤制天然气联产甲醇和乙二醇典型案例分析,研究煤制天然气联产化学品作为煤制天然气升级示范的技术优劣势.研究表明,通过产品结构优化和工艺系统集成等方式,工艺系统资源利用效率大幅提升.在消耗相同原料情况下,煤制天然气联产甲醇和乙二醇过程相比于煤制天然气过程产品产量增加64.8％.通过元素流分析发现,碳元素利用增加9.9...     

新疆伊犁地区煤制天然气技术经济分析

分析了新疆伊犁地区的煤炭资源和利用现状,结合国家西气东输二线工程的实施,从政策、技术、规模、厂址选择、资源配套等方面,论述了在伊犁地区开展煤制天然气的可行性,并选择典型煤种和工艺进行技术经济评价,得出在伊犁地区开展煤制天然气的可行性结论并给出合理化建议。     

应用全局夹点分析的加/减原则改善全局能量集成

单过程夹点分析的加／减原则是根据系统的能量目标来指导工艺过程改进以提高热回收的指导性原则,类似于单过程的加／减原则,使用全局组合曲线、全局公用工程总组合曲线。建立全局夹点分析的加／减原则,用来指导全局中各个过程和公用工程改进以减少全局燃料消耗或增加联产功目标,这对于指导全局能量集成改善有重要意义;文中的应用实例证明了这一点。     

煤制天然气联产化学品工艺路径探讨与分析

煤制天然气示范项目存在产品生产模式单一、煤炭转化增值偏低等问题,在天然气面临价格下调的背景下,单一的产品结构已经成为制约煤制天然气项目健康发展的瓶颈问题。本文从煤基多联产的角度出发,探讨和分析煤制天然气工厂多联产化学品生产路径,旨在实现终端产品多样化和高值化,提高企业经济效益。本文通过对国内主要联产化学品需求和关键单元技术分析的基础上,结合现有煤制天然气工艺技术特点,提出了煤制天然气厂联产甲醇和联产甲醇、乙二醇两种联产方案,并对两种方案进行概念设计以及物料衡算。通过对两种联产方案进行技术经济分析发现,联产甲醇、乙二醇方案在内部收益率和投资回收期关键经济指标方面具有明显的优势。因此,在煤制天然气项目的基础上建立联产甲醇、乙二醇装置是解决现有煤制天然气项目瓶颈问题最为适合的路径。     

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.     

On the use of heat belts for energy integration across many plants in the total site

Indirect heat integration across plants using intermediate fluids is, in many cases, a preferable alternative to direct integration. Previous work has discussed the use of independent circuits capable of transferring the maximum possible heat. Piping cost and the location of the plants were proven an important factor when intermediate fluids are used. This paper analyzes the concept of a ‘heat belt’ that consists of a single‐pipe circuit used to extract heat from and release it to the plants. Since a general model is MINLP, the analysis focuses on the particular case of three plants for which an MILP model can be formulated.     

节能减排的全局过程集成技术的研究与应用进展

对20世纪末至今全局过程集成技术的研究进展做了评述,从全局温焓曲线、顶层分析法、热电联产优化的R—曲线到跨装置热集成原理进行了比较系统地介绍。在此基础上,描述了综合使用这些基本方法的策略和现有的工具软件。最后将国外和国内在炼油和化工中应用全局过程集成技术的情况及经济效益分别做了归纳总结。     

Process integration technology review: background and applications in the chemical process industry

Process integration is a holistic approach to process design and operation which emphasizes the unity of the process. Process integration design tools have been developed over the past two decades to achieve process improvement, productivity enhancement, conservation in mass and energy resources, and reductions in the operating and capital costs of chemical processes. The primary applications of these integrated tools have focused on resource conservation, pollution prevention and energy management. Specifically, the past two decades have seen the development and/or application of process integration design tools for heat exchange networks (HENs), wastewater reduction and water conservation networks, mass exchange networks (MENs), heat‐ and energy‐induced separation networks (HISENs and EISENs), waste interception networks (WINs) and heat‐ and energy‐induced waste minimization networks (HIWAMINs and EIWAMINs), to name a few. This paper provides an overview of some of these developments and outlines major driving forces and hurdles. The fundamental aspects of this approach along with their incorporation in an overall design methodology will be discussed. The paper also highlights several recent applications of process integration to industrial processes. Copyright © 2003 Society of Chemical Industry     

Simultaneous process optimization and heat integration based on rigorous process simulations

This paper introduces a simultaneous process optimization and heat integration approach, which can be used directly with the rigorous models in process simulators. In this approach, the overall process is optimized utilizing external derivative-free optimizers, which interact directly with the process simulation. The heat integration subproblem is formulated as an LP model and solved simultaneously during optimization of the flowsheet to update the minimum utility and heat exchanger area targets. A piecewise linear approximation for the composite curve is applied to obtain more accurate heat integration results. This paper describes the application of this simultaneous approach for three cases: a recycle process, a separation process and a power plant with carbon capture. Case study results indicate that this simultaneous approach is relatively easy to implement and achieves higher profit and lower operating cost and, in the case of the power plant example, higher net efficiency than the sequential approach.     

热集成变压精馏分离乙醇-甲苯体系的过程模拟和优化

由于乙醇-甲苯体系为压力敏感体系,本文提出了热集成变压精馏分离乙醇-甲苯共沸体系的工艺方法,并通过实验数据验证了NRTL模型对模拟分离该体系的适用性。利用Aspen模拟软件,以NRTL方程为物性计算模拟,以乙醇和甲苯的纯度为约束变量,分离过程能耗最低为目标函数,采用优化分析,得到了模拟的优化参数,并通过模拟计算,制取了纯度不低于99.9%的甲苯和乙醇产品,收率达到99.9%以上。用高压塔的塔顶气相潜热作为常压塔再沸器热源的热集成变压精馏,与两塔均采用外界蒸汽供热的传统变压精馏方式相比,节能高达49%。