連續(xù)重整裝置模擬與節(jié)能研究

【摘要】：連續(xù)重整裝置是石油煉制的主要加工過(guò)程之一，由于其加工流程的特點(diǎn)及重整反應(yīng)的化學(xué)特征，該裝置目前是煉油廠中能耗最大的裝置之一，對(duì)全廠的能耗指標(biāo)影響較大，對(duì)其采取有效的節(jié)能措施，來(lái)達(dá)到裝置的節(jié)能增效是十分必要的。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于連續(xù)重整裝置的節(jié)能研究大都是針對(duì)單元設(shè)備或局部過(guò)程，缺乏對(duì)裝置的總體優(yōu)化和集成，因此研究結(jié)果的局限性比較大，裝置的生產(chǎn)能耗沒有明顯降低。本文對(duì)某連續(xù)重整裝置進(jìn)行了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模擬，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)其換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化，并研究了裝置中精餾塔與過(guò)程系統(tǒng)的熱集成，具有非常重要的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 利用Aspen Plus軟件對(duì)連續(xù)重整裝置進(jìn)行了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模擬。首先，AspenPlus根據(jù)餾程分析數(shù)據(jù)把原料油切割為虛擬組分，以此作為裝置進(jìn)料；然后，選擇合適的物性方法、單元模塊和收斂方法，同時(shí)規(guī)定各單元模塊的過(guò)程參數(shù)，對(duì)連續(xù)重整裝置進(jìn)行了模擬計(jì)算。工藝流程模擬的結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)吻合良好，說(shuō)明所選用的單元操作模型及物性方法對(duì)于連續(xù)重整工序是準(zhǔn)確可靠的，因此模擬結(jié)果能為連續(xù)重整裝置的節(jié)能研究提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 基于流程模擬結(jié)果，提取了基礎(chǔ)物流數(shù)據(jù)，在不改變工藝過(guò)程的前提下，利用夾點(diǎn)技術(shù)，對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)能研究。分別基于現(xiàn)有換熱網(wǎng)絡(luò)和最大熱回收網(wǎng)絡(luò)，提出了節(jié)能方案1和節(jié)能方案2。節(jié)能方案1相對(duì)于原換熱網(wǎng)絡(luò)，熱公用工程節(jié)能15.4%，冷公用工程節(jié)能25.1%；節(jié)能方案2相對(duì)于原換熱網(wǎng)絡(luò)，熱公用工程節(jié)能19.7%，冷公用工程節(jié)能32.0%。 對(duì)裝置進(jìn)行了能量集成研究，實(shí)現(xiàn)了精餾塔與過(guò)程的熱集成。對(duì)裝置重新進(jìn)行模擬，提取物流數(shù)據(jù)，利用夾點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能研究，提出了兩個(gè)節(jié)能方案。相對(duì)于原換熱網(wǎng)絡(luò)，節(jié)能方案3熱公用工程節(jié)能20.3%，冷公用工程節(jié)能33.2%；節(jié)能方案4熱公用工程節(jié)能23.8%，冷公用工程節(jié)能38.9%。 對(duì)各節(jié)能方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析，節(jié)省的總操作費(fèi)用最多且投資回收年限最少的是節(jié)能方案4：節(jié)省的總操作費(fèi)用為1963萬(wàn)元/年，投資回收年限為0.61年，最終確定節(jié)能方案4為最佳節(jié)能方案。 【關(guān)鍵詞】：連續(xù)重整 流程模擬 換熱網(wǎng)絡(luò) 夾點(diǎn) 熱集成 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TE624
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 符號(hào)說(shuō)明10-11
• 前言11-12
• 1 文獻(xiàn)綜述12-26
• 1.1 化工流程模擬技術(shù)12-15
• 1.1.1 穩(wěn)態(tài)流程模擬12-13
• 1.1.2 動(dòng)態(tài)流程模擬13
• 1.1.3 化工流程模擬技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-15
• 1.2 化工過(guò)程能量集成與優(yōu)化15-22
• 1.2.1 數(shù)學(xué)規(guī)劃法16-17
• 1.2.2 人工智能法17-18
• 1.2.3 夾點(diǎn)技術(shù)18-22
• 1.3 連續(xù)重整裝置節(jié)能技術(shù)研究進(jìn)展22-23
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容23-26
• 2 連續(xù)重整裝置流程模擬26-38
• 2.1 連續(xù)重整裝置的流程簡(jiǎn)述26-32
• 2.1.1 預(yù)處理26-27
• 2.1.2 重整反應(yīng)27-28
• 2.1.3 催化劑再生28-32
• 2.2 連續(xù)重整裝置的流程模擬32-35
• 2.2.1 原料油的虛擬組分切割32-33
• 2.2.2 物性方法的選擇33-34
• 2.2.3 單元模塊的選擇34
• 2.2.4 斷裂流股和收斂方法的選擇34-35
• 2.3 模擬結(jié)果與分析35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 3 連續(xù)重整裝置換熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)能研究38-70
• 3.1 夾點(diǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)換熱網(wǎng)絡(luò)38-41
• 3.1.1 最大熱回收網(wǎng)絡(luò)的形成38-39
• 3.1.2 最大熱回收網(wǎng)絡(luò)的調(diào)優(yōu)39-41
• 3.2 連續(xù)重整裝置換熱網(wǎng)絡(luò)用能分析41-46
• 3.2.1 提取物流數(shù)據(jù)41-42
• 3.2.2 能量目標(biāo)的確定42-43
• 3.2.3 現(xiàn)有換熱網(wǎng)絡(luò)的用能分析43-46
• 3.3 連續(xù)重整裝置換熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)能改造46-68
• 3.3.1 基于現(xiàn)有換熱網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能改造（節(jié)能方案 1）46-53
• 3.3.2 基于最大熱回收網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能改造（節(jié)能方案 2）53-68
• 3.4 本章小結(jié)68-70
• 4 連續(xù)重整裝置能量集成節(jié)能研究70-114
• 4.1 精餾單元與過(guò)程系統(tǒng)的能量集成70-72
• 4.1.1 精餾單元在過(guò)程系統(tǒng)中的合理放置70-71
• 4.1.2 調(diào)整精餾塔操作以改善系統(tǒng)熱集成71-72
• 4.2 連續(xù)重整裝置能量集成節(jié)能研究72-85
• 4.2.1 精餾塔的用能現(xiàn)狀72-73
• 4.2.2 背景過(guò)程總組合曲線73-74
• 4.2.3 汽提塔 C102 與背景過(guò)程的熱集成74-78
• 4.2.4 預(yù)分餾塔 C101 與背景過(guò)程的熱集成78-80
• 4.2.5 脫戊烷塔 C201 與背景過(guò)程的熱集成80-83
• 4.2.6 C4/C5 分離塔 C202 與背景過(guò)程的熱集成83-85
• 4.3 連續(xù)重整裝置過(guò)程改變后換熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)能研究85-111
• 4.3.1 提取物流數(shù)據(jù)85-86
• 4.3.2 能量目標(biāo)的確定86
• 4.3.3 過(guò)程改變后換熱網(wǎng)絡(luò)的用能分析86-89
• 4.3.4 基于現(xiàn)有換熱網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能改造（節(jié)能方案 3）89-95
• 4.3.5 基于最大熱回收網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能改造（節(jié)能方案 4）95-111
• 4.4 本章小結(jié)111-114
• 5 各節(jié)能方案經(jīng)濟(jì)效益分析114-130
• 5.1 節(jié)能方案 1 經(jīng)濟(jì)效益分析114-118
• 5.1.1 節(jié)省的總操作費(fèi)用114-115
• 5.1.2 設(shè)備投資費(fèi)用115-118
• 5.1.3 投資回收年限118
• 5.2 節(jié)能方案 2 經(jīng)濟(jì)效益分析118-121
• 5.2.1 節(jié)省的總操作費(fèi)用118-119
• 5.2.2 設(shè)備投資費(fèi)用119-121
• 5.2.3 投資回收年限121
• 5.3 節(jié)能方案 3 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算121-124
• 5.3.1 節(jié)省的總操作費(fèi)用121-123
• 5.3.2 設(shè)備投資費(fèi)用123-124
• 5.3.3 投資回收年限124
• 5.4 節(jié)能方案 4 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算124-129
• 5.4.1 節(jié)省的總操作費(fèi)用124-126
• 5.4.2 設(shè)備投資費(fèi)用126-128
• 5.4.3 投資回收年限128-129
• 5.5 四個(gè)節(jié)能方案對(duì)比分析129
• 5.6 本章小結(jié)129-130
• 結(jié)論130-132
• 參考文獻(xiàn)132-136
• 致謝136-138
• 攻讀碩士期間主要研究成果138-139

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換熱網(wǎng)絡(luò)合成問(wèn)題的分析    張俊峰;羅雄麟;

原油換熱網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)建模與仿真    解增忠;張俊峰;羅雄麟;

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改造型換熱網(wǎng)絡(luò)綜合與模擬調(diào)優(yōu)的集成    張平;何小榮;

換熱網(wǎng)絡(luò)的解析解及其精度的改進(jìn)    張勤;崔國(guó)民;關(guān)欣;

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換熱網(wǎng)絡(luò)多級(jí)綜合策略研究    靳遵龍

常減壓蒸餾流程模擬與優(yōu)化及換熱網(wǎng)絡(luò)綜合    葛玉林

基于多元統(tǒng)計(jì)方法的連續(xù)重整裝置的性能監(jiān)控和優(yōu)化    張洪

低溫過(guò)程多流股換熱器網(wǎng)絡(luò)柔性綜合的研究    馬相坤

基于能級(jí)分析和場(chǎng)協(xié)同原理的歧化系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究    夏翔鳴

過(guò)程系統(tǒng)工程綜合方法及其求解策略的研究    張慧平

過(guò)程系統(tǒng)全局優(yōu)化搜索新算法    鄢烈祥

工業(yè)水網(wǎng)絡(luò)分析與合成方法的研究    廖祖維

用遺傳/模擬退火算法進(jìn)行具有多流股換熱器的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合    魏關(guān)鋒

連續(xù)重整裝置模擬與節(jié)能研究    馬曉明

烏石化常減壓蒸餾裝置換熱網(wǎng)絡(luò)模擬與分析    王中博

換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)研究    張曉玲

并行原油蒸餾系統(tǒng)的工藝流程模擬及換熱網(wǎng)絡(luò)耦合與優(yōu)化    閆東

常減壓蒸餾裝置的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合設(shè)計(jì)及優(yōu)化    傅瑛

M石化公司連續(xù)重整裝置的實(shí)施與管理    楊闖

基于C++的最優(yōu)換熱網(wǎng)絡(luò)合成與分析程序設(shè)計(jì)    李飛

基于壓降的換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法    王雷

換熱網(wǎng)絡(luò)模擬系統(tǒng)的開發(fā)    高凱

換熱網(wǎng)絡(luò)及殼管式換熱器的熱力過(guò)程優(yōu)化    鄭美玲