炼厂气浅冷工艺制冷过程的优化设计

发布时间：2020-12-06 20:41

　　随着乙烯原料的轻质化以及丙烷脱氢项目密集投产,LPG的需求量也随之大幅度增加。与此同时,在石油化工生产中约5%的石油资源作为炼厂气排出,其中含有氢气、轻烃等高附加值成分,因而回收炼厂气中的轻烃有利于缓解我国LPG需求紧张的处境。目前,浅冷工艺是回收炼厂气轻烃的主流工艺,但由于工艺的冷凝过程为单级冷凝且纯工质的等温相变过程与炼厂气的液化过程温度匹配不佳,造成冷箱的不可逆损失较大,制冷系统的制冷效率较低,导致浅冷工艺的能耗较大。本文主要从系统构型和制冷工质两个方面进行研究,通过减少冷箱中冷、热物流的传热温差,从而降低冷箱的不可逆损失,提高制冷系统的制冷效率,最终实现降低浅冷工艺能耗的目的。首先,从系统构型角度对传统浅冷工艺进行改进,通过将制冷工段的单级制冷改为两级制冷的方式,设计了两级浅冷工艺。以单位能耗最低为目标函数对工艺重要参数进行优化,确定了100kmol/h原油常、减压蒸馏塔顶气浅冷工艺的操作压力和一级、二级制冷温度,并和传统浅冷工艺进行了单位能耗、有效能损失及经济性的对比分析。相对于传统浅冷工艺,其单位能耗降低了16.5%,各装置有效能都有不同程度的减小,此外,通过经济性参数对比... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 炼厂尾气轻烃的回收
        1.1.1 轻烃回收现状
        1.1.2 轻烃回收技术
    1.2 浅冷工艺研究进展
        1.2.1 浅冷工艺流程描述
        1.2.2 浅冷工艺流程存在的问题
    1.3 制冷过程的优化进展
        1.3.1 多级制冷过程
        1.3.2 混合制冷剂制冷过程
    1.4 选题依据及研究内容
2 工艺设计与优化的基础
    2.1 热力学分析指导浅冷工艺优化
        2.1.1 工艺的温-焓图
        2.1.2 工艺的夹点描述
        2.1.3 工艺的有效能分析
    2.3 基因遗传算法优化浅冷工艺
    2.4 经济性分析基础
    2.5 本章小结
3 单一制冷剂浅冷工艺的模拟及优化
    3.1 单一制冷剂一级浅冷工艺的模拟
    3.2 单一制冷剂一级浅冷工艺的热力学分析
    3.3 单一制冷剂两级浅冷工艺模拟
        3.3.1 操作压力的影响
        3.3.2 冷凝温度的影响
    3.4 两个工艺对比分析
    3.5 本章小结
4 混合制冷剂制冷浅冷工艺的设计及优化
    4.1 混合制冷剂的优选
    4.2 混合制冷剂浅冷工艺的模拟
        4.2.1 原料气压力对系统性能的影响
        4.2.2 混合制冷剂组分变化对系统性能的影响
    4.3 三个工艺的热力学分析比较
        4.3.1 冷箱组合曲线对比分析
        4.3.2 系统主要装置有效能损失对比分析
    4.4 三种工艺的比较
        4.4.1 系统关键参数及能耗对比分析
        4.4.2 经济效益对比分析
    4.5 本章小结
5 基于热力学分析的混合制冷剂组分调配方法
    5.1 基因遗传算法优化混合制冷剂制冷浅冷工艺
    5.2 采用逐步逼近法的混合制冷剂配比优化方法
        5.2.1 温度敏感曲线
        5.2.2 采用逐步逼近法的新优化方法
    5.3 新优化方法和基因遗传算法的比较
    5.4 本章小结
结论
创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]冷油吸收法轻烃回收工艺分析与改进[J]. 魏忠昕,范美玉,孟令华.  石油化工应用. 2017(12)
[2]PSA复合常温油吸收工艺技术回收炼厂干气中乙烯资源[J]. 孙吉庆.  乙烯工业. 2017(03)
[3]我国LPG供求分析及展望[J]. 石宝明.  当代石油石化. 2017(05)
[4]炼厂气回收过程中分离技术的能效分析[J]. 李保军,贺高红,肖武,代岩,陈博.  化工进展. 2016(10)
[5]气体膜分离技术用于石油化工节能降耗的研究进展(下)[J]. 阮雪华,焉晓明,代岩,贺高红.  石油化工. 2015(08)
[6]低压天然气轻烃回收工艺[J]. 陈天洪,朱江.  化工进展. 2015(07)
[7]驰放气回收在炼厂中的实践[J]. 郑跃华,王爱生.  天然气与石油. 2015(02)
[8]浅冷油吸收工艺回收炼油厂饱和干气的模拟[J]. 张敬升.  石油化工. 2014(09)
[9]发挥南京地区炼油化工优势从炼厂干气回收乙烯和轻烃作乙烯原料的探讨[J]. 朱留琴.  广东化工. 2012(10)
[10]夹点技术在重芳烃分离装置节能改造中的应用[J]. 于文辉,李玮.  化学工程. 2010(07)

博士论文
[1]多股炼厂气分组分梯级回收流程的研究[D]. 李保军.大连理工大学 2016

硕士论文
[1]膜耦合工艺提高炼厂气氢气及轻烃回收率研究[D]. 陈晨.大连理工大学 2014
[2]膜膨胀机耦合冷凝技术回收轻烃的流程优化[D]. 于长福.大连理工大学 2011
[3]膜分离强化炼厂气中轻烃冷凝回收的研究[D]. 段振红.大连理工大学 2010
[4]综合回收炼厂气中氢气及轻烃工艺的设计研究[D]. 彭琳.大连理工大学 2008
[5]长庆西峰油田轻烃回收装置工艺优化设计[D]. 李育.天津大学 2005



本文编号：2902000