自热再生技术在原油蒸馏装置中的应用研究

发布时间：2018-06-20 18:26

本文选题：自热再生 + 原油蒸馏　；参考：《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：随着社会经济的不断发展和人类居住环境的不断恶化,人们越来越重视能源问题和环境问题。环境又与能源息息相关,有许多环境问题是由于能源的不合理利用造成的,所以要从根本上解决能源问题,除了寻找和开发新能源,节能减排就成为目前最直接有效的重要举措。纵观现全球能源格局,石化行业可谓是主要耗能行业之一,石油作为不可再生资源被急剧消耗,炼油排放的温室气体给环境也造成了巨大的压力。而目前国内的炼油厂平均能耗水平与国际存在较大的差距,一直具有能耗普遍偏高的现象。其中,原油蒸馏过程作为炼油厂必不可少的第一道工序,同时也是用能大户,主要的能量消耗和气体排放都发生在原油蒸馏过程的加热炉中,所以为了我国石化行业系统能量的优化,针对原油蒸馏过程节能减排的研究具有十分重要的意义。为了实现上述目的,本文选择了近年由日本东京大学Kansha教授等人自主研发的节能技术——自热再生技术(Self-Heat Recuperation Technology)进行研究,并应用于原油蒸馏过程的节能设计。因为该技术特点就是通过使用压缩机和换热器,过程的热在过程内循环,无需额外的热源,这一特点十分适用于加热炉能耗过高的原油蒸馏过程,之后对该技术应用于原油蒸馏过程展开更为深入的研究,对实际的炼厂和后续的节能改造研究提供参考价值和借鉴意义。本文主要研究内容包括以下几个方面:一、首先针对自热再生技术的原型进行阐述,然后采用传统?分析法和新兴的分析方法进行节能原理分析,并对比两种分析方法的不同之处,深刻理解了自热再生技术的节能关键在于不可逆性的减小。二、描述原油蒸馏工艺流程,首先建立传统原油蒸馏过程的简化模型用作改造的基础模型。其次根据真实炼厂情况,建立热回收原油蒸馏模型用于对比。最后由于传统原油蒸馏模型侧线多,流股复杂,为更好发挥自热再生技术的特点,将传统原油蒸馏模型进行等价拆分,拆分为2大模块分别为预闪蒸塔模块和常压塔模块,其中常压塔模块沿汽提塔拆分为串联的4个简单塔,再分别独立进行自热再生设计,如此建立好自热再生原油蒸馏模型。三、确定出自热再生原油蒸馏过程各个模块所需的最小压比,最终仿真得到三种不同过程的模拟结果进行对比分析。结果显示自热再生技术节能效果显著,对比传统过程和热回收过程分别可以节省83%和69%以上的能耗,即使考虑了发电效率,也能分别实现每年节省近十万和两万吨的标准煤,可以减少大量的CO2排放。随后对模型当中的重要参数如最小换热温差、压缩机等熵效率进行灵敏度分析。最后对自热再生原油蒸馏过程进行经济性分析,发现压缩机的装置成本及维护费用高昂,虽然燃料的节省使运行成本下降,但考虑到炼厂前期投资成本的回收,自热再生技术的工业应用仍需要更进一步的考虑和权衡。
[Abstract]:In order to achieve the above - mentioned object , it is very important to study the energy saving and emission reduction process of crude oil distillation . In the end , the economic analysis of important parameters such as the minimum heat transfer temperature difference , compressor and so on in the model is carried out . Finally , the economic analysis of the distillation process of the self - thermal regeneration crude oil is carried out , and the cost and the maintenance cost of the compressor are found to be high , although the cost of the fuel is reduced , but the recovery of the investment cost in the prior period is taken into account , and the industrial application of the self - thermal regeneration technology still needs further consideration and trade - off .
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE96

【参考文献】