炼油厂氢气系统稳定性的研究

发布时间：2020-04-19 00:02

【摘要】：近年来随着原油劣质化、重质化,环境保护法律法规不断提高对油品质量的要求,炼油企业广泛应用加氢裂化、加氢精制等深加工技术,炼油企业的新氢消耗迅速增长。氢气成本已在炼油企业原料成本中排第二。因此,对炼油厂氢气网络结构进行优化设计,解决氢气供需不平衡的问题,对炼油厂节能减耗和降低成本具有重要意义。本文在前人研究的基础上分别基于多杂质稳定性指数,WCVaR模型和氢公用工程可调整的氢网络鲁棒优化模型对炼油企业氢气网络进行优化设计来得到抵御流股波动能力较强的氢气网络结构。主要工作内容如下:(1)把稳定性指数的定义扩展到实际的多杂质氢网络,然后用代数设计方法得到稳定性指数最小的氢网络结构,并且通过Monte Carlo模拟来验证该方法的有效性。案例分析证明最小化稳定性指数可以提高多杂质氢网络的稳定性。(2)研究了氢源流量波动时氢气系统的鲁棒性问题。引入了在险价值(VaR)和最坏情况条件风险价值(WCVaR)等风险度量指标来研究氢网络的抗干扰能力。WCVaR表示氢阱中氢含量的最小值。氢气网络结构的抗干扰能力可以通过最大化不确定性分布下的WCVaR来优化。该方法可以得到固定氢公用工程下WCVaR最大或者不限定氢公用工程时WCVaR不小于限制氢含量的氢网络。两个文献案例的Monte Carlo模拟结果均表明,WCVaR模型优化的氢气网络结构相比于文献中的结果具有更好的鲁棒性。(3)针对氢公用工程用量可调整的炼厂氢气网络,通过建立可调整WCVaR优化模型可以得到Fmax.最小的氢公用工程负荷范围下WCVaR最大的氢网络结构。并且通过Monte Carlo模拟证明了优化得到的氢气网络具有更好的稳定性。在实际操作过程中,只需设定最大的氢公用工程负荷,然后根据其他氢源流量的波动来调整氢公用工程的流量。这样在保证炼油厂氢网络稳定性的同时可以尽可能地减少氢公用工程的用量。
【图文】：

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图１．１炼油企业现状逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｎｅｗ邋ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ邋ｆｏｒ邋ｒｅｆｉｎｅｒｉｅｓ邋ｎｏｗａｄａｙｓ逡逑此，对炼油厂氢气网络进行优化设计，，减少氢气资源的浪费，对炼和节能减耗具有重要意义。逡逑要针对炼油企业氢气网络的操作稳定性，对炼油厂氢气网络结构进，在降低氢气氢公用工程用量的同时提高氢气网络的稳定性。本文的如下：逡逑章简要介绍了当前炼油企业的现状，提出了本文在该研究背景下的章介绍了炼油厂的氢气网络构成，同时重点综述了炼油企业氢气网

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逦■逦■邋Ｐ２Ｍｉ逡逑２＇Ｂ邋２－ｃ邋３－Ｈ２邋３Ａ邋ｒ逦＾邋ａｌ－ｎ逦－ｐ２－ａｒ逡逑３－Ｂ逦３－Ｃ逡逑图３．１例１的Ｍｏｎｔｅ邋Ｃａｒｌｏ模拟结果逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｔｈｅ邋Ｍｏｎｔｅ邋Ｃａｒｌｏ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ邋ｒｅｓｕｌｔｓ邋ｆｏｒ邋ｅｘａｍｐｌｅ邋１逡逑图３．１的纵坐标表示Ｐ和0，横坐标表示不同氢阱的不同组分。系列轴表示逡逑不同情况下的Ｐ和0。１和２表不两种不同的波动分布。ａｒ和ｌｉ分别表示优化后逡逑和文献中的结果。因为优化前后ＳＲ１的分配情况一致，所以只比较了邋ＳＲ２和ＳＲ３。逡逑图３．１中除了邋４个结果之外，其他所有优化得到的结果都优于文献中的结果。逡逑特别是Ｐ值在４个结果中增大了邋一倍，Ｐ和（７的最大改善是分别从５０．５％增大到逡逑１００．０％，从邋２７＿２０／0降至邋０。逡逑３．５．２邋例邋２逡逑该例取自于Ｊｉａｅｔａｌ．［１２（）］，具体的流量和浓度数据如表３．２所示。在最小氢公逡逑用工程用量１０８２３邋ｍ３／ｈ下，文献中的氢网络结构和文中优化得到的结构分别如逡逑图３．２
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ116.2;TE96

【参考文献】