蜡油加氢裂化装置的有效能分析及能量集成

发布时间：2017-09-05 05:11

  本文关键词：蜡油加氢裂化装置的有效能分析及能量集成

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【摘要】：我国原油资源逐渐向着重质化和劣质化的趋势发展,同时,为降低雾霾等恶劣天气对生态环境的影响,环保法规和油品排放标准随之越来越严格；而且随着我国经济的高速发展,对汽油、柴油等轻质油的需求持续增加,这种情况使得我国重质馏分油加氢精制、加氢裂化等二次加工工艺及加工能力得到相当快速地发展,在炼油工业起到不可替代的作用。目前国内加氢裂化装置中能耗大约在30kgEO/t到60kgEO/t之间,高于国外先进水平,因此对其进行能量平衡分析和节能优化显得非常必要。本论文针对某炼厂年产1 50万吨的蜡油加氢裂化工艺装置(能耗为51kgEO/t),利用Aspen Plus进行准确模拟,在此基础上,结合有效能分析方法对主要设备能效进行计算,并利用夹点技术优化现有换热网络。从全局的角度出发进行能量集成,具有一定的工程意义。具体研究内容如下：利用Aspen Plus实现了蜡油加氢裂化装置的准确模拟。采用单段串联+冷高分+常压塔+减压塔+轻烃吸收塔工艺流程,基于蜡油加氢裂化装置的基本生产数据,利用Aspen Plus软件对该装置反应部分和分离部分中的各个单元模块建立了严格的模型,通过对模型参数的调整,使得模拟结果与标定数据达到很好的吻合,工艺流程中的各个流股的摩尔流率相对误差低于10%,说明模拟结果很好地反映了生产装置的实际运行情况。通过单元设备的有效能分析和系统用能情况的夹点分析诊断系统的用能瓶颈和潜力。以有效能分析作为指导,对装置中所涉及的主要单元设备如机泵、加热炉、反应器、精馏塔、换热器以及空冷器等进行了能量平衡和(?)分析计算,得到(?)损率的分布情况,找出(?)损失比较严重的单元设备；与此同时,利用夹点分析理论方法对现有的换热网络进行深入的分析,在最小传热温差为12℃的条件下,确定所需要的冷公用工程最小用量为26558kW,热公用工程的最小用量为20968kW。利用夹点技术和能量集成原则提出了有效的节能改造方案和能量集成方案。在不改变装置工艺流程的前提下,将夹点技术作为理论依据对蜡油加氢裂化的换热网络进行了节能方案研究,提出了两个节能方案,和原工艺流程相比,节能方案一,所需热公用工程用量节约了42.2%,冷公用工程用量节约了38.5%；节能方案二,热公用工程用量节约了51.5%,需要的冷公用工程用量节约了44.9%。此外,还将脱乙烷塔T1007以及石脑油分馏塔T1009分别与蜡油加氢裂化工艺过程进行能量集成探讨,集成后的总公用工程比背景过程的公用工程用量节约了0.46kgEO/t,进而实现节能降耗的目的。
【关键词】：加氢裂化 有效能分析 夹点技术 能量集成
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE96
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-23
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 加氢裂化工艺10-13
• 1.2.1 加氢裂化工艺装置流程10-12
• 1.2.2 加氢裂化技术现状及进展12-13
• 1.3 化工过程模拟技术13-15
• 1.3.1 化工过程模拟概述13-14
• 1.3.2 化工过程模拟软件14-15
• 1.4 过程能量分析优化方法15-21
• 1.4.1 夹点分析法15-17
• 1.4.2 有效能分析法17
• 1.4.3 数学规划法17-18
• 1.4.4 人工智能法18-19
• 1.4.5 分离单元与装置过程能量集成19-21
• 1.5 选题依据及研究内容21-23
• 2 蜡油加氢裂化装置流程模拟23-38
• 2.1 加氢裂化装置流程简述23-27
• 2.1.1 反应部分23-24
• 2.1.2 分馏及轻烃吸收部分24-27
• 2.2 加氢裂化装置的流程模拟27-34
• 2.2.1 基于Aspen Plus建立工艺模拟流程27-31
• 2.2.2 物性方法及单元模块的选择31-33
• 2.2.3 断裂流股及收敛方法的选择33-34
• 2.2.4 精馏塔塔板效率的确定34
• 2.3 模拟结果34-37
• 2.4 本章小结37-38
• 3 蜡油加氢裂化装置的有效能分析及换热网络夹点分析38-54
• 3.1 加氢裂化装置的有效能分析38-47
• 3.1.1 单元设备的有效能分析步骤38
• 3.1.2 机泵的有效能分析38-41
• 3.1.3 加热炉的有效能分析41-42
• 3.1.4 反应器的有效能分析42
• 3.1.5 塔设备的有效能分析42-45
• 3.1.6 冷热换热设备的有效能分析45-47
• 3.2 加氢裂化装置换热网络的夹点分析47-53
• 3.2.1 物流基础数据的提取47-49
• 3.2.2 最小传热温差的确定49-50
• 3.2.3 换热网络能量目标的确定50-51
• 3.2.4 现有换热网络节能潜力分析51-53
• 3.3 本章小结53-54
• 4 蜡油加氢裂化装置的节能优化54-75
• 4.1 基于夹点技术优化换热网络的基础54-55
• 4.1.1 基于夹点技术优化换热网络的基本步骤54
• 4.1.2 基于夹点技术设计换热网络的基本规则54-55
• 4.2 现有换热网络节能改造55-61
• 4.2.1 现有换热网络改造方案的确定55-58
• 4.2.2 改造方案流程模拟结果分析58-61
• 4.3 基于现有物流的最大热回收换热网络的设计61-69
• 4.3.1 夹点之上的物流匹配设计61-64
• 4.3.2 夹点之下的物流匹配设计64-66
• 4.3.3 最大热回收换热网络的完整设计及结果分析66-69
• 4.4 加氢裂化装置能量集成69-74
• 4.4.1 背景过程总组合曲线的确定69-72
• 4.4.2 精馏单元设备与工艺过程的能量集成72-74
• 4.5 本章小结74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况81-82
• 致谢82-83

【参考文献】

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本文编号：796014