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常减压装置详细模拟分析及用能优化

作　者: 丁雯婧
导　师: 李青松；郑海
学　校: 中国石油大学
专　业: 化学工程
关键词: 常减压蒸馏 Aspen Plus 换热器能耗优化
分类号: TE624.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

石油炼制工业是我国国民经济支柱产业之一,是提供能源,尤其是交通运输燃料和有机化工原料的重要部门,常减压蒸馏在炼油加工总流程中具有重要作用,常被称之为“龙头”装置,它为二次加工装置提供原料,并直接提供部分油品。但是,原油蒸馏装置是炼厂中的耗能大户,占炼油总能耗的25% ~ 30%,因此,优化常减压蒸馏装置流程,降低炼油过程能耗,对于我国炼油企业降本增效、提高市场竞争力、实现可持续发展具有重要的意义。本文围绕此主题,开展如下研究工作:以某套常减压装置为研究目标,使用流程模拟软件Aspen Plus对装置流程进行模拟计算。由于原油的组成成分极其复杂,因此使用原油实沸点蒸馏数据作为全装置进料的性质输入软件,然后选择适合本流程模拟的物性方法和单元模块,规定各塔的模拟模型和过程参数;同时,使用Aspen Exchanger Design & Rating软件对常减压装置中能量利用关键设备之一的换热器进行模拟,此软件利用与Aspen Plus软件的接口,获取物流性质数据,在模拟过程中综合考虑换热器的几何尺寸、污垢热阻等参数,并可以及时的将模拟结果返回Aspen Plus。通过对比模拟结果与装置的实际数据可以看出:模拟结果与现场测量数据基本一致,说明模拟计算过程中所选用的模型及参数设置准确。通过对模拟数据进行分析可以得到现场测量难于得到的中间结果,为流程优化提供了坚实的基础。在流程模拟的基础上,根据用能三环节模式,对本装置能量转换环节、工艺利用环节、能量回收环节的用能进行计算,进一步汇总得到全装置能量平衡和?平衡表,绘制全装置能流图和流图。结果表明:本装置能量转换效率较高(83.59%),但?的转换率较低(50.75%),转换环节中排烟损失占总损失的比例过高,达到70.33%,回收环节中能量和的回收率均较低,分别为59.35%和41.13%,表示有较多部分热量没有利用起来。最后,根据常减压装置的流程模拟结果,参考对过程用能三环节的分析,提出若干装置的优化改进方案,并对各方案的最终效果进行横向对比。对比结果显示各方案均可达到一定节能降耗的目的,对实际生产操作具有指导意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-27
  1.1 引言  10-11
  1.2 原油常减压蒸馏工艺概述  11-15
    1.2.1 原油蒸馏在炼油工业中的地位  11
    1.2.2 原油蒸馏过程的特点  11-12
    1.2.3 原油蒸馏工艺简介  12-14
    1.2.4 常减压蒸馏技术的应用现状和发展方向  14-15
  1.3 化工过程模拟技术概述  15-18
    1.3.1 化工过程模拟技术简介  15
    1.3.2 化工过程模拟技术的发展与研究现状  15-16
    1.3.3 模拟优化的意义  16
    1.3.4 化工过程模拟软件介绍  16-18
  1.4 常减压装置用能概述  18-25
    1.4.1 常减压装置的用能状况  18
    1.4.2 常减压装置节能措施  18-20
    1.4.3 常减压装置用能分析方法  20-25
  1.5 本课题的研究内容和方案  25-27
    1.5.1 本课题研究的主要内容和重点  25
    1.5.2 技术方案的分析和选择  25-26
    1.5.3 预期能够达到的研究目标  26-27
第二章流程模拟及换热设备的直接模拟  27-47
  2.1 装置概况  27-32
    2.1.1 流程简介  27-29
    2.1.2 装置基准工况  29-32
  2.2 常减压装置流程的模拟  32-41
    2.2.1 基础数据  32-33
    2.2.2 模拟过程  33-36
    2.2.3 模拟结果的对比与分析  36-41
  2.3 换热设备的直接模拟  41-46
    2.3.1 模拟方法  41-42
    2.3.2 换热器的模拟  42-46
    2.3.3 小结  46
  2.4 本章小结  46-47
第三章装置用能分析  47-65
  3.1 用能三环节的具体内容  47-48
    3.1.1 能量的工艺利用环节  47
    3.1.2 能量的回收环节  47
    3.1.3 能量的转换和传输环节  47-48
  3.2 能量平衡和(?)平衡计算项目  48-59
    3.2.1 能量平衡计算项目  48-52
    3.2.2 (?)平衡计算项目  52-59
  3.3 能量平衡和?平衡计算结果  59-62
  3.4 能流图和(?)流图的绘制  62-64
  3.5 本章小结  64-65
第四章装置优化及对比分析  65-81
  4.1 操作参数的优化  65-67
    4.1.1 装置物平及其对能耗的影响  65
    4.1.2 装置物平的优化  65
    4.1.3 操作参数优化节能效果分析  65-67
  4.2 换热网络的优化  67-71
    4.2.1 换热网络优化的基本原理  67-68
    4.2.2 优化换热网络  68-69
    4.2.3 换热网络的优化效果分析  69-71
  4.3 工艺流程的优化  71-80
    4.3.1 工艺流程的优化  71-73
    4.3.2 装置流程优化效果分析  73-80
  4.4 本章小结  80-81
结论  81-83
参考文献  83-86
致谢  86

常减压装置详细模拟分析及用能优化

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