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甲酰胺生产换热网络的节能优化(下)

所属分类:研发中心    发布时间: 2019-12-30    作者:admin
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2017年夹点技术优化改造蜡油加氢裂化装置换热网络及有效能分析

大连理工大学精细化工国家重点实验室,膜科学与技术研究开发中心,辽宁 大连 116024;2中国石化抚顺 石油化工研究院,辽宁 抚顺 113001;3北京沃利帕森工程技术有限公司,北京 100015)

摘要:针对某炼厂 150 万吨蜡油加氢裂化装置,采用单段串联+冷高分+常压塔+减压塔+轻烃吸收塔工艺流程, 基于生产数据利用 Aspen Plus 软件对装置中反应部分和分离部分的各个单元模块进行模拟,通过参数的调整, 使得模拟结果与标定数据达到很好的吻合,进而获得各个流股的热力学参数。结合夹点技术对其换热网络进行能效分析,进而找到该工艺流程中的用能“瓶颈”,在不改变装置主要设备的前提下,对现有换热网络调优并模 拟计算得到节能方案,同时利用有效能分析方法对改造前后换热网络进行用能评价。调优后,热公用工程用量 为 25709kW,相比原工艺流程节约了 42.20%,冷公用工程用量为 29863kW,相比原工艺流程节约了 38.50%; 总体来看改造方案相比原工艺流程节约了 17.19kgEO/t 的能耗。换热网络的总?损失也由原来的 13530kW 降低 到 8477kW,总?损失降低了 37.35%。

对环氧丙烷工 艺系统在正常工况下提取数据(我们采用设计参数),利用 Aspen plus 软件对 换热网络中换热节点的换热设备进行模拟,以校正所取数据,并计算出换热节点热负荷。例如:所取的换热设备为精制塔 釜液冷凝器,热物流为精制塔釜液(RESIDUEI-O),冷物 流为循环冷却水(WCSIN-OUT),利用 Aspen plus 软件建 模,采用 Heater 换热模型。

输入量为热物流 组成成分(H2O, C3H6Cl2, C3H7ClO) 及其质量分率,进出 口温度 348.4 和 301.4 K,流量 0.625 t/h,热物流汽化分 率等;冷物流组成成分(H2O)、进出口温度 299.1 和 304.6 K、冷物流汽化分率等。物性方法选择基于非随机两相 液体模型和 RK 方程的 NRTL-RK 方法,模拟得到冷物流流量为 0.0304 t/h,模拟结果与实测值(设计参数)基本一致,热负 荷为20.63 kW。对换热网络中的每个换热节点的换热设备 分别进行模拟校正,模拟结果与实测值的平均误差为 0.75%,表明提取的物流数据的准确性和应用 Aspen plus 软件的可行性。

以 3.5Mt/a 常减压装置的标定报告为基础数据 (见表 2),利用 Aspen Plus 软件建立稳态模型,通过 各侧线馏程数据及塔盘温度分布,验证所建模型与实际操作参数吻合程度较高(见表 3),较好的反映 了装置目前实际运行状况,可用于下步优化工作。

延迟焦化装置现有换热网络含 有9台换热器(E201~E209), 3台冷却器(Cooler) 和1台加热炉(Heater,冷物流C1和C2共用1台 加热 炉),还 有 2 台 蒸 汽 发 生 器 (ER203 和 ER209)。延迟焦化装置原料(C1)从110 ℃进入 换热网络加热,实际换热终温达到了303 ℃。喷 气燃料加氢装置现有换热网络含有4台换热器 ( E301~E304), 3台冷却器(Cooler)和2台加热炉 (Heater)。喷气燃料加氢装置原料油(C5)和循环氢气(C6)分别从45 ℃、50 ℃进入换热网络加热, 分别达到了166℃和188℃。然后原料油、循环氢 气和新鲜氢气混合组成混合进料(C7)从164 ℃进入换热网络加热到216 ℃(实际换热终温),再进 入加热炉加热。

借助 Aspen plus 软件实现原油换热网络的稳态流程模拟,模拟结果中原油初始温度为 55 ℃, 与常顶油气换热后的温度为 65 . 8 ℃,入初馏塔前的 温度为 160. 2 ℃。现场运行数据: 原油初始温度为 55 ℃,与常顶油气换热后的温度为 66 . 4 ℃,入初馏 塔前的温度为 161. 7 ℃。可以看出,模拟结果与实 际数据基本一致,稳态模拟符合现场实际工况。