常減壓蒸餾裝置中換熱網(wǎng)絡(luò)的模擬優(yōu)化研究.pdf

1、21世紀(jì)，能源問題已成我國(guó)，甚至全世界所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。其中，作為不可再生的能源：煤、石油以及天然氣的貯備量愈加減少，消耗量卻在不斷增加。僅2014年一年，我國(guó)的原油消費(fèi)量就高達(dá)五億多噸，然而總產(chǎn)量?jī)H為耗量的五分之二左右。另外，由于我國(guó)長(zhǎng)期以來粗放型的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，使得整個(gè)石化行業(yè)的能耗量巨大。在原油的煉制過程中，常減壓蒸餾作為原油加工的第一道工藝，決定著原油加工品質(zhì)的高低，其裝置用能約占整個(gè)煉廠的四分之一。因此，常減壓蒸餾裝置的工藝水

2、平對(duì)與企業(yè)的節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)有重要意義。
　　目前，我國(guó)的煉化工業(yè)越來越注重裝置的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與優(yōu)化改造。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文擬使用Aspen plus模擬軟件對(duì)常減壓蒸餾裝置的工藝流程進(jìn)行模擬并對(duì)其換熱網(wǎng)絡(luò)加以優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此來實(shí)現(xiàn)化工過程全局用能優(yōu)化。
　　本次課題以惠州煉化常減壓裝置為研究對(duì)象。作為世界上第一座集中加工高含酸重質(zhì)海洋油的煉廠，惠州煉化具備許多石化企業(yè)所沒有的裝置特點(diǎn)與工藝特點(diǎn)。另外，該煉廠的原油加工量為

3、1200萬噸/年，巨大的加工量使得實(shí)際生產(chǎn)中的常減壓裝置操作設(shè)備繁多，連接復(fù)雜。在建模前期，通過繪制其工藝原則圖對(duì)實(shí)際流程進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊?guī)劃與調(diào)整，增加模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性。在模擬過程中，利用Aspen plus模擬軟件根據(jù)原油性質(zhì)、設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行模擬參數(shù)的設(shè)定以選用適當(dāng)?shù)奈镄苑椒˙K10，收斂算法WEGSTEIN，建立常減壓蒸餾裝置的操作模型。分別輸入相應(yīng)的工藝參數(shù)，對(duì)整個(gè)常減壓工藝流程進(jìn)行模擬。
　　隨后，提取出參與換熱過程的工藝流股和

4、公用工程流股的溫度、流量、熱量等操作數(shù)據(jù)，利用Aspen pinch模塊對(duì)其換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬。確定系統(tǒng)的夾點(diǎn)溫度，熱回收量以及公用工程耗量。另外，為了驗(yàn)證所取夾點(diǎn)溫差的正確性，取△Tmin為多個(gè)溫度值，分別計(jì)算換熱網(wǎng)絡(luò)在該傳熱溫差下的夾點(diǎn)溫度以及公用工程耗量。繪制換熱網(wǎng)絡(luò)的柵格圖，通過夾點(diǎn)計(jì)算可得實(shí)際換熱終溫與理論值有一定差距，從而該換熱網(wǎng)絡(luò)具有一定的改造潛力。根據(jù)夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)換熱系統(tǒng)的優(yōu)化理論，提出改造方案：將換熱網(wǎng)絡(luò)分為脫前原油、脫后