自热再生技术在原油蒸馏装置中的应用研究

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1、硕士学位论文自热再生技术在原油蒸馏装置中的应用研究THEAPPLICATIONOFSELF-HEATRECUPERATIONTECHNOLOGYINCRUDEOILDISITILLATIONUNITS陈昱珍哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TE09学校代码：10213国际图书分类号：621.8密级：公开工程硕士学位论文自热再生技术在原油蒸馏装置中的应用研究硕士研究生：陈昱珍导师：王庆超教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifi

2、edIndex:TE09U.D.C:621.8DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringTHEAPPLICATIONOFSELF-HEATRECUPERATIONTECHNOLOGYINCRUDEOILDISTILLATIONUNITSCandidate：ChenYuzhenSupervisor：Prof.WangQingchaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffi

3、liation：SchoolofEnergyScienceandEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着社会经济的不断发展和人类居住环境的不断恶化，人们越来越重视能源问题和环境问题。环境又与能源息息相关，有许多环境问题是由于能源的不合理利用造成的，所以要从根本上解决能源问题，除了寻找和开发新能源，节能减排就成为目前最直接有效的重要举措。纵观现全球能

4、源格局，石化行业可谓是主要耗能行业之一，石油作为不可再生资源被急剧消耗，炼油排放的温室气体给环境也造成了巨大的压力。而目前国内的炼油厂平均能耗水平与国际存在较大的差距，一直具有能耗普遍偏高的现象。其中，原油蒸馏过程作为炼油厂必不可少的第一道工序，同时也是用能大户，主要的能量消耗和气体排放都发生在原油蒸馏过程的加热炉中，所以为了我国石化行业系统能量的优化，针对原油蒸馏过程节能减排的研究具有十分重要的意义。为了实现上述目的，本文选择了近年由日本东京大学Kansha教授等人自主研发的节能技术——自热再生技术（Self-HeatRe

5、cuperationTechnology）进行研究，并应用于原油蒸馏过程的节能设计。因为该技术特点就是通过使用压缩机和换热器，过程的热在过程内循环，无需额外的热源，这一特点十分适用于加热炉能耗过高的原油蒸馏过程，之后对该技术应用于原油蒸馏过程展开更为深入的研究，对实际的炼厂和后续的节能改造研究提供参考价值和借鉴意义。本文主要研究内容包括以下几个方面：一、首先针对自热再生技术的原型进行阐述，然后采用传统㶲分析法和新兴的分析方法进行节能原理分析，并对比两种分析方法的不同之处，深刻理解了自热再生技术的节能关键在于不可逆性的减小。二

6、、描述原油蒸馏工艺流程，首先建立传统原油蒸馏过程的简化模型用作改造的基础模型。其次根据真实炼厂情况，建立热回收原油蒸馏模型用于对比。最后由于传统原油蒸馏模型侧线多，流股复杂，为更好发挥自热再生技术的特点，将传统原油蒸馏模型进行等价拆分，拆分为2大模块分别为预闪蒸塔模块和常压塔模块，其中常压塔模块沿汽提塔拆分为串联的4个简单塔，再分别独立进行自热再生设计，如此建立好自热再生原油蒸馏模型。三、确定出自热再生原油蒸馏过程各个模块所需的最小压比，最终仿真得到三种不同过程的模拟结果进行对比分析。结果显示自热再生技术节能效果显著，对比传

7、统过程和热回收过程分别可以节省83%和69%以上的能耗，即使考虑了发电效率，也能分别实现每年节省近十万和两万吨的标准煤，可以减少大-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文量的CO2排放。随后对模型当中的重要参数如最小换热温差、压缩机等熵效率进行灵敏度分析。最后对自热再生原油蒸馏过程进行经济性分析，发现压缩机的装置成本及维护费用高昂，虽然燃料的节省使运行成本下降，但考虑到炼厂前期投资成本的回收，自热再生技术的工业应用仍需要更进一步的考虑和权衡。关键词：自热再生；原油蒸馏；过程设计；节能-II-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文Abst

8、ractWiththecontinuousdevelopmentofsocialeconomyandtheworseningofhumanlivingenvironment,peoplearepayingmoreandmoreattentiontotheenergyproblemsande