[精品]探讨流程模拟技术在常减压装置换热网络优化中的应用.doc

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1、探讨流程模拟技术在常减压装置换热网络优化中的应用探讨流程模拟技术在常减压装置换热网络优化中的应用摘要：常减压装置是石油加工的第一道工序，为了降低能量的消耗提高使用率，必须对换热网络进行适当地优化。而流程模拟技术通过计算机运算，对整个炼油过程的物料消耗和热能消耗等有精确的分析，有助于人们工作效率的提高和决策的科学性。[1]关键词：流程模拟技术常减压装置换热网络优化设计随着社会的发展进步，人们对资源的需求量越来越大，尤其是作为现代工业血液的石油，其使用效率的高低对一个石油企业而言，具有非常重耍的意义。而整个炼油过程在进行时，通过计算机技术模拟炼油和化工装置的操作，优化换热网络，再经过以达到合理地生

2、产、利用、输送和回收热能，达到降低企业能耗提高经济效益的目的。本文通过分析常减压装置换热网络中存在不足，探讨流程模拟技术在优化换热网络方面的作用。一、常减压装置、换热网络和流程模拟技术概述1.常减压装置的定义及作用常减压装置是常压蒸憾和减压蒸憾两个装置的总称，它主要包含原油脱水脱盐、常压情况下蒸馆和减压情况下的蒸憾三方面内容。因为原油是一种很复杂的能源，耍想获得高品质的成品油，必须将沸点不同的石油进行切割分馅，提炼出所需的燃料和二次加工装置的原料。2.换热网络的作用分析换热网络是回收利用中非常重耍的一个子系统。在进行炼油生产时，经常会遇到物流需耍加热和冷却的情况，由换热器、加热器、冷却器和联络

3、管线组成了一个换热网络，通过热量转换得到想要的温度条件,在这个过程中通过热流加热冷流，就达到了冷却和加热的目的，很好地实现了能量回收。3.流程模拟技术的分析流程模拟技术主耍包括模型建立和流程模拟两方面的内容，工作程序首先是运用过程模拟技术建立起流程模拟系统，接着对该系统进行分析和优化。它是过程系统中最基础的技术，此外需要一些计算机辅助设计软件的支撑,其中常用的有ASPENPLUS、PRO/IKChemCAD、HYSIM,前两者是使用次数最多的。[2]二、常减压装置换热网络存在的一些问题1・原油换热后终温很低以某石厂为例，2013年12月，其常减压装置的主原油经过了常规的三次换热和蒸锚后，对比原

4、油换热前后的温度发现，脱前原油经过换热后最终的温度只有11&4摄氏度，严重影响电脱盐工艺的进行；而脱后原油换热后的最终温度也只有225.1摄氏度，大大降低了初帼塔的拔出效率，使常压炉的工作量大大增加；而初底原油经过换热后最终温度也仅仅只有289.6摄氏度。2•中段回流取热效果差在换热的过程中，常二中的返塔温度比设计值高18.6摄氏度，减二中的返塔温度比设计值高15摄氏度，减三中的返塔温度比设计值高28摄氏度。由于返塔温度比设计的温度高出很多，中段回流取热的效果非常差，使得换热操作的难度增大，再加上换热装置的最终温度偏低，所以整个换热过程对资源造成很大的浪费。具体情况如下表所示：项目常二中减二中

5、减三中抽出温度/°C263.2243.1310.2返塔温度/°C215.6160.0255.0温差/°C47.683.155.2设计返塔温度/°C197145227三、流程模拟技术分析以及对换热网络问题的对策1.运用PRO/II软件对实际换热网进行建模将常减压装置的设计参数作为换热网络的运行条件，并结合换热器的结构参数以及冷热物流的设计数据，通过PRO/II软件实行换热网络的模拟，得出的结果与此前实际操作得出中段回流效果一致，因此必须对换热网络结构进行调整，不仅满足分啊塔的操作，同吋达到提升换热终温节约能量的目的。［3］2.夹点技术的使用效果夹点技术是在炼油过程能量综合技术的方法论，对换热网络

6、优化具有很好的效果。由于炼油过程中冷热物流的换热量和公用工程耗量的关系可以用温-焰即T-H图来表示，温-焙图是以温度T为纵轴，以热焙H为横轴。夹点技术可以用T-H图和问题表法来确定夹点的位置，用△Tmin来表示温差，用AH表示焙差，可以清楚地看出温度和热量的变化。［4］通过搜集原来换热网络的最小温差△Tmin是23摄氏度，然后利用PRO/II软件，结合常一中、减二中等参数进行夹点技术分析，得到了常减压装置原油换热网络冷、热物流的复合曲线，由此得知夹点温度为251.2摄氏度，并通过计算得到初底原油在理论上最高可以达到317.8摄氏度，原油冷热物流复合曲线如下图所示：通过确定夹点以及原油理论换热终

7、温后，便可构成换热网格图，这样就通过连线判断在哪些传热器的冷、热物流跨越了夹点，据此找出需要调整和改进的换热器，对换热网络进行合理地优化。[5]3•节能效益分析通过优化换热网络，初底原汕换热后的温度由(下转第页)(上接第页)之前的289.6摄氏度，直接提高到了309摄氏度，初底油流量是295.000t/h,在289.6到309之间的平均比热容3.186KJ/kg•K,这样就可以多回收的热量为AQr