SSOT装置的模拟与节能研究

【摘要】：SSOT（单段单程加氢裂化）装置采用一次通过催化剂固定床的单段加氢裂化工艺，反应过程需要在高温高压下完成，装置的能耗较高，换热网络及工艺的合理性均影响到该装置的能耗和经济性。因此应用夹点技术优化装置的换热网络，以及尝试改变工艺，对SSOT装置的优化、节能改造有着重要的现实意义。 首先，根据某SSOT装置提供的实际生产数据，以物料平衡和能量平衡等为基础，建立装置中的反应器、精馏塔、吸收塔和换热器的数学模型；针对流程中不同的物系选取GRASON和PENG-ROB状态方程法作为物性计算方法；应用序贯模块法对其进行全流程稳态模拟。将各个设备的模拟结果与实际操作值进行比较，平均相对误差均在5%以内，说明建立的模型与选取的物性计算方法准确可靠，能够为装置的进一步节能研究提供数据支持。 其次，基于模拟结果提取SSOT装置的物流数据，应用夹点技术计算得到换热网络的能量目标并进行最大热回收换热网络设计。基于最大热回收换热网络提出节能方案，对其进行模拟计算后分析装置能耗：冷公用工程可节省35.50%；热公用工程可节省35.48%。在尽量少地改动SSOT装置的前提下，应用夹点技术分析现有换热网络存在的不合理换热，基于现有换热网络提出节能方案，对其进行模拟计算后分析装置能耗：冷公用工程可节省20.85%；热公用工程可节省30.70%。 最后针对现有SSOT装置中冷高分分离工艺的缺点，将其改造为节能的热高分分离工艺。在确定该变化对后续产品分离系统不产生影响的前提下，提出热高分分离工艺所要增加设备的工艺操作参数。分析过程发生改变后SSOT装置的能耗，其中冷公用工程可节省30.74%，热公用工程可节省27.48%。 【关键词】：SSOT装置 模拟 夹点技术 换热网络 过程改变 节能
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TE624.43
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 符号说明10-12
• 前言12-13
• 1 文献综述13-24
• 1.1 过程系统模型化与稳态模拟13-14
• 1.1.1 过程系统模型化13
• 1.1.2 过程系统稳态模拟13-14
• 1.2 过程能量集成与换热网络综合14
• 1.2.1 过程能量集成14
• 1.2.2 换热网络综合14
• 1.3 技术节能14-21
• 1.3.1 化工过程系统节能15-19
• 1.3.2 工艺节能19-21
• 1.3.3 化工单元操作设备节能21
• 1.4 SSOT 装置工艺21-23
• 1.4.1 单段加氢裂化工艺22
• 1.4.2 单段加氢裂化工艺催化剂研究进展22-23
• 1.5 SSOT 装置节能研究23
• 1.6 主要研究内容23-24
• 2 SSOT 装置的全流程模拟24-49
• 2.1 SSOT 装置流程介绍24-29
• 2.1.1 反应部分24-25
• 2.1.2 气体脱硫部分25
• 2.1.3 生成油脱硫部分25
• 2.1.4 分馏部分25-29
• 2.2 SSOT 装置数学模型的建立29-41
• 2.2.1 反应器模型的建立29-31
• 2.2.2 吸收塔模型的建立31-36
• 2.2.3 精馏塔模型的建立36-39
• 2.2.4 换热器模型的建立39-40
• 2.2.5 稳态模拟方法40-41
• 2.3 模拟结果与分析41-48
• 2.3.1 反应器模拟结果与分析41-42
• 2.3.2 塔模拟结果与分析42-46
• 2.3.3 传热设备模拟结果与分析46-48
• 2.4 本章小结48-49
• 3 基于最大热回收换热网络的节能方案49-72
• 3.1 装置现有能耗分析49-51
• 3.1.1 装置现有换热网络49-50
• 3.1.2 装置现有能耗分析50-51
• 3.2 设计策略51
• 3.3 物流数据提取51-54
• 3.4 能量目标确定54-57
• 3.4.1 △Tmin的选取及位移温度的确定54-55
• 3.4.2 能量目标确定55-57
• 3.5 最大热回收换热网络设计57-65
• 3.5.1 夹点以上 MER 设计57-59
• 3.5.2 夹点以下 MER 设计59-65
• 3.5.3 最大热回收网络可行性分析65
• 3.6 基于最大热回收换热网络的节能方案65-70
• 3.6.1 节能方案65-69
• 3.6.2 节能方案换热网络模拟69-70
• 3.7 本章小结70-72
• 4 基于现有换热网络的节能研究72-80
• 4.1 改造策略72
• 4.2 SSOT 装置现有换热网络分析72-74
• 4.3 基于现有换热网络的节能方案74-78
• 4.3.1 节能方案74-77
• 4.3.2 节能方案换热网络模拟77-78
• 4.4 本章小结78-80
• 5 反应流出物分离系统流程改变节能80-91
• 5.1 反应流出物分离系统流程改变80-85
• 5.1.1 SSOT 装置中气液分离流程及特点80
• 5.1.2 气液分离系统改变80-85
• 5.1.3 后续产品分离系统相应的改变85
• 5.2 改变后装置用能分析85-86
• 5.3 改变后装置能量目标确定86-89
• 5.3.1 物流数据提取86-88
• 5.3.2 能量目标的确定88-89
• 5.4 本章小结89-91
• 结论91-93
• 参考文献93-97
• 致谢97-98
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录98-99

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