原油梯级蒸馏节能技术及换热网络的优化

【摘要】：原油常减压蒸馏装置的加工能力和综合能耗是衡量一个炼油企业工艺技术水平的主要标志。目前常减压蒸馏流程工艺成熟、改造优化空间小,生产中存在的主要问题是原油加工能耗高。本文主要针对我国常减压蒸馏过程能耗较高的现状,在综合研究分析国内外先进理论和技术的基础上,研究开发较为优化的梯级蒸馏工艺,以期能够为炼油工业中新厂的建设和老厂的改造提供借鉴性建议。 首先应用大型稳态化工流程模拟软件PRO/Ⅱ对常减压蒸馏常规三塔流程的操作条件进行优化,以便对比;然后分别设计了常减压梯级蒸馏工艺四塔、五塔和六塔流程,即采用梯级加热和梯级减压的方法汽化原油,及时将汽化后的物料分离,减少了加热和冷却的不可逆程度,从而实现节能的目的。应用ASPEN PINCH软件对四个流程进行夹点的计算,根据夹点技术的可行性规则和经验规则对四个流程进行了换热网络的设计和优化,最后对各个流程提出了低温余热的利用和回收途径。 在相同的处理量和总拔出率下,对各个流程进行能耗的计算和对比。梯级四塔与常规三塔能耗相当;梯级五塔则在热量输入方面较三塔大幅度降低,而可回收的低温热虽然没有三塔多,但全装置的单位综合能耗较三塔降低10.5%;梯级六塔热输入与常规三塔相当,但可回收的低温热较少,造成单位综合能耗较三塔高。对常规三塔、梯级四塔和梯级五塔流程进行了简单的技术经济分析。梯级四塔年均净利润较三塔低,投资回收期也较三塔长;而梯级五塔流程年均净利润较三塔高,投资回收期与三塔相当。由此可看出,梯级蒸馏五塔流程是较优的。 因此,如利用常减压梯级蒸馏节能技术进行新装置设计,则可减小主体设备规模,但经济效益并不显著。而对旧的常减压装置进行改造,主体设备基本可利旧不变或移位使用,设备利旧率高,显著提高装置的原油加工能力,设备投资小,施工周期短,节能效果相当可观,经济效益也会有明显增加。 【关键词】：梯级蒸馏 流程模拟 换热网络 能耗 技术经济分析
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TE624.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 文献综述9-26
• 1.1 课题的背景和意义9-10
• 1.2 原油的常减压蒸馏工艺10-17
• 1.2.1 常减压蒸馏工艺10-12
• 1.2.2 常减压蒸馏过程节能降耗12-16
• 1.2.3 常减压蒸馏技术的进展16-17
• 1.3 换热网络的综合17-24
• 1.3.1 换热网络综合的研究目标18-19
• 1.3.2 换热网络综合的方法19-21
• 1.3.3 夹点技术21-24
• 1.4 流程模拟技术24-25
• 1.5 本文的研究内容25-26
• 第二章 常减压装置现场工况的模拟与分析26-39
• 2.1 常减压蒸馏过程模拟模型的建立26-31
• 2.1.1 现场工况背景26-29
• 2.1.2 模拟模型的建立29-31
• 2.2 常减压装置现场工况的流程模拟31-37
• 2.2.1 主要工艺参数31-33
• 2.2.2 模拟计算结果33-37
• 2.3 模拟结果分析37-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 常减压装置梯级蒸馏节能技术39-61
• 3.1 常减压蒸馏常规三塔优化流程41-45
• 3.1.1 流程描述41
• 3.1.2 主要工艺参数41-42
• 3.1.3 模拟优化结果42-45
• 3.1.4 结果讨论45
• 3.2 梯级蒸馏节能四塔流程45-50
• 3.2.1 流程描述46
• 3.2.2 主要工艺参数46-47
• 3.2.3 模拟优化结果47-50
• 3.2.4 结果讨论50
• 3.3 梯级蒸馏节能五塔流程50-55
• 3.3.1 流程描述50-51
• 3.3.2 主要工艺参数51-52
• 3.3.3 模拟优化结果52-54
• 3.3.4 结果讨论54-55
• 3.4 梯级蒸馏节能六塔流程55-59
• 3.4.1 流程描述55
• 3.4.2 主要工艺参数55-56
• 3.4.3 模拟优化结果56-58
• 3.4.4 结果讨论58-59
• 3.5 本章小结59-61
• 第四章 换热网络的优化61-77
• 4.1 常规三塔流程换热网络的优化设计61-67
• 4.1.1 主要工艺参数62
• 4.1.2 夹点技术分析62-63
• 4.1.3 换热网络设计方案63-65
• 4.1.4 低温余热回收利用情况65-67
• 4.2 梯级蒸馏流程换热网络的优化设计67-76
• 4.2.1 梯级四塔流程换热网络的设计结果67-70
• 4.2.2 梯级五塔流程换热网络的设计结果70-73
• 4.2.3 梯级六塔流程换热网络的设计结果73-76
• 4.3 本章小结76-77
• 第五章 梯级蒸馏节能技术的能耗及经济评价77-95
• 5.1 装置能耗比较77-84
• 5.1.1 各装置能耗的计算77-83
• 5.1.2 各装置能耗的比较83-84
• 5.2 技术经济分析84-95
• 5.2.1 投资估算84-85
• 5.2.2 经济评价85-95
• 第六章 结论与展望95-97
• 6.1 结论95-96
• 6.2 展望96-97
• 参考文献97-102
• 发表论文和参加科研情况说明102-103
• 致谢103

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