基于PROⅡ的常減壓裝置過程模擬及其換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化分析.pdf

1、能源是人類物質(zhì)活動(dòng)的基石。隨著世界人口的不斷增長(zhǎng)和工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，能源短缺問題將越來越嚴(yán)重，工業(yè)節(jié)能降耗已是大勢(shì)所趨。作為石油化工企業(yè)用能大戶的常減壓裝置，其能量消耗約占整個(gè)煉油廠所用能量的20％～30％。因此對(duì)常減壓裝置及其換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化分析有著重大意義。
　　 本文綜述了過程工業(yè)換熱網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，分別討論了換熱網(wǎng)絡(luò)綜合的三種基本方法：夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法、數(shù)學(xué)規(guī)劃法以及人工智能法。分別對(duì)這三種方法在發(fā)展過程中的研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)方法及其

2、取得的研究成果進(jìn)行了討論。并從工業(yè)應(yīng)用角度對(duì)不同的方法做了比較和評(píng)價(jià)。
　　 首先，以中國(guó)石油某煉油廠原油常減壓蒸餾裝置為研究對(duì)象，進(jìn)行了流程模擬及其換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化為研究?jī)?nèi)容，運(yùn)用流程模擬以及換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論，對(duì)常減壓蒸餾工藝進(jìn)行流程模擬，對(duì)其換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。主要工作如下：
　　 按照所研究的某常減壓裝置的流程現(xiàn)狀，本文應(yīng)用PROⅡ軟件對(duì)常減壓裝置的閃蒸塔、常壓塔和減壓塔進(jìn)行流程模擬計(jì)算。選擇模擬軟件自帶的煉油過程的單元

3、模塊和收斂方法，同時(shí)規(guī)定各塔的模擬模型和過程參數(shù)，對(duì)閃蒸塔、常壓塔和減壓塔逐個(gè)進(jìn)行模擬計(jì)算。流程模擬結(jié)果與標(biāo)定結(jié)果吻合良好，證實(shí)模型可靠，且模擬結(jié)果正確?？尚诺牧鞒棠M結(jié)果為流程優(yōu)化提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　 本文以某煉油廠常減壓裝置為工藝背景，用化工流程模擬軟件PROⅡ?qū)θb置進(jìn)行了模擬計(jì)算，確定了現(xiàn)場(chǎng)工況下各流體基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；然后，利用夾點(diǎn)技術(shù)分析整個(gè)系統(tǒng)的換熱網(wǎng)絡(luò)，確定了夾點(diǎn)位置并進(jìn)一步對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；
　　

4、根據(jù)夾點(diǎn)理論，在夾點(diǎn)上方引入冷卻公用工程、在夾點(diǎn)下方引入加熱公用工程以及存在穿越夾點(diǎn)的換熱流股，都會(huì)造成系統(tǒng)的加熱和冷卻公用工程的雙重?fù)p失。通過改善夾點(diǎn)附近的流股匹配，減少穿越夾點(diǎn)的熱流量，可以減少系統(tǒng)的公用工程消耗量。本文通過對(duì)用能狀況進(jìn)行全面分析，清楚裝置和系統(tǒng)的用能現(xiàn)狀，找到了換熱流程的“瓶頸”所在，并提出了解決問題的思路。
　　 最后，利用PROⅡ優(yōu)化技術(shù)，以全裝置凈收益為目標(biāo)函數(shù)，以進(jìn)料位置為優(yōu)化變量對(duì)常減壓蒸餾裝置進(jìn)