天然氣化工一體化系統(tǒng)的能量梯級利用.pdf

1、天然氣化工一體化項目作為世界上規(guī)模大、產(chǎn)品鏈長、工藝構(gòu)成復(fù)雜程度高的項目之一，生產(chǎn)過程中節(jié)能潛力巨大，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的能量梯級利用及換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與綜合，提高能源利用率，對化工行業(yè)一體化具有突出的示范意義。
　　本論文圍繞這一主題，針對本天然氣化工一體化系統(tǒng)的能量梯級利用，開展了以下研究工作與創(chuàng)新：
　?、俨捎煤谙淠Ｐ蛯σ惑w化系統(tǒng)中的11套裝置在生產(chǎn)過程中的用能狀況進(jìn)行了粗略分析，結(jié)果表明：產(chǎn)生熱能的裝置有5套，分別為甲醇裝

2、置、甲醛裝置、合成氨裝置、硝酸裝置和乙炔裝置；需要外界提供熱能的裝置有6套，分別為PVC裝置、醋酸裝置、氯堿裝置、氯丁橡膠裝置、HYCO裝置和空分裝置。
　?、诟鶕?jù)工藝流程信息與文獻(xiàn)資料，利用AspenPlus軟件對甲醇、甲醛、乙炔等6套裝置進(jìn)行全流程模擬，得到了主要換熱單元的熱負(fù)荷以及進(jìn)出用能設(shè)備的物流信息。再根據(jù)用能一致性原則，將主要換熱設(shè)備和用能設(shè)備轉(zhuǎn)化為相當(dāng)?shù)睦淞鞴珊蜔崃鞴?。以甲醇裝置為例，采用夾點技術(shù)法，利用AspenE

3、nergyAnalyzer軟件對其冷、熱流股進(jìn)行匹配，得到了能耗最小的換熱網(wǎng)絡(luò)。對甲醇、甲醛、合成氨和PVC等4套裝置的換熱設(shè)備和用能設(shè)備所需或能提供的熱量品位進(jìn)行分析，根據(jù)經(jīng)驗方法和換熱網(wǎng)絡(luò)初步綜合，得到了滿足工藝要求的換熱方案。
　?、蹚暮暧^上對各裝置所需蒸汽及副產(chǎn)蒸汽的品位與用量進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：在本天然氣化工一體化項目的蒸汽系統(tǒng)中，具有較大節(jié)能潛力的裝置有甲醇、甲醛、乙炔等8套裝置。采用傳統(tǒng)的節(jié)流式減壓方案和引射式減壓

4、方案的總有效能損失分別為4.42×104MJ/h和3.90×104MJ/h，而采用背壓式汽輪機組進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)實現(xiàn)減壓的過程中，總有效能損失為1.14×104MJ/h，僅為節(jié)流減壓降溫過程的25.9％、引射式減壓過程的29.3%，大大提高了蒸汽系統(tǒng)的能源利用率，年發(fā)電量可達(dá)9.95×107kW·h，年收益可達(dá)4801萬元，設(shè)備總投資為4770萬元，總投資回收周期僅為1.12年。因此，采用熱電聯(lián)產(chǎn)方案能夠有效地克服減壓過程中能量的無償損失，