奔跑吧!青春(山東京博實(shí)習(xí)報(bào)告)

煉化四車間課題研究報(bào)告團(tuán)隊(duì)：奔跑吧！青春口號(hào)：以知識(shí)改進(jìn)技術(shù)，用夢(mèng)想創(chuàng)造未來(lái)。組員：祝偉康王海斌陳誠(chéng)靳朝卉高峰鄭永光當(dāng)前1頁(yè)，總共53頁(yè)。當(dāng)前2頁(yè)，總共53頁(yè)。奔跑吧！青春提高石腦油、柴油收率分布加熱爐現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化制氫中變反應(yīng)后熱量?jī)?yōu)化當(dāng)前3頁(yè)，總共53頁(yè)。研究石腦油、柴油收率分布報(bào)告匯報(bào)人：靳朝卉團(tuán)隊(duì)：奔跑吧！青春當(dāng)前4頁(yè)，總共53頁(yè)。課題任務(wù)提高石油資源利用率，提高汽柴油燃料的整體質(zhì)量水平。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品調(diào)合最優(yōu)化和產(chǎn)品價(jià)值最大化。用Aspen模擬分離流程，提高石腦油與柴油分布。高硫、高芳烴、低十六烷值催化柴油高辛烷值汽油調(diào)合組分高芳潛化工石腦油低硫柴油調(diào)合組分或提高石腦油產(chǎn)率當(dāng)前5頁(yè)，總共53頁(yè)。影響因素分析提高生產(chǎn)產(chǎn)率改善分離效果當(dāng)前6頁(yè)，總共53頁(yè)。影響因素分析優(yōu)化反應(yīng)溫度壓力改善催化劑性能活性選擇性當(dāng)前7頁(yè)，總共53頁(yè)。影響因素分析提高生產(chǎn)產(chǎn)率改善分離效果當(dāng)前8頁(yè)，總共53頁(yè)。影響因素分析用Aspen模擬出分離流程模擬分餾塔最佳回流比模擬分餾塔最佳回流溫度模擬低分油最佳進(jìn)料溫度模擬分餾塔最優(yōu)塔頂壓力當(dāng)前9頁(yè)，總共53頁(yè)。Aspen模擬分離流程當(dāng)前10頁(yè)，總共53頁(yè)。Aspen模擬分離流程組分輸入物性方法初步模擬結(jié)果當(dāng)前11頁(yè)，總共53頁(yè)。Aspen模擬最佳回流比C11和C12作為石腦油和柴油的分割線。

在分餾塔溫度、壓力都保持不變，并且其他條件不變的情況下，通過(guò)改變分餾塔的回流比，得到了一系列的回流比和石腦油中C12含量的數(shù)據(jù)。如下圖：C12含量<0.1%最佳回流比為0.786(使C12含量低于10Kg/h，即百分含量<0.05%）圖1C12含量與回流比關(guān)系圖當(dāng)前12頁(yè)，總共53頁(yè)。Aspen模擬回流溫度圖2C12含量與回流溫度關(guān)系圖

由圖可以看出：隨著回流溫度的變化，C12含量與回流溫度的變化曲線成一條直線。說(shuō)明C12含量與回流溫度關(guān)系不大。當(dāng)前13頁(yè)，總共53頁(yè)。Aspen模擬最佳進(jìn)料溫度圖3C12含量與進(jìn)料溫度關(guān)系曲線圖C12含量=10Kg/h百分含量<0.05%隨著進(jìn)料溫度的提高，石腦油中C12含量逐漸升高。

當(dāng)C12含量為10Kg/h時(shí)，此時(shí)石腦油產(chǎn)量最大，分離塔最高進(jìn)料溫度為221度。當(dāng)前14頁(yè)，總共53頁(yè)。Aspen模擬最佳塔頂壓力圖4C12含量與塔頂壓力的關(guān)系隨著塔頂壓力的降低，石腦油中C12含量逐漸提高。

當(dāng)C12含量為10Kg/h時(shí)，此時(shí)石腦油在符合標(biāo)準(zhǔn)的條件下產(chǎn)量最大，最低塔頂壓力為0.95bar。當(dāng)前15頁(yè)，總共53頁(yè)。課題進(jìn)行中的困難找不到組分Aspen模擬不通過(guò)分餾塔干板汽提塔短路物性方法不對(duì)不收斂物料不平衡模型不適用三相分離……當(dāng)前16頁(yè)，總共53頁(yè)。加熱爐現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化的研究匯報(bào)人：祝偉康王海斌團(tuán)隊(duì)：奔跑吧！青春煉化四車間當(dāng)前17頁(yè)，總共53頁(yè)。計(jì)算任務(wù)提高熱效率&降低燃料量降低加熱爐的熱損失降低轉(zhuǎn)化過(guò)程的需熱量當(dāng)前18頁(yè)，總共53頁(yè)。計(jì)算原理總給熱產(chǎn)汽吸熱反應(yīng)總吸熱轉(zhuǎn)化爐煙氣帶走熱散熱損失當(dāng)前19頁(yè)，總共53頁(yè)。計(jì)算原理改變?cè)蠚獾慕M成計(jì)算所需熱量分析不同原料氣組成對(duì)應(yīng)的流量和熱量變化降低轉(zhuǎn)化過(guò)程的需熱量根據(jù)能量守恒原理計(jì)算轉(zhuǎn)化所需的熱量獲得原料氣/轉(zhuǎn)化氣的組分和溫度當(dāng)前20頁(yè)，總共53頁(yè)。計(jì)算原理通過(guò)分析燃料氣組成確定理論需氧量確定最佳空氣用量，計(jì)算熱效率降低熱損失計(jì)算現(xiàn)在工況下的熱效率獲得煙氣組成、燃料氣組成、流量、各股物流的溫度與現(xiàn)在工況下的熱效率比較當(dāng)前21頁(yè)，總共53頁(yè)。降低需熱量原料氣成分?jǐn)?shù)據(jù)焦化干氣催化干氣組成百分含量組成百分含量甲烷48.000甲烷28.200乙烷22.600乙烷25.900丙烷3.500丙烷1.000氫氣24.300氫氣43.730丁烷1.300丁烷1.070碳五0.300碳五0.100總計(jì)100總計(jì)100組成數(shù)據(jù)原料氣干氣流量9000Nm3/h水蒸氣流量20.08t/h壓力2.71MPa溫度500℃產(chǎn)物

流量36000Nm3/h壓力2.6MPa溫度790.4℃溫度、流量、壓力當(dāng)前22頁(yè)，總共53頁(yè)。降低需熱量反應(yīng)需熱

全部用焦化干氣制氫

原料產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓

百分含量摩爾數(shù)/Kmol燃燒焓值MJ/h百分含量摩爾數(shù)/Kmol燃燒焓值MJ/hkJ/mol甲烷48.0160.5142925.74.567.059648.4890.31乙烷22.675.6117903.70.00.00.01559.88丙烷3.511.725987.40.00.00.02220.07氫氣24.381.321032.975.21119.6289752.7258.8丁烷1.34.312273.30.00.00.02822.87碳五0.31.03548.00.00.00.03536.15二氧化碳0.00.00.09.0134.00.00一氧化碳0.00.00.011.3168.247606.3282.97水蒸氣0.01476.920.0-1040.70.00.0總計(jì)100.0334.4323671.1100.0397007.4

反應(yīng)熱7.33E+04MJ/h7.33E+07KJ/h

當(dāng)前23頁(yè)，總共53頁(yè)。降低需熱量溫度變化的顯熱

全部用焦化干氣制氫

原料產(chǎn)物熱容分子量g/mol

摩爾數(shù)/Kmol溫差/K熱量MJ摩爾數(shù)/Kmol溫差/K熱量MJJ/(g*K)甲烷160.53475.004500.8267.00765.403026.743.6916乙烷75.59475.003656.710.00765.400.003.4030丙烷11.71475.00816.390.00765.400.003.3444氫氣81.27475.001145.761119.60765.4025434.0514.842丁烷4.35475.00434.810.00765.400.003.6358碳五1.00475.00118.430.00765.400.003.5071二氧化碳0.00475.000.00133.99765.403790.600.8444一氧化碳0.00475.000.00168.24765.403749.761.0428水蒸氣1476.92475.0028285.981040.69765.4032116.752.2418合計(jì)

原料總熱3.90E+04MJ/h產(chǎn)物總熱6.81E+04總顯熱2.92E+04當(dāng)前24頁(yè)，總共53頁(yè)。降低燃料量反應(yīng)物總需熱量

全部用焦化干氣制氫當(dāng)前25頁(yè)，總共53頁(yè)。降低燃料量反應(yīng)物總需熱量

全部用催化干氣制氫

全部用焦化干氣制氫當(dāng)前26頁(yè)，總共53頁(yè)。降低燃料量反應(yīng)物總需熱量不同原料氣配比下原料氣流量與能耗的關(guān)系當(dāng)前27頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率解吸氣流量（Nm3/h）9000物質(zhì)組成生成焓（kJ/mol）氫氣0.4520一氧化碳0.101-106.887甲烷0.157-70.553二氧化碳0.29-388.902總計(jì)10燃料氣流量（Nm3/h）2000物質(zhì)含量%生成焓（kJ/mol）氫氣0.3630一氧化碳0.03-106.887甲烷0.288-70.553乙烷0.173-78.2525乙烯0.14662.519

1

燃料氣組成及流量數(shù)據(jù)當(dāng)前28頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率求取實(shí)際空氣用量和煙氣用量煙氣組成二氧化碳：13.4%氮?dú)猓?1.6%氧氣:5%空氣組成氧氣:21% 氮?dú)?79%燃料氣組成和流量已知數(shù)據(jù)：待求數(shù)據(jù)：

當(dāng)前29頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率求取實(shí)際空氣用量和煙氣用量+空氣中的O原子量燃料中的O原子的量煙氣中的O原子的量=空氣中的N原子量煙氣中的N原子的量=當(dāng)前30頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率求取實(shí)際空氣用量和煙氣用量

目前工況下的空氣流量：55364.36Nm3/h燃燒后的干煙氣量：53600.29577Nm3/h煙氣中的水蒸氣流量：10394Nm3/h當(dāng)前31頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率當(dāng)前工況下的熱效率總散失的熱量：18746MJ/h

當(dāng)前32頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率我們發(fā)現(xiàn)，在煙氣里氧氣含量一般在5%左右，煙氣中氧氣含量多，即一定燃料氣的情況下，通入的空氣量多，這會(huì)造成煙氣帶走的熱量過(guò)多。因此，我們希望通過(guò)計(jì)算理論需氧量，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)過(guò)?？諝庀禂?shù)，求得空氣用量，通過(guò)降低空氣用量來(lái)提高轉(zhuǎn)化爐熱效率。提高熱效率的思路當(dāng)前33頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率求取理論需氧量

因此可以根據(jù)反應(yīng)前后原子的質(zhì)量守恒定律來(lái)確定理論空氣用量。當(dāng)前34頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率求取理論需氧量CHO原料氣305.5928276.3+x煙氣305.59281075燃燒前后原子平衡表：理論需氧量=(1075-276.3)/2=399.35kmol/h=8946.5Nm3/h

過(guò)剩空氣系數(shù)=1.2實(shí)際空氣用量=8946.5*1.2/0.21=51122.86Nm3/h煙氣中氧氣含量=2.8%煙氣的組成：二氧化碳：14.7%氧氣：2.8%氮?dú)?2.5%當(dāng)前35頁(yè)，總共53頁(yè)。提高加熱爐熱效率改造后熱效率計(jì)算由能量守恒原理，計(jì)算加熱爐熱效率，計(jì)算方法如第一個(gè)標(biāo)題相似。結(jié)果下：

當(dāng)前36頁(yè)，總共53頁(yè)。小結(jié)通過(guò)計(jì)算我們發(fā)現(xiàn)，可以適當(dāng)降低空氣用量，來(lái)提高轉(zhuǎn)化爐熱效率：改進(jìn)前改進(jìn)后空氣量Nm3/h55364.3651122.86煙氣量Nm3/h53600.3049013.42煙氣中的氧含量%5.03.6總熱損失MJ/h1874612410熱效率%當(dāng)前37頁(yè)，總共53頁(yè)?？偨Y(jié)通過(guò)以上兩方面分析，我們得出結(jié)論：催化干氣制氫耗能較低。當(dāng)生產(chǎn)相同量的氫氣（25000Nm3/h）時(shí)，全部使用焦化化干氣比全部使用催化干氣節(jié)省燃料約20%；適當(dāng)降低空氣用量可以提高爐子熱效率。通入的空氣量從55364.36Nm3/h降到51122.86Nm3/h時(shí)，爐子熱效率可以提高到93.1%，并且滿足理論空氣需求。當(dāng)前38頁(yè)，總共53頁(yè)。制氫中變反應(yīng)后熱量?jī)?yōu)化人員：高峰

鄭永光當(dāng)前39頁(yè)，總共53頁(yè)。一、基本介紹課題介紹：中變氣經(jīng)鍋爐上水換熱后，溫度仍在145-155℃左右，熱量較大，給除氧器取熱后仍有較多熱量，需要循環(huán)水降溫，造成熱量使用不充分，如何優(yōu)化換熱流程，將溫度降至120-130℃，進(jìn)行裝置熱能優(yōu)化。注：由于經(jīng)取熱后的中變氣由空冷與循環(huán)水降溫至38

℃，所以我們考慮的取熱范圍是150—38

℃！當(dāng)前40頁(yè)，總共53頁(yè)。110-115℃145-155℃<40常溫，0.9MP，29.6t/h0.145MP熟悉工藝流程并獲取相應(yīng)實(shí)際數(shù)據(jù)當(dāng)前41頁(yè)，總共53頁(yè)。由Aspen模擬獲取無(wú)法提供的實(shí)際數(shù)據(jù)物流號(hào)溫度℃壓力Mpa流量kg/h組成

CO%CO2%H2O%H2%CH4%1152.62.45019241.5449.631.610.74.22116.02.45019241.5449.631.610.74.2325.00.9002960000100494.40.90029600001005110.40.1451350001001.35t/h13425當(dāng)前42頁(yè)，總共53頁(yè)。方案一當(dāng)前43頁(yè)，總共53頁(yè)。方案一Aspen模擬154-137.5℃81.4-38℃3.052MW當(dāng)前44頁(yè)，總共53頁(yè)。方案二當(dāng)前45頁(yè)，總共53頁(yè)。123.9-38℃方案二Aspen模擬2.94MW當(dāng)前46頁(yè)，總共53頁(yè)。物流溫度℃壓力Mpa流量kg/h組成CO%CO2%H2%CH4%C2H%C2H4%燃料氣250.81394.135.404.729.833.626.4脫附氣350.047608.7114.967.14.813.200原料油450.2120000在Aspen中使用虛擬組分代替

結(jié)合師傅的建議和工藝流程，這股物流的能量可以加熱的物流包括制氫裝置的轉(zhuǎn)化爐的燃料氣和脫附氣、加氫裝置的原料油。2、換熱方向當(dāng)前47頁(yè)，總共53頁(yè)。建立換熱網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前48頁(yè)，總共53頁(yè)。物流名稱進(jìn)口溫度℃出口溫度℃MCpkJ/℃*h熱負(fù)荷MW是否有相變熱阻kJ/h*m2*℃流量kg/hEffectiveCpkJ/kg*hDTCont℃ZB-GAS_To_1154.0137.5

2.197125183

GlobalV1005-O_To_281.438.0

0.855114576

Global

FIREGAS1_To_425.0153.0

0.13001394

TUOFUQI1_To_325.0104.9135270.300

2276092

OIL1_To_2045.082.52388272.489

20711210002

換熱器冷物流進(jìn)口溫度℃出口溫度

℃熱物流進(jìn)口溫度℃出口溫度℃熱負(fù)荷MW換熱面積m2E-100FIREGAS1_To_425.0153.0ZB-GAS_To_1154.0153.10.1299380.2E-101TUOFUQI1_To_325.0104.9ZB-GAS_To_1153.1151.10.30009600.0E-104OIL1_To_2055.982.5ZB-GAS_To_1151.1137.51.7673749.5E-103OIL1_To_2045.055.9V1005-O_To_281.446.00.72166380.2E-109CoolingWater32.040.7V1005-O_To_246.038.00.1332554.6AspenEnergyAnalyzer模擬方案一換熱結(jié)果當(dāng)前49頁(yè)，總共53頁(yè)。換熱器冷物流進(jìn)口溫度℃出口溫度out℃熱物流進(jìn)口溫度℃出口溫度℃熱負(fù)荷MW換熱面積m2E-105FIREGAS2_To_725.0123.0V1005-O2_To_5123.9122.09.810E-0281.7E-106TUOFUQI2_To_625.084.5V1005-O2_To_5122.0117.82.234E-01600.0E-107OIL2_To_1945.081.8V1005-O2_To_5117.846.02.443E+00542.2E-108CoolingWater32.043.3V1005-O2_To_546.038.01.745E-0151.8物流名稱進(jìn)口溫度℃出口溫度℃MCpkJ/℃*h熱負(fù)荷MW是否有相變熱阻kJ/h*m2*℃流量kg/hEffectiveCpkJ/kg*hDTCont℃V1005-O2_To_5123.938.0

2.939261

16752.43

Global

FIREGAS2_To_725.0123.0

0.098100

1394.13

TUOFUQI2_To_625.084.513526.708550.22340

22.363930567608.711.77779

OIL2_To_1945.081.8238827.36992.44300

2071.339528121000.001.97378

AspenEnergyAnalyzer模擬方案2換熱結(jié)果1275.7

35.455t/h當(dāng)前50頁(yè)，總共53頁(yè)。四、方案總結(jié)方案一可取熱共：3.052MW

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