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乙烯装置急冷和压缩系统的模拟与优化

作　者: 周苗
导　师: 钱锋
学　校: 华东理工大学
专　业: 过程系统工程
关键词: 乙烯急冷系统压缩系统模拟优化
分类号: TQ221.211
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

急冷和压缩系统是乙烯工厂的两大重要组成部分。急冷系统是处理裂解气的第一道工序,承担着分离裂解汽油、柴油、燃料油组分的任务,也是回收热量的关键设备,由于其处理量大、操作条件恶劣,常常成为乙烯生产装置的瓶颈,它连接裂解和压缩两大单元,其运行好坏对乙烯装置性能有着重要的影响。压缩系统中的裂解气、乙烯和丙烯压缩,在分离装置中起到核心作用,它不仅决定了分离装置的能耗水平,更决定着乙烯工厂运转的稳定性,其中裂解气压缩机限制着装置的单线最大生产能力。建立能够准确反映急冷和压缩系统生产过程的模型,并根据模型进行操作优化,可以提高装置操作水平,充分回收裂解气的热量,降低装置能耗,对乙烯厂取得更好的经济效益具有指导意义。本文以流程模拟软件Aspen HYSYS为平台,基于某石化工厂乙烯装置急冷和压缩系统的设计工况数据,完成了稳态和动态模拟。稳态模拟存在的主要问题是进料组分中含有C9以上很多不确定物质的石油馏分,模拟中用正十烷、正十四烷和正廿一烷分别描述裂解汽油、裂解柴油、裂解燃料油馏分,代替裂解气中的重油组分。根据裂解气组分沸点相差很大的特点,本文选用SRK作为热力学计算方法进行模拟。稳态模型收敛后,首先定义单元操作的几何尺寸、液位等动态数据,设计控制回路,再整定控制器的PID参数,完成动态模拟。并对汽油分馏塔塔顶温度和循环汽油流量的串级自动控制方案进行了测试,在动态模拟环境中,控制系统能够满足进料流量和循环急冷油流量负荷在10%波动情况下的平稳控制。最后以余热回收最大化为目标,使用粒子群算法对急冷油系统的操作参数进行了优化。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-21
  1.1 引言  10-11
  1.2 化工流程模拟技术与优化简介  11-17
    1.2.1 化工流程模拟技术  11-12
    1.2.2 化工过程优化研究进展  12-17
  1.3 急冷和压缩系统模拟与优化研究现状  17-18
  1.4 Aspen HYSYS简介  18-19
  1.5 全文主要内容和安排  19-21
第2章乙烯装置急冷和压缩系统稳态模拟  21-46
  2.1 急冷和压缩系统工艺简介  21-22
  2.2 急冷和压缩系统稳态模拟  22-44
    2.2.1 组分与物性方法  22-23
    2.2.2 急冷系统的稳态模拟  23-29
    2.2.3 压缩系统的稳态模拟  29-44
  2.3 稳态模拟结果分析  44
  2.4 全流程模型性能测试  44-45
  2.5 本章小结  45-46
第3章急冷和压缩系统动态模拟及动态特性分析  46-63
  3.1 急冷和压缩系统的动态模拟  46-51
    3.1.1 动态模拟规定  46-47
    3.1.2 急冷和压缩系统的动态模拟  47-51
  3.2 动态模拟结果分析  51-57
  3.3 急冷油系统的动态特性分析  57-62
    3.3.1 进料流量阶跃响应分析  57
    3.3.2 循环急冷油流量阶跃响应分析  57-62
  3.4 本章小结  62-63
第4章急冷油系统的操作优化分析  63-71
  4.1 急冷油系统的灵敏度分析  63-65
  4.2 急冷油系统的操作优化分析  65-69
  4.3 本章小结  69-71
第5章结论与展望  71-73
  5.1 研究总结  71
  5.2 工作展望  71-73
参考文献  73-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间取得相关成果  78

乙烯装置急冷和压缩系统的模拟与优化

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