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乙烯分离与复叠制冷系统用能的综合优化
  • ISSN号:1000-6613
  • 期刊名称:《化工进展》
  • 时间:0
  • 分类:TQ021.8[化学工程]
  • 作者机构:中国石油大学北京新能源研究院,北京102249
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划项目(2012CB720500)
中文摘要:

乙烯装置的分离过程要在低温下进行,由乙烯制冷系统提供所需冷量。乙烯制冷系统为封闭式循环,独立于分离单元之外。将乙烯分离单元与制冷系统同时优化,能有效提高装置用能效率。复叠式制冷级数是当前乙烯工业中使用最为广泛的制冷技术。本文针对乙烯分离过程和配套的复叠制冷系统,采用Aspen Hysys进行模拟并进行分析,发现系统主要的?损失发生在换热与压缩两部分,其占总损失的83%,为节能的重点。进而通过夹点技术对冷剂配置进行分析,发现-56℃以上各温位的冷量配置不合理,远超过理论最小值,-56℃以下各温位的冷量基本达到理论最小值。提出了采用多股流换热器的换热网络理论设计方法,并对冷剂进行重新配置,该理论方案可以降低丙烯制冷压缩机约30%的功耗,并节约部分乙烯制冷压缩机功耗,显著降低了乙烯深冷分离能耗。

英文摘要:

The separation process of an ethylene plant should be operated at low temperature,and a refrigeration system supplies the cooling demand. The refrigeration system in an ethylene plant is a closed cycle system independent of the separation process. The energy efficiency can be effectively improved if the separation process and refrigeration system are optimized simultaneously. Cascade refrigerating systems are most widely used in ethylene plants. In this paper,Aspen Hysys is used to simulate and analyze an ethylene separation process with a cascade refrigerating system. The exergy analysis showed lower efficiency of heat exchanger and compressor sections,whose exergy loss contribute 83% of the whole loss of the system. So energy conservation work should focus on the two sections. Then pinch technology is used to analyze refrigerant configuration. It is found that refrigerant usage above-56℃ is far more than the theoretical minimum quantity,and refrigerant usage below-56℃ is reasonable. A novel design method by using multi-pass exchangers for heat exchanger networks is proposed and the refrigerant usage is reconfigured. The new design can reduce about 30% propylene compressor work and some ethylene compressor work consumption,reducing the energy consumption of the ethylene separation significantly.

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期刊信息
  • 《化工进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:曹湘洪
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgjz@263.net
  • 电话:010-64519500/9501/9502
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6613
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1954/TQ
  • 邮发代号:82-311
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国精品科技期刊,中国百种中国杰出学术期刊,第七届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖,吕国化工学会会刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:37234