全国化工大赛-陕鼓杯-中石化齐鲁石化公司分公司年产十六万吨异壬醇项目全工段换热网络分析.docx

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2018年“东华科技-陕鼓杯”

第十二届全国大学生化工设计竞赛

中国石化齐鲁石油化工公司分公司年产十六万吨异壬醇项目

全工段换热网络分析

团队名称：GemsQuest团队

团队成员：王绍光张萌周鹏宋震吴郑欣

指导老师：夏力孙晓岩徐环斐王政田文德

2018年7月

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 4

第二章工艺流股提取 5

第三章夹点分析 6

第四章换热网络设计 8

第五章总结 12

第一章概述

本项目为齐鲁石化的分厂，制造成本是一个关键的考核参数，其中公用工程的消耗占了很大的一部分。运用夹点技术对流程进行换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现对内部流股热量的集成和最大化利用，从而减小公用工程的消耗。

本项目具体可分为聚合工段、氢甲酰化工段、加氢工段、精制工段。

从整个工艺流程来看，本项目需要大量的公用工程，冷公用工程包括冷却水、冷冻盐水，热公用工程包括175℃的中压蒸汽、250℃的高压蒸汽、300℃的导热油。

冷公用工程来源于本项目厂区的循环水站和冷冻站，热公用工程来源于本项目厂区的蒸汽系统和厂区动力站

为充分集成过程中的热量，本项目采用了双效精馏技术，充分利用能位较高塔的塔顶蒸汽向能位较低塔的再沸器供热同时自己也被冷凝，充分利用了能位较高塔塔顶蒸汽的相变热，从而提高了可回收能量的比率，减小公用工程用量，实现了较大程度的节能。

第二章工艺流股提取

流股信息如下：(源文件“全工段数据提取”)

表2-1工艺过程流股信息表

过程流股

加热器名称

进口温度/℃

出口温度/℃

能量kJ/h

1-07To1-12

E0103

185.8

40

7.11×103

S5ToS6

E0204

25

85.6

1.86×107

1-01To1-02

E0101

32

39.9

1.62×106

3-18To4-01

E0305

25.3

100

4.62×106

2-04To2-05

E0202

107

40

3.94×106

1-08To1-09

E0102

108.6

150

2.33×106

2-08To2-09

E0203

25.0

95.2

3.94×106

4-10ToPRODUCT

E0401

198.7

40

1.08×107

2-02To2-03

E0201

127.3

107

1.62×106

3-06To3-07

E0302

150

84.9

4.62×106

3-04To3-05

E0301

270.3

150

6.70×105

3-10To3-11

E0303

265.8

40

1.84×105

3-14To3-15

E0304

272.3

40

1.90×105

表2-2设备物流信息表

塔名称

加热器位置

进口温度/℃

出口温度/℃

能量kJ/h

T0402

TOP

198.948133

198.71165

2.16×107

T0102

TOP

108.155441

107.92331

1.02×107

T0402

BOTTOM

202.851318

204.83221

1.67×107

T0401

TOP

261.297808

217.3265

2.33×105

T0101

TOP

44.2417486

43.054201

4.75×107

T0401

BOTTOM

267.920042

268.441

1.29×107

T0201

BOTTOM

181.45002

181.92909

7.64×106

T0201

TOP

104.437979

40

2.68×106

T0403

TOP

168.453242

168.01107

3.56×106

T0403

BOTTOM

177.163986

279.87383

3.04×106

第三章夹点分析

将上述流股数据输入到软件AspenEnergyAnalyzer中，分析经济效益与最小传热温差的关系，拟合出投资费用、操作费用与最小传热温差的关系曲线如图3-1、3-2所示，

图3-1投资费用-最小传热温差关系曲线

图3-2操作费用-最小传热温差关系曲线

再根据这两条曲线得到总费用与最小传热温差的关系曲线如图3-3所示，

图3-3总费用-最小传热温差关系曲线

由图3-3可知，最小传热温差为15℃。

设定最小传热温差为15℃后