较大能量回用的换热网络设计.docVIP

浙江大学 怦然心动 团队 喻虹羽王啸蓝佳龙 对二甲苯项目 的换热网络设计 目录 一、 换热网络设计概述 - 1 - 二、 工艺流股提取 - 2 - 三、 确定能量目标 - 3 - 四、 较大能量回用的换热网络设计 - 5 - 五、 分隔壁塔的节能效果分析 - 8 - 六、 热泵精馏的节能效果分析 - 10 - 6.1 利用热泵精馏节约冷热公用工程 - 10 - 6.2 利用热泵精馏改变组合曲线以增大能量回收 - 12 - 七、 总结 - 13 - 换热网络设计概述 生产对二甲苯（PX）的 本项目采用甲苯甲醇烷基化制取对二甲苯该工艺工段工段工段 从整个工艺流程来看，本项目需要较大量的公用工程，包括冷却水、-25℃的制冷系统（冷冻盐水）的预热塔釜的再沸器加热等过程为MPa、325℃的压蒸汽、MPa、425℃的高压蒸汽及加热炉所燃烧的燃气 冷公用工程使用项目厂区内的循环水站及冷冻站产生，热公用工程集成厂址所在地的南京市化学工业园区的系统。 集成过程中的热量，本项目采用了分隔壁塔等设备及热泵精馏技术。 分隔壁塔液相互逆流动而直接进行物料输出和，两座分离精馏塔结合为一座，在进行物料集成的同时了冷凝器与再沸器的，节约了用量减少了能耗； 热泵精馏充分温差小、跨夹点传热的精馏塔，通过改变蒸汽温位原本不能换热的流股有换热的可能，从而提高了能量的比率，实现了较大程度的节能。 提取 的提取如下： 表2.1工艺物流信息表 流股 进口温度/℃ 出口温度/℃ 加热器名称 Heat Duty/kW 102 To 103 48.97 120 H-101 5164.19 204 To 205 94.88 379.06 H-201 12113.5 207 To 208 379.06 25 H-203 14546.4 212 To 213 25.4 100 H-204 1266.68 303 To 304 96.4 384.23 H-301 57563.5 305 To 306 384.23 50 H-302 63372.5 318 To 319 35 80 H-303 727.173 308 To 309 35 100 H-304 6771.7 314 To 315 161.3 25 H-305 3003.34 417 To PRO-PX 167.43 50 E-404 1571.75 409 To 410 67.29 373.54 E-401 16323.5 412 To 413 376.76 25 E-402 18372.9 415 To 416 5 140 E-403 2433.44 418 To PRO-PX1 146.36 50 E-405 4569.14 421 To 422 144.71 144.2 E-406 16899.31 419 To 420 218.72 175.15 E-407 84615.56 424 To 425 167.46 168 E-407 84615.56 表2.2物流信息表 流股 进口温度/℃ 出口温度/℃ Heat Duty/kW T-102-TOP 86.43 86.24 26473.4 T-102-BOTTOM 165.07 166.83 28190.6 T-101-TOP 146.72 146.38 32577.5 T-101-BOTTOM 188.04 188.98 32105.5 T-201-TOP 73.55 -4 2724.43 T-201-BOTTOM 135.41 146.07 3130.92 T-301-TOP 69.65 49 3160.78 T-301-BOTTOM 116.61 116.97 3717.76 T-302-TOP 86.21 20 2823.7 T-302-BOTTOM 135.62 136.69 6127.39 T-402-TOP 89.14 10 1477.07 T-402-BOTTOM 162.09 162.57 1901.4 T-303-TOP 87.69 86.75 46205.6 T-303-BOTTOM 161.14 161.3 45359.8 确定能量目标 将上述工艺流股信息输入到Aspen Energy Analyzer V8.0，其中排除的几个流股 图3.1 总费用与ΔTmin关系曲线 选取总费用最小变化趋势相对平稳部分温度作为最小传热温差进行。选取温差为。 设定最小传热温差后，获得组合曲线如图 图3.2 曲线 组合曲线上我们可以我们所能量目标 需要热公用工程能量为479*108kJ/h，即MW；需要冷公用工程能量为5.014*108kJ