天然气蒸汽重整制氢装置原料优化研究

根据某炼油厂天然气蒸汽重整制氢装置生产运行数据,归纳拟合得到装置制氢成本模型及装置综合能耗模型,进一步采用Aspen Plus进行工艺过程数学建模,从反应机理角度实现装置关键物料消耗的量化计算。以研究开发的模型为后台,利用Matlab GUI开发了制氢装置原料优化分析系统,为企业优选制氢原料提供理论计算依据。对炼油厂制氢装置工艺过程进行模拟,计算结果与装置实际运行数据的偏差<±10%,满足工程计算要求,并进行关键参数灵敏度分析;考察不同原料对装置制氢成本的影响,原料价格、氢碳比、理论产氢率是影响制氢成本的主要因素;研究不同原料对装置综合能耗的影响,以天然气、PSA解吸气作制氢原料时,装置综合能耗相对较低,焦化干气及催化干气作制氢原料时,综合能耗相对较高。

水稻密播短秧龄机插秧试验

水稻密播短秧龄机插对于水稻节本增效具有重要意义,探索合适的技术参数对于水稻生产至关重要。为探索通过育秧时增加每盘播种量,同时适当缩短秧龄,从而减少单位面积秧盘用量、降低育秧成本的可行性,本试验设4个播量处理,研究其对水稻秧苗素质、群体动态、产量及其构成因素和经济效益的影响。结果表明,播量130 g/盘和150 g/盘处理秧苗素质较好,株高较高,分蘖成穗率较高,产量及其构成因素较高,经济效益较好,可有效节约秧盘成本,进而实现节本增效目标。这一创新技术可在陕西地区推广。

Ni/γ-Al2O3/FeCrAl丝网催化剂的制备及其甲烷水蒸气重整制氢催化性能

采用浆液法制备用于甲烷水蒸气重整制氢(MSR)的Ni/γ-Al2O3/FeCrAl网状催化剂,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、氮气物理吸附、热震法和超声振荡法研究该催化剂的表面形貌、晶型结构、孔特性、热稳定性和涂层与基体间的结合性能。采用自行搭建的MSR试验系统,以甲烷转化率为指标对自制网状催化剂和商用颗粒型催化剂在不同反应温度和空速下的催化性能进行评价。结果表明:与商用颗粒型催化剂相比,自制网状催化剂具有更大的比表面积,在高空速下的甲烷转化率明显更优;但自制网状催化剂应用于MSR反应还存在产物中CO含量较高、催化剂易积炭等问题,有待进一步优化催化剂的活性组分。

两种中东减压渣油非等温热转化反应的热重法研究

采用热重法对科威特减压渣油、沙特混合减压渣油及其四组分的非等温热转化反应及生焦特性进行研究,获得了减压渣油及亚组分热转化行为的基本特征。结果表明:渣油中的饱和分、芳香分对胶质、沥青质热转化反应具有促进作用,沥青质、胶质的热稳定性明显高于饱和分及芳香分。渣油及其四组分的热裂化反应可划分为两个温度区间,每一个温度区间都服从一级动力学反应,两个温度区间的活化能差别较大,各温度区间内不同组分的活化能也不相同。

陕西省耕地撂荒整治现状与推进对策

在耕地资源稀缺的大背景下,为确保粮食安全,就要求我们用足用好有限的耕地资源,杜绝耕地撂荒。当前导致陕西省耕地出现撂荒现状主要是:配套政策不完善(“不好管”)、种地种粮不挣钱(“不想种”)、种粮风险不化解(“不敢种”)、流转服务不全面(“转不动”)、农村劳力留不住(“没人种”)等方面。为扎紧耕地保护的“篱笆”,有效推进耕地撂荒整治工作,笔者基于陕西省耕地撂荒整治工作现状,分析耕地撂荒整治工作推进的制约因素,并形成了针对性的对策建议,供大家参考。

焦化炉管内工艺计算数学模型的开发及应用

针对减压渣油在延迟焦化炉管内复杂的流动、反应过程,运用物料、能量及动量平衡,开发了焦化炉管内工艺计算数学模型,可计算渣油沿炉管轴向的组成、温度、压力、汽化分率及转化率分布。结果表明:模型计算值与某炼油厂焦化炉实际操作数据的偏差较小,温度、压力、汽化分率等参数沿炉管的变化规律也与经验认识吻合;模型用于不同注汽工况及加热炉进料波动工况分析,可为延迟焦化加热炉的优化设计及操作提供理论指导。

焦化分馏塔工艺模拟与用能优化

在确保分离要求不变基础上,合理利用分馏塔过剩热量对于延迟焦化装置的"节能降耗"具有重要意义。为更加合理、充分利用装置过剩热量,以某1.65Mt/a延迟焦化装置主分馏塔为研究对象,借助Aspen流程模拟软件建立了流程模拟数学模型,分馏塔选择Petro Frac模型,气液分离罐选用Flash2绝热闪蒸模型,热力学计算方法选用GS模型,气液相的焓、熵计算采用PR方程,液相密度计算采用API法。对模型准确性进行验证,并对分馏塔取热优化影响因素进行灵敏度分析,在此基础上应用用分析方法对主分馏塔用能优化进行研究。结果表明:计算结果与现场标定值吻合较好,满足工程计算精度要求;合理增大高温位取热量,减少低温位取热量,可提高分馏塔过剩热量有效利用程度,降低分离过程用损失;在保证产品分布及质量不受影响前提下,优化调整延迟焦化分馏塔各回流取热比例,分馏塔过剩余热用提高1.07MW。

炼厂氢气管网建模与优化分析

氢气管网是炼厂连接供氢单元、用氢单元的重要桥梁。企业依靠局部单点信息对氢气管网进行监管,对管道内部流动变化状态处于"黑箱"认识水平。在整理流速模型、压降模型、管线积液识别模型、节点氢气流向判断模型等基础上,设计程序计算框图,开发氢气管网数学模型。以氢管网数学模型为基础,可以进行炼厂氢气管线运行状态监测、关键信息报警及生产调度优化等研究,为技术管理人员优化决策提供理论指导。

延迟焦化分馏塔模拟与侧线取热优化研究

为更加合理利用装置过剩能量,以某延迟焦化装置主分馏塔为研究对象,利用流程模拟软件Aspen Plus建立模型,在此基础上应用分析方法对主分馏塔侧线取热进行优化研究。结果表明:模拟计算结果与现场标定值吻合较好,最大相对偏差为5.33%,满足工程计算要求;合理增大高温位取热量,减少低温位取热量,可提高分馏塔过剩热量有效利用程度,降低分离过程损失。在保证产品采出量及质量前提下,优化调整延迟焦化分馏塔各回流取热比例,使分馏塔过剩余热工艺取热提高了1.07 MW。

炼厂氢气系统与轻烃回收系统的集成优化

氢气作为现代化炼厂必要的公用工程之一,在炼油成本中占相当高的比例。节氢是炼厂日常工作中提高炼厂氢气利用率的一项重要内容。从炼厂氢气系统技术构成与特点入手,分析了当前氢气系统优化的策略和方法,比较了各种优化方法的技术局限性。针对炼厂氢气系统与燃料气系统、轻烃系统不可分割的关联性,提出氢气系统与轻烃回收系统集成优化的方法和策略,并应用具体案例对集成优化方法进行分析、对比,得出炼厂氢气系统和轻烃回收系统进行集成优化的方法是科学合理的,有必要在开展炼厂氢资源优化工作时将轻烃回收纳入其中。

管内扰流元件的强化传热原理与性能指标研究进展

扰流元件是一种简易、有效的强化传热方法。扰流元件主要应用于管壳式换热设备的换热管内,通过对管内流体的分流与旋流作用,使管内流体边界层变薄,污垢沉积始终处在较低水平,增大流体的管内对流传热系数,从而到达强化传热的效果。本文综述了多种扰流元件的国内外研究进展,并阐述了它们产生强化传热的机理、结构特点及适用场合。应用综合考虑扰流元件的强化传热效果与引起压力降增加的方法,比较了各种扰流元件的优缺点。总结了扰流元件的性能指标参数及其计算方法。总结了计算流体力学软件与冷模实验相结合的方法以及这种方法的应用场合。结合作者设计扰流元件的实践经验,给出了工程应用时计算流体力学软件与冷模实验相结合的实验方法以及扰流元件的选型设计方法与步骤。

延迟焦化油气稳定吸收技术研究及应用

针对当前延迟焦化装置干气中C3^+组分含量偏高、液化气收率低的问题,本文回顾了吸收稳定技术现状和发展趋势。并通过分析对比焦化粗汽油和稳定汽油吸收性能,提出了吸收塔分段进料新工艺技术。阐述了新工艺技术路线,研究了新工艺分段进料位置、规整填料应用效果。在对比热力学方法的基础上进行模拟计算和分析,结果说明新工艺技术较传统技术大幅降低干气中C3^+组分含量。并且就某企业焦化吸收稳定工业装置,介绍了分段进料工艺技术设计和吸收塔填料布置改造方案,进行了工业应用。应用结果表明:新工艺技术可降低干气中C3^+组分含量1~2个百分点,液化气收率明显上升,经济效益显著。

炼厂吸收稳定新工艺探讨

针对吸收稳定系统"干气不干"、液化气收率低的问题,通过分析现有工艺存在的问题,提出了解吸塔再平衡工艺技术,并进行了模拟计算和水力学分析,验证了工艺技术的可行性。研究表明,新工艺技术可降低干气中C+3组分体积分数,提高液化气收率,经济效益显著。

催化吸收稳定系统的模拟与分析

采用ASPEN PLUS模拟软件对吸收稳定系统进行了模拟计算,对影响系统分离效果的主要因素进行了分析。模拟结果表明提高系统压力可以提高吸收效果,但也会导致系统能耗的增加;解吸塔热进料比例升高、稳定汽油吸收剂流量降低都有利于系统节能,但系统吸收效果出现下降;稳定塔回流量的增加将会导致塔底热负荷的增加和汽油蒸气压的上升。所以应在保证生产质量的前提下,结合加工方案,尽量降低回流比,提高经济效益。

塔河原油减压蒸馏生产高等级道路沥青技术

针对西部发展对高等级道路沥青的市场需求,从塔河原油及其焦化蜡油的性质分析入手,对掺入不同比例焦化蜡油的塔河原油进行减压蒸馏技术研究,分析其不同馏程段渣油性质,对其减压渣油生产高等级道路的调和沥青性质进行探索研究。结果表明,塔河原油掺入焦化蜡油减压蒸馏,可提高渣油闪点,降低其软化点、蜡含量,适度降低最终沥青产品的PI值,焦化蜡油掺入比例以15%为最佳。

太阳能井场的设计建设与可持续运行分析

采用线性菲涅尔式集热与光伏供电太阳能技术,在西北油田建设了一个太阳能示范井场。详述了太阳能井场的设计方法,并通过太阳能井场的运行情况,对不同季节导热油的运行与储热温度进行了优化。在此基础上,对导热油储热与换热设备进行了一体化设计与开发,通过实验发现,一体化设备可以进一步提高系统的热能利用效率。

炼厂胺液吸收梯级利用研究

针对炼厂胺液吸收脱硫-溶剂再生系统剂耗高、能耗高的现状,结合某千万吨炼厂胺液系统"贫液一次吸收+富液集中再生"的工艺现状,从准确建立反映炼厂胺液脱硫系统的工艺模型入手,对胺液系统梯级利用技术进行探索研究。结果表明,炼厂胺液系统梯级利用可以降低现有胺液系统溶剂循环量和再生耗费蒸汽。相对于现有基准工况,降低系统贫液循环量约5.38%,节约蒸汽0.87 t/h,全年经济效益约109.62万元,投资回收效益非常可观。

考虑轻烃收益的炼油厂氢气资源优化策略

对现有数学规划算法进行改进,将优化后的炼油厂轻烃资源和氢气系统收益最大作为目标函数,增加轻烃约束条件,形成了包括轻烃资源和氢气系统在内的数学规划算法。以某炼化公司氢气系统为例,制定了两种优化方案—氢气收益最大化方案(方案1)和氢气和轻烃综合收益最大化方案(方案2)。结果表明:方案1新设膜分离装置回收含氢50%以上的废氢流股,较方案2多回收氢气(标准状态)2 436 m3/h,氢气收益增加616万元/a;方案2投资柴油吸收塔回收轻烃,轻烃收益与方案1相比多5 606万元/a,总收益多4 971万元/a,投资回收期从方案1的1.0 a缩短为0.5 a,可获得更高收益,更加切合炼油厂节能增效的实际需求。

提高质子交换膜燃料电池用碳纤维纸均匀性的研究

以聚丙烯腈基短切碳纤维为原料,通过湿法成形工艺制备碳纤维纸(简称碳纸)原纸,利用现代分析仪器表征不同处理条件下碳纤维的表面形貌、化学结构及元素价态,观察不同处理条件下碳纤维的分散性及其制备的碳纸原纸的均匀性,研究了高温空气氧化处理的最佳工艺条件。结果表明,经过高温空气氧化处理后,碳纤维表面的氧元素和含氧官能团的含量均显著提高,碳纤维在水中的分散性明显改善,碳纸原纸的均匀性明显提高,电阻率的离散系数从0.22下降到0.05。因此,最佳高温空气氧化改性碳纤维的条件是氧化温度500℃、氧化时间2 h。

某炼油厂氢气网络集成优化研究

针对现有氢气系统优化技术存在的优化过度、模型难收敛等问题,研究开发了基于分区建模协同优化的氢网络集成优化技术。以某炼油厂氢气网络实际运行优化研究为例,在氢气系统现状分析基础上,将氢气系统分解成供氢单元、用氢单元、氢回收单元3个子系统,在用氢单元、氢回收单元优化基础上,构建了以氢气供应成本最低为目标函数的氢气网络集成优化模型。应用研究开发的模型,设计了制氢装置产能优化、氢气梯级利用、氢气回收、集成优化等4项优化方案。方案实施后,回收氢气资源7 270 m^(3)/h,外购氢量由20 000 m^(3)/h减少至4 500 m^(3)/h,氢气利用效率由83.33%提升至92.01%,节省氢气成本3 953万元/a。该优化方案提高了氢气系统用氢安全性、稳定性、经济性。