多杂质氢网络矩阵优化法的改进

针对多杂质氢网络矩阵优化法,采用浓度势的概念对其进行分析。分析结果表明,该方法中根据最大匹配流量准则确定的潜在匹配氢源和相应的潜在匹配流量,将会造成较大的浓度势损失,从而使匹配结果达不到最优。基于此采用接近流量匹配准则代替最大流量匹配准则,提出了改进的矩阵优化法,以避免浓度势排序靠前的氢源匹配给浓度势排序靠后的氢阱、减小匹配过程的浓度势损失,最终降低新氢消耗量。以改进的矩阵优化法对某石化企业的氢网络进行优化,优化结果表明,新氢消耗量比矩阵优化法的结果减少了28.11%,且所得具体匹配与数学规划法所得结果相同。

多杂质氢网络矩阵法的混合互补规律研究

针对现行的矩阵法在利用混合互补规则求取潜在匹配流量矩阵时,未能考虑混合互补后关键杂质发生变化的情况,而使得某些可行的匹配不能进行的问题,提出了一套严谨的规则来进行混合互补的判别和混合互补匹配流量大小的判断。利用氢源与氢阱的浓度比矩阵代替现行矩阵法的最大可能匹配流量矩阵,在此基础上提出了用参数f的正负来判断混合互补后关键杂质是否改变的规则和用参数g的大小来比较各组混合互补的氢源与氢阱的匹配流量的大小并选择最佳匹配氢源的规则。应用这两个参数,可改善矩阵法的优化结果。案例分析证明了所提出的参数和改进的混合互补判定规则的有效性。

运用合理的过程执行顺序优化具有净化单元的多杂质氢网络

运用综合设计方法设计多杂质氢网络,满足过程的执行顺序不同,所得设计的外部源物流用量不同。需求物流的极限杂质浓度越小,外部源物流用量和净化后源物流用量一般越大。因此,按照需求物流的极限杂质浓度由小到大的顺序满足执行及按照外部源物流用量和净化后源物流用量由大到小的顺序满足执行都是合理的,而后者满足需求物流的排序方法目前还没有报道。为此,对于多杂质氢网络,为了降低外部源物流用量,提出该种确定合理的过程执行顺序的方法。满足一过程时,提出了浓度差率的概念,由互补源物流来满足,并由杂质负荷平衡和流量平衡计算出源物流的用量。首先运用该分配方法将当前源物流分别来满足各个未执行过程,依次优先按外部源物流用量和净化后源物流用量最大的过程首先执行的原则来确定过程的执行顺序。将之与设计给定杂质移除率模型(模型 1)和固定净化后氢浓度模型(模型 2)氢网络的迭代法分别设计 2 种模型的多杂质氢网络。对某一氢网络实例进行研究,该种方法的设计与文献相比,对于模型 1,在净化后源物流杂质浓度略低的情况下,外部源物流用量、净化后源物流用量和燃料气排放量分别降低了 4.05%、0.43%和 4.94%;对于模型 2,分别降低了 1.60%、3.71%和 2.00%。说明提出的方法是有效的和可行的。

运用多氢源匹配法设计多杂质氢分配网络

将处理单杂质系统的多氢源匹配法与浓度势方法相结合,提出了设计多杂质氢网络的多氢源匹配法。该方法的求解过程是:运用浓度势方法确定用氢过程的执行顺序;向过程分配源物流时,对源物流互补的概念进行了扩展,通过借鉴单杂质多氢源匹配法的设计思想,提出一种源物流选择和分配的新方法,并运用该方法来分配源物流。多氢源匹配法的特点是设计步骤简捷,优化效果好。实例计算表明,采用本方法所得外部源物流消耗量降低了42.5%,而且减少了3个管路连接数,简化了网络结构。

基于约束松弛的多杂质氢网络优化

氢气是非常重要的炼厂资源,是氢网络集成节约的主要目标。炼厂加氢操作是通过控制氢油比下限和各杂质浓度上限来实施的。由于氢气和杂质以浓度归一约束包含于氢气流股中,故氢气高浓度和各种杂质低浓度最为有利。然而当各种杂质均低浓度时氢浓度已过高,即氢油比过大,造成氢气资源浪费。因此,将氢气和杂质解除浓度归一约束进行分开考察,实施约束松弛,同时控制氢油比和杂质浓度,必能提高氢气利用率。通过多杂质氢网络的超结构模型,用数学规划法在约束松弛的条件下进行集成优化,从而达到节约新氢消耗的目标。通过实例分析,证明方法的实用性。

多杂质氢网络、水网络的统一数学规划优化法（英文）

对于炼厂来说,氢气和水是重要的资源,网络集成是一种能能充分利用和节约新鲜水和氢的方法,在传统的集成方法中,无论是夹点概念分析法或者数学模型规划法,都是基于总流量和各组分的绝对浓度,将杂质和氢合并在一起进行集成,然而,炼厂加氢操作对氢气和杂质有互不相关的约束,分别为氢油比以及杂质浓度上限。水流股和氢流股有相同的流量和浓度性质,氢网络以绝对浓度为约束,但水网络用相对浓度做约束。因此多杂质的相对浓度分析不仅能节约更多的氢气,也能在理论上统一水网络与氢网络。基于基本的物性分析和相对浓度下的源阱匹配超结构,这篇文章提出一种统一的数学规划优化法,可以提高带提纯回用的多杂质氢网络水网络的资源利用效率。用两个案例来证明该方法的优势和实用性。

具有净化单元的多杂质氢网络模型的集成

提出将具有净化单元的多杂质氢网络分为固定净化后氢浓度模型和给定杂质移除率模型,运用多氢源匹配法与设计固定净化后氢浓度模型氢网络的迭代法及其改进方法相结合分别设计两种氢网络。对于后者模型,首先运用设计氢回用网络得到的未回用的源物流估算净化后源物流的浓度,其流量待定,将之用于第一次迭代。确定出其用量F_(reg)及所有未回用的内部源物流净化后的量F_(reg)^(total),当F_(reg)>F_(reg)^(total)或F_(reg)≤F_(reg)^(total)时,将F_(reg)^(total)或F_(reg)值作为下一次迭代中净化后源物流的量的初值,只需几次迭代即可得到最终设计。对文献中实例的研究结果表明,本文方法能设计两种模型;设计步骤简捷计算量小,可用手算即可完成;设计中所有内部源物流都得到回用或用于净化,说明外部源物流用量已达到或接近最低值。