氢系统关键氢阱最优氢浓度的确定

氢气网络优化时一般将氢阱氢浓度降低至最低限制浓度,以获取最大可能的节氢效果,然而这会降低系统操作弹性。分析了在氢阱氢浓度降低的过程中,有可能出现夹点位置的改变,从而导致节氢量-氢阱氢浓度曲线斜率的减小以及氢气网络中要考虑的其他经济因素,提出了在氢阱氢浓度降低过程中找出最优浓度并在此浓度下进行系统优化的方法,使得氢阱氢浓度降低幅度不大但系统的节氢效果较为显著。以某炼厂为例,通过选择关键氢阱,分析该关键氢阱氢浓度与系统节氢量的关系,确定最优浓度,系统优化后节氢量为42.81mol.s-1,占现行系统新氢用量的21.58%。结果表明,该方法可在氢阱氢浓度降低较小的情况下实现较好的节氢目的。

加氢裂化装置氢源氢阱关联模型

目前氢网络的优化研究都视氢源的流率和浓度、氢阱的需求流率和浓度约束为固定的参数。实际上当加氢装置补充氢流股的组分发生变化,会引起其循环氢流股和高分气、低分气以及干气等氢源流股的流率、组成变化,从而影响氢网络的流率分配。本文利用Aspen Hysys中的加氢裂化模块对某加氢裂化装置进行建模,以工业实际数据为基础,验证并调整模型。进而,改变装置入口氢阱流股(补充氢)的浓度,获得装置出口氢源流股(循环氢,低分气)流量和浓度的数据,通过数据拟合得到氢源氢阱的数学关联模型。结果表明,低分气流量随补充氢浓度增加线性减小,低分气浓度、循环气流量和浓度随补充氢浓度线性增加。

炼油厂氢气网络集成管理

研究了炼油厂氢气网络的供应方案,使用超结构技术优化设计氢气网络。在综合分析了炼油厂氢源、氢阱的氢气流股的流量、纯度、压力和有害杂质等因素后,确定目标与约束条件,运用序贯二次规划算法(SequenceQuadraticProgramming,简称SQP)求得最优氢气供应方式。最后以某千万吨级的炼油 化肥联合企业的氢气网络优化为例,说明了方法的有效性。

氢网络的夹点分析与优化

通过分析炼厂不同氢源、氢阱、氢气净化提浓单元等氢气网络的组成特点,采用夹点分析法对某企业的氢源、氢阱进行分析与计算,以氢气纯度、流量为约束条件,同时考虑压力、杂质的影响。通过耦合、调整氢源-氢阱网络等措施,优化后的氢气网络PSA负荷降低39.14%,制氢单元负荷降低27.11%,氢气压缩机减少2台,实现了增加氢气来源,降低氢气成本的目的。

多杂质氢网络的优化

针对炼油厂多杂质氢网络,建立了以新氢消耗量最小为目标的多杂质氢网络数学模型,约束条件包括杂质浓度约束和流量约束。数学模型根据氢气和杂质浓度来确定氢网络中的最优回用顺序,优于仅根据氢气或某一种杂质的浓度确定最优回用顺序的方法。目标函数和约束条件都是一次项的,为线性规划问题。这种方法不仅能确定多杂质氢网络的最小新氢消耗量,同时还能确定氢源和氢阱之间的匹配关系并设计出最优的氢网络。对某炼油厂的氢网络进行分析,分析结果表明,对氢网络优化后,新氢的消耗量可减少15.6%。

遗传算法优化氢气网络的应用

采用遗传算法,对炼油厂氢气网络进行优化。运用超结构建立氢气网络模型,以最小年度总费用为优化目标,考虑PSA氢气提纯装置的运行费用,以及氢气网络系统中产生的燃料气价值。该算法不易陷入局部最优解,能迅速得到氢气网络的结构与参数,具有获得全局最优解的能力。实例计算验证了方法的有效性。

氢夹点原理及其应用

本文介绍了氢夹点的基本概念和原理，采用剩余氢量法计算氢气网络系统的氢气公用工程最小化的方法，以获得最优的氢气供应方式。并以国内某炼油厂的氢气网络为例，给出该氢气网络的优化结构，为系统的合理用氢提供了理论依据。