重整離心壓縮機組過程分析及節(jié)能優(yōu)化探討-在線瀏覽
2025-02-24 04:23本頁面
【正文】 。 由范寧摩擦方程可知， 對特定的管路系統(tǒng)， 系統(tǒng)阻力 ⊿ Pf=B Qv2， 式中 Qv為 流體的體積流量 。一般而言，流體密度、粘度及管路的表面粗糙度越大， B值越大。 由機組安全穩(wěn)定運行方面考慮， K20 K202均為離心式壓縮機 ， 必須避開喘振工況。對于任何一臺固定結(jié)構(gòu)尺寸的離心機而言，當(dāng)其轉(zhuǎn)速和出入口氣體性質(zhì)及狀態(tài) 固定時，存在一個最低流量，當(dāng)壓縮機入口流量低于此數(shù)值時，就會產(chǎn)生喘振。 綜上所述， 影響 K20 K202能耗 和 安全穩(wěn)定運行 的主要 為 其各段進出口氣體的 流 量、性質(zhì)、狀態(tài)及其輸送氣體所經(jīng)管路、設(shè)備等的 壓頭和 阻力損失。 對本裝置而言，系統(tǒng)內(nèi) 氣 體的流動可近似視為穩(wěn) 態(tài) 湍流狀態(tài)（依據(jù)？應(yīng)該通過 Re確定） 。系統(tǒng)內(nèi)氣體 在壓縮機和 控制 閥內(nèi)的流動 過程 近似為絕熱過程 。忽略 D20 D20 D204氣體的 凝液對重整產(chǎn) 氣 量的損失。 （ 考慮到使用的假定均將其考慮成為熱力學(xué)的分析，其實是熱力學(xué)分析， 假定了以后對其分析不夠，系統(tǒng)做的不夠大，沒有太考慮氣體的實際的所有的狀態(tài)參數(shù)，分析力度還不夠，應(yīng)該加強。因此在某一特定工況下， K20 K202的各段進出口氣體的流量、性質(zhì)、狀態(tài)等可近似認為都是常數(shù) 。而另外的一些參數(shù)可以在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，本文稱 為過程非約束量。 K202的 二段 出口壓力 由 氫氣 管網(wǎng)決定，固定為 。其中重整循環(huán)氫 是 為了保持 重整 催化劑的穩(wěn)定性，它能起到從催化劑上將積碳前身物清除的作用，從而減小積碳的速度，同時使石腦油以較快的速度通過反應(yīng)器，并使由于吸熱反應(yīng)產(chǎn)生的溫降減少。 根據(jù) 實際情況 選用不同的循環(huán)氫量，可以使反應(yīng)在經(jīng)濟合理的條件下進行操作，但在實際操作中由于受到壓縮機排量的限制，并為了避免操作的波動，一般很少進行調(diào)節(jié)。 重整產(chǎn)氫量 主要 取決于 重整油處理量、原料油性質(zhì)、 重整反應(yīng)苛刻度 、催化劑水氯平衡等因素，另外也取決于管網(wǎng)用氫的需要。由前所述，工藝要求D201壓力必須穩(wěn)定，因此重整產(chǎn)氫必須經(jīng) K201一段增壓后再由 K202繼續(xù)增壓全部送至管網(wǎng)， 增壓 氫量過少或過多 D201壓力都無法穩(wěn)定，因此 K20 K202各段出、入口氣量受到 重整產(chǎn)氫量的約束。K201作為循環(huán)氫壓縮機，其出口 循環(huán)氫及置換氣 經(jīng)反應(yīng)系統(tǒng)返回入口， 流量遠遠高于正常工況下 K201發(fā)生喘振 時的流量 。 當(dāng) 其入口 流量低于 喘振時的 流量時， 防喘 控制閥會打開 將出口氣返回入口防止機組喘振。本文假定由一段防喘振閥返回氣量為 y Nm3/h, 二段防喘振閥返回氣量為 z Nm3/h，其大小由防喘振閥開度決定。 K201出口壓力主要由反應(yīng)系統(tǒng)的壓降 、 D201壓控工藝 要求 及 K202的 穩(wěn)定運行要求 決定 。 K201出口 又 作為 K202的入口，其壓力過低 可能導(dǎo)致 K202一段 壓比過高發(fā)生喘振，危及 K202機組的安全運行。 K202的 一段 進口壓力由 K201的出口壓力 及系統(tǒng)阻力損失 決定。當(dāng) K202一段進口壓力、二段出口壓力和轉(zhuǎn)速固定的情況下，其一段出口壓力也應(yīng)穩(wěn)定在設(shè)計值 。 表 K20 K202系統(tǒng)過程約束量 表 用途 流量（ Nm3/h） 最低壓力（ MPa） 最高壓力（ MPa） 重整循環(huán)氫 約 120220 重整置換氣 700 再生還原氣 3680 再生劑提升氣 830 再生增壓氣 平均約為 750 預(yù)加氫補充氫 平均約為 750 2 重整產(chǎn)氫 約為定值，令其為 x K202一段氫 x+y,=90000 k202二段氫 x+z,=75000 過程 非約束 量分析 K201入口氣體 性質(zhì) 主要 取決于 重整原料性質(zhì)、 重整反應(yīng)苛刻度 、催化劑水氯平衡、 入口分液罐 D201的溫度和壓力 等因素 。二段入口氣體性質(zhì)主要取決于 K202一段出口氣體性質(zhì)和其 入口分液罐 D203的壓力和溫度。當(dāng)重整原料、催化劑性質(zhì) 及反應(yīng)苛刻度 基 本 不變的情況下，重整反應(yīng)生成物的組成基本不變。 同理，系統(tǒng)要求的 D20 D203壓力也較穩(wěn)定，其 溫度為 其入口 空冷 器 A20A203冷后溫度 。 本文設(shè)其冷后溫度分別為 T1， T2和 T3。 由式 1可知，能耗與氣體流量、 氣體入口溫度、壓比和氣體絕熱 指數(shù) 有關(guān)。對于理想氣體，狀態(tài)對絕熱指數(shù)的影響可以忽略。 查閱 本 裝置的設(shè)計數(shù)據(jù)【 2】 ， r變化范圍為 ～ ，為簡化分析，可視為常數(shù) 。依據(jù)裝置的設(shè)計數(shù)據(jù)及日常操作數(shù)據(jù)分析 【 2】 ，裝置內(nèi)壓縮機 各段 出口氣經(jīng)空冷 、分液罐 至下一段入口的壓降為，不可忽略 。 （ 1） （ 2） （ 3） Ps ：入口壓力 Pd : 出口壓力 Po : 標準狀態(tài)壓力 Ts ：入口溫度 Td : 出口溫度 To : 標準狀態(tài)溫度 Vs ：入口流量 Vd : 出口流量 Vo : 標準狀態(tài)下流量 r ： 氣體絕熱指數(shù) Ws : 過程 軸功 ， 大于 0，為壓縮機對氣體所做的軸功；小于 0，為 氣體對用功或耗功設(shè)備所做軸功 。 （沒有注意在計算過程中應(yīng)采用的是絕壓！ ，可加上經(jīng)濟性，及功效率的概念。依據(jù)上述分析的約束條件， 在滿足機組安全運行及工藝要求的基礎(chǔ)上 ， 可 計算出滿足過程約束條件下 理論 上 y和 z的最小 值 ，結(jié)果如表 5所示 。當(dāng) x90000Nm3/h時，控制閥上沒有能耗，過 程最經(jīng)濟。 由上述分析可知，裝置產(chǎn)氫量越大，機組運行能耗越大，但經(jīng)濟性越好。 （過程中分析忽略的部分可以通過類似增濕及減濕法去進行理論計算， H2認為是載氣
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