论文题目：天然气净化系统能耗分析及其节能优化研究
摘要：随着全球环境问题日益增多,节能降耗已成为人类社会不可避免的话题。天然气是当今非常重要的常规能源之一,且天然气净化属于高耗能行业,而目前国内节能技术的研究深度较国外研究相差较大,天然气净化节能工作的开展具有相当重要的意义。本文以鄂尔多斯某天然气净化厂400×104m3·d-1的净化装置及辅助装置为研究对象,根据调研数据进行了能耗分析,在此基础上利用Aspen HYSYS模拟软件分别对包括净化装置、甲醇回收装置及硫磺回收装置在内的装置搭建出流程模拟。在验证过的各装置流程模型基础上,对单装置及跨装置角度开展了节能优化,首先利用Aspen Energy Analyzer软件根据夹点技术进行了换热网络优化,其次从操作参数或设备改造方面优化,对涉及更换的换热器采用了HTRI软件设计选型,统计优化效果,并与节能方案的现场应用效果比较,最后根据研究过程利用Visual Basic6.0编程工具进行了软件开发。具体研究成果包括:（1）通过前期开展的大量数据收集及整理工作,得到净化厂改造前的实际能耗数据,其中净化装置能耗为66.7634kgce/104m3,甲醇回收装置能耗为10.9914kgce/104m3,硫磺回收装置总产能9.1137kgce/104m3。（2）对各装置进行了流程模拟研究,利用Aspen HYSYS建立了装置的基础模拟模型,通过模拟数据与实际装置运行参数验证了模型可行。（3）净化装置节能优化结果,其换热网络合理,随后采用了操作参数优化,结果表明,其他参数不变的条件下:MDEA溶液循环量由180m3·h-1降低至150m3·h-1时,可节约单位能耗2.3452kgce/104m3;TEG循环量由6.05 m3/h将至5.5 m3/h后,节约单位能耗为0.5960kgce/104m3;TEG循环液的温度由50℃降低升高至54℃时,节约单位能耗为1.3596kgce/104m3。（4）甲醇回收装置节能优化结果,其换热网络合理,随后提出机泵变频节电的节能方案,计算得该方案预估建设投资为6.06万元,预计静态回收期为0.18年,可节约单位能耗为1.6692kgce/104m3。（5）硫磺回收装置换热网络合理,随后分别进行了硫磺回收与净化装置间、硫磺回收与甲醇回收装置间的换热网络优化,确定了两个优化方案,一是硫磺回收中压蒸汽与脱水工段TEG富液换热,二是硫磺回收低压蒸汽与甲醇回收塔底水换热;利用HTRI软件对预热器进行设计选型,计算得到两个优化方案建设投资为179.63万元,优化收益为每年257.25万元,预计回收期为0.71年,可节约单位能耗为16.0914kgce/104m3。（6）节能优化方案现场应用效果表明,改造后净化厂单位总能耗为50.4794kgce/104m3,较改造前单位总能耗68.6667kgce/104m3相比降低了 18.2073kgce/104m3。（7）利用Visual Basic6.0软件编程工具,结合研究中涉及部分方法,开发出石油化工装置对标节能优化软件,具有能耗分析、夹点分析及参数优化等功能,可为其他企业参考。
关键词：天然气;流程模拟;夹点技术;节能优化;软件开发
学科专业：化学工艺
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.3 研究内容及思路
第二章 净化装置能耗分析与节能优化研究
2.1 净化装置能耗分析
2.2 净化装置工艺流程
2.3 净化装置流程模拟
2.3.0 模拟流程的热力学选择
2.3.1 脱硫单元模拟流程的建立与验证
2.3.2 脱水单元流程模拟的建立与验证
2.4 节能优化措施及效果
2.4.1 脱硫单元节能优化措施及效果
2.4.2 脱水单元节能优化措施及效果
2.5 本章小结
第三章 甲醇回收装置能耗分析与节能优化研究
3.1 甲醇回收装置能耗分析
3.2 甲醇回收装置工艺流程
3.3 甲醇回收装置流程模拟
3.3.1 模拟流程的热力学选择
3.3.2 模拟流程的建立与验证
3.4 节能优化措施及效果
3.4.1 节能优化措施
3.4.2 节能优化效果
3.5 本章小结
第四章 硫磺回收装置能耗分析与节能优化研究
4.1 硫磺回收装置能耗分析
4.2 硫磺回收装置工艺流程
4.3 硫磺回收装置流程模拟
4.3.1 模拟流程的热力学选择
4.3.2 模拟流程的建立与验证
4.4 硫磺回收装置节能优化
4.5 跨装置换热网络优化
4.5.1 硫磺回收装置与净化装置换热网络优化
4.5.2 硫磺回收装置与甲醇回收装置换热网络优化
4.5.3 节能优化效果
4.6 天然气净化厂节能优化方案现场应用效果
4.7 本章小结
第五章 节能优化软件开发
5.1 概述
5.2 软件结构
5.3 软件主界面
5.4 能耗分析界面
5.5 夹点分析界面
5.6 参数优化界面
5.7 关于软件界面
第六章 结论与创新点
6.1 结论
6.2 创新点
致谢
参考文献
附件