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催化裂化能量密集度高,拥有不同品位的热物流,产能过剩,为实现低温保存,产品需要大量的冷公用工程冷却,因此,需要消耗大量的冷公用工程。气分工艺为实现理想分离,需要大量的热公用工程。因此,进行装置间的热耦合研究,对两工艺之间能量进行合理的分配利用,具有非常重要的理论指导意义。 本文以催化裂化装置和气分装置为研究对象,设计初始换热流程,借助 Aspen Energy Analyzer软件对初始换热网络进行用能分析,找到换热的“瓶颈”,然后根据夹点技术的基本原则重新设计换热网络,并运用“松弛法”进行优化,保证换热器选择合理,最后根据优化方案调整工艺流程。 本设计以夹点技术为主要理论依据,对系统中所有的冷热物流根据热力学目标,进行合理的匹配,通过换热器回收热量,节省冷热公用工程的用量;节省了换热面积,同时换热器相对传热温度进行优化,可以进一步减少换热面积,从操作费用和设备费用两方面降低成本,提高效益。 通过本文的研究,热耦合之后的优化流程相较于工厂数据,热公用工程可以节能17.5%,冷公用工程可节能16.2%,换热面积可节能37.9%;具有非常明显的经济效益。 不同装置间的热耦合技术可以从催化裂化和气分装置推广到更多的工艺流程乃至整个化工领域。结合夹点技术在节水、污水治理等领域的运用,该技术的研究将有更加深远的意义。