换热网络.docx
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换热网络集成
1.分工段换热网络集成
（1）异构化反应工段
①物流信息提取
Aspenplus流程模拟提示“noerrorandwarning”,通过AspenHX-Net的自动导入功能对换热物流信息进行提取，手动检查物流信息，将提取有差异的信息输入至换热网络中，并补加部分物流，选择公用工程的类型及温度。
异构化反应工段物流提取信息见表1所示，热量回收及公用工程信息见表2所示。
表1异构化反应工段物流提取信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
热容流率（kj/℃·h）
焓值（kj/h）
流量（kg/h）
异构化反应前
20.0
140.0
1.575E06
7.057E06
8709
140.0
260.0
1.979E06
260.0
380.0
2.326E06
异构化反应后
400.0
221.1
2.305E04
6.728E06
8709
221.1
78.0
1.821E04
注：
物流发生相变时出现分段，各段的物流密度由物流性质决定。
表2异构化反应工段热量回收及公用工程信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
目标负荷（kj/h）
目标流量（kg/h）
生产高压蒸汽
249.0
250.0
0
0
高温炉气加热
500.0
250.0
3．288E05
1315.02
空冷
30.00
35.00
0
0
②能量分析
设定最小传热温差为10℃，利用AspenHX-net对能量进行分析，温焓图如图1所示，总组合曲线如图2所示。
图1异构化反应工段温焓图
图2异构化反应工段总组合曲线图
通过软件的计算，系统无夹点，所需热公用工程用量为6.406E05KJ/H，冷公用工程用量为0。
③物流匹配
本工段反应起始温度较高，需要加热量较大，为了更好的利用反应后气体温度，同时换热网络集成考虑了再生空气的换热，以及高温反应后气体的余热回收。
综合考虑工艺可行性、匹配原则、热量回收等原则，设计出异构化反应工段换热网络，如图3所示。
图3异构化反应工段换热网络
（二）MTBE合成工段
①物流信息提取
Aspenplus流程模拟提示“noerrorandwarning”,通过AspenHX-Net的自动导入功能对换热物流信息进行提取，手动检查物流信息，将提取有差异的信息输入至换热网络中，并补加部分物流，选择公用工程的类型及温度。
异构化反应工段物流提取信息见表1所示，热量回收及公用工程信息见表2所示。
表1MTBE合成工段物流提取信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
热容流率（kj/℃·h）
焓值（kj/h）
流量（kg/h）
催化精馏后冷却分离前
61.9
7.5
7．611E04
4.169E06
2855
原料气预热
78.0
65.0
1.554E04
2.20E05
8709
催化精馏塔再沸器
129.0
129.3
-2.229E08
1.091E08
9913
129.3
129.4
-2.021E08
129.4
129.5
-2.240E08
MTBE精制塔再沸器
117.7
117.9
-4.042E06
2.026E06
9778
117.9
118.1
-4.091E06
118.1
118.2
-4.253E06
催化精馏塔冷凝器
62.4
62.4
1.927E08
1.074E08
2855
62.4
62.3
2.388E08
62.3
61.9
2.146E08
MTBE精制塔冷凝器
112.0
111.9
4.952E06
2.368E06
134.6
111.9
111.7
4.698E06
111.7
111.5
4.730E06
醚化反应器
70.8
65.0
1.437E06
8.274E06
…
注：
物流发生相变时出现分段，各段的物流密度由物流性质决定。
表2MTBE合成工段热量回收及公用工程信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
目标负荷（kj/h）
目标流量（kg/h）
空冷
30.0
35.0
0
0
中压蒸汽加热
175.0
174.0
1.112E08
5.61E04
冷冻盐水
-5.0
15.0
1.225E08
1.531E06
②能量分析
设定最小传热温差为10℃，利用AspenHX-net对能量进行分析，温焓图如图1所示，总组合曲线如图2所示。
图1MTBE合成工段温焓图
图2MTBE合成工段总组合曲线图
通过软件的计算，系统公用夹点温度有2个，温度为118.7～117.7℃、112.0～111.0℃，所需热公用工程用量为1.112E08KJ/H，冷公用工程用量为1.225E08KJ/H。
③物流匹配
本工段反应器比较多，综合考虑工艺可行性、匹配原则、热量回收等原则，设计出MTBE合成工段换热网络，如图3所示。
图3MTBE合成工段换热网络
（三）MTBE精制工段
①物流信息提取
Aspenplus流程模拟提示“noerrorandwarning”,通过AspenHX-Net的自动导入功能对换热物流信息进行提取，手动检查物流信息，将提取有差异的信息输入至换热网络中，并补加部分物流，选择公用工程的类型及温度。
异构化反应工段物流提取信息见表1所示，热量回收及公用工程信息见表2所示。
表1MTBE精制工段物流提取信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
热容流率（kj/℃·h）
焓值（kj/h）
流量（kg/h）
MTBE裂解反应器前
118.2
118.7
6752
8.557E05
9778
118.7
118.7
3.432E07
118.7
149.8
5338
MTBE裂解反应器后
150.0
96.3
2711
2.130E06
9778
96.3
26.0
2.824E04
注：
物流发生相变时出现分段，各段的物流密度由物流性质决定。
表2MTBE精制工段热量回收及公用工程信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
目标负荷（kj/h）
目标流量（kg/h）
中压蒸汽
175.0
174.0
7.965E05
402.0
空气冷却
30.0
35.0
0
0
冷冻盐水
-5.0
15.0
2.071E06
2.588E04
②能量分析
设定最小传热温差为10℃，利用AspenHX-net对能量进行分析，温焓图如图1所示，总组合曲线如图2所示。
图1MTBE精制工段温焓图
图2MTBE精制工段总组合曲线图
通过软件的计算，系统公用夹点温度有1个，温度为128.2～118.2℃，所需热公用工程用量为7.966E05KJ/H，冷公用工程用量为2.071E06KJ/H。
③物流匹配
综合考虑工艺可行性、匹配原则、热量回收等原则，设计出MTBE精制工段反应工段换热网络，如图3所示。
图3MTBE精制工段换热网络
（四）MAA合成工段
①物流信息提取
Aspenplus流程模拟提示“noerrorandwarning”,通过AspenHX-Net的自动导入功能对换热物流信息进行提取，手动检查物流信息，将提取有差异的信息输入至换热网络中，并补加部分物流，选择公用工程的类型及温度。
异构化反应工段物流提取信息见表1所示，热量回收及公用工程信息见表2所示。
表1MAA合成工段物流提取信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
热容流率（kj/℃·h）
焓值（kj/h）
流量（kg/h）
二段氧化后
370.0
220.9
1.271E05
6.808E07
9.609E04
220.9
71.8
1.191E05
71.8
63.4
7.764E05
63.4
50.0
1.857E06
一段氧化前
-226.1
-172.1
1.233E05
4.076E07
5.381E04
-172.1
165.8
7.673E04
165.8
370.0
3.999E04
注：
物流发生相变时出现分段，各段的物流密度由物流性质决定。
表2MAA合成工段热量回收及公用工程信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
目标负荷（kj/h）
目标流量（kg/h）
高压蒸汽加热
249.0
250.0
1.001E07
5875
高温炉气加热
500.0
250.0
7.690E05
3076
空冷
30.0
35.0
1.808E07
3.616E06
②能量分析
设定最小传热温差为10℃，利用AspenHX-net对能量进行分析，温焓图如图1所示，总组合曲线如图2所示。
图1MAA合成工段温焓图
图2MAA合成工段总组合曲线图
通过软件的计算，系统公用夹点温度有2个，温度为370.0～360.0℃、259.0～249.0℃，所需热公用工程用量为7.792E05KJ/H，冷公用工程用量为2.772E07KJ/H。
③物流匹配
综合考虑工艺可行性、匹配原则、热量回收等原则，设计出MTBE精制工段反应工段换热网络，如图3所示。
图3MAA合成工段换热网络
（五）MAA精制工段
①物流信息提取
Aspenplus流程模拟提示“noerrorandwarning”,通过AspenHX-Net的自动导入功能对换热物流信息进行提取，手动检查物流信息，将提取有差异的信息输入至换热网络中，并补加部分物流，选择公用工程的类型及温度。
异构化反应工段物流提取信息见表1所示，热量回收及公用工程信息见表2所示。
表1MAA精制工段物流提取信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
热容流率（kj/℃·h）
焓值（kj/h）
流量（kg/h）
MAA一蒸塔冷凝器
MAA二蒸塔冷凝器
MAA一蒸塔再沸器
MAA二蒸塔再沸器
注：
物流发生相变时出现分段，各段的物流密度由物流性质决定。
表2MAA合成工段热量回收及公用工程信息
物流名称
类型
入口温度（℃）
出口温度（℃）
目标负荷（kj/h）
目标流量（kg/h）
冷却水冷却
空冷
低压蒸汽加热
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