氨合成系統模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、合成氨工業(yè)是化工領域的支柱行業(yè)，其生產過程的模擬與優(yōu)化研究勢在必行。氨合成系統作為合成氨生產裝置的核心部分，是合成氨裝置增產節(jié)能的關鍵環(huán)節(jié)之一。本文從生產實際出發(fā)，采用計算機模擬技術對某180kt/a的氨合成系統進行模擬分析，主要工作包括以下幾個方面：
　　 (1)根據氨合成系統的特點，選擇合適的單元操作模型以及熱力學模型，采用流程模擬軟件Aspen Plus對氨合成系統進行模擬計算，獲得了系統物料平衡與能量平衡數據，并將模擬計

2、算值與實際生產值進行對比，結果表明二者數值吻合良好。說明本文所建立的氨合成系統計算模型能反映系統的實際運行情況，可在此基礎上對系統進行優(yōu)化研究。
　　 (2)在氨合成系統準確模擬的基礎上，對氨合成系統主要設備的用能情況進行了分析，考察了系統壓力、熱交換器冷側出口氣體溫度、水冷器出口溫度、氨冷溫度的變化對主要設備能耗的影響，從工藝操作參數上考慮如何減少系統能量消耗。
　　 (3)綜合考慮氨合成系統公用工程消耗、原料氣消耗、

3、設備折舊及氨產量等因素，提出以氨合成系統凈收益為目標函數的優(yōu)化方法，并以系統凈收益最大為目標函數得到了各主要操作參數的優(yōu)化值：合成壓力20.4MPa，合成塔進口氣體溫度370℃，放空氣比例0.04，新鮮氣氫氮比3.0，循環(huán)壓縮機絕熱效率0.8，氨合成塔進塔氣主線流量所占比例0.55。
　　 (4)將Aspen Plus流程模擬與正交試驗相結合的優(yōu)化方法應用于氨合成系統優(yōu)化研究中，不僅確定了各操作因素的優(yōu)化方向、影響效果，也得到了