熱泵精餾流程構(gòu)建策略及應(yīng)用研究.pdf

1、在化工生產(chǎn)中精餾是應(yīng)用最廣泛的化工分離單元操作，也是主要的能源耗費場所。精餾塔的熱集成是精餾過程節(jié)能的重要途徑，而熱集成中的熱泵精餾更是最具有節(jié)能潛力的技術(shù)之一。因此，在精餾過程中采用熱泵精餾降低能耗和成本來提高經(jīng)濟效益具有重要的現(xiàn)實意義。 熱泵精餾是既向塔底供熱又向塔頂供冷的逆卡諾循環(huán)系統(tǒng)，節(jié)能的效果顯著，但如何在生產(chǎn)中應(yīng)用熱泵精餾是過程集成和過程強化的難點。為此本文基于對熱泵精餾原理及各種類型熱泵精餾特點的分析，通過實例研究

2、，應(yīng)用將復(fù)雜問題分解為相對獨立的子問題然后逐一求解的思想，提出了一個六層次策略來求解較優(yōu)熱泵精餾流程，并對每一層次分別求解，使構(gòu)建較優(yōu)熱泵精餾流程的復(fù)雜性得到較好的解決。 通過分析常規(guī)和熱泵精餾系統(tǒng)的熱力學(xué)特性，建立了熱泵精餾流程數(shù)學(xué)模型及優(yōu)化設(shè)計方法，針對不同的熱泵精餾流程結(jié)構(gòu)采用不同的優(yōu)化設(shè)計方法以獲得最大的經(jīng)濟效益；為驗證熱泵精餾流程的可行性提供有利依據(jù)，建立了用于確定熱泵精餾熱集成方案的經(jīng)濟評價標(biāo)準(zhǔn)；將策略與優(yōu)化設(shè)計算法

3、相結(jié)合應(yīng)用于熱泵精餾流程，以實現(xiàn)構(gòu)建較優(yōu)熱泵精餾流程。 根據(jù)提出的構(gòu)建熱泵精餾的策略和規(guī)則，以粗苯乙烯精餾塔和乙苯回收塔為例，進行了熱泵精餾流程的構(gòu)建及模擬與優(yōu)化設(shè)計。結(jié)果表明：粗苯乙烯塔應(yīng)采用A型開式熱泵精餾流程，采用此熱泵精餾流程一次性投資增加577.5萬元，但可節(jié)約能耗83.74％，總經(jīng)濟效益每年可增加1607.8萬元；乙苯回收精餾塔的塔底與塔頂溫差(41.7℃)較大，不適合應(yīng)用熱泵精餾流程，采用熱泵精餾流程后不具備好的經(jīng)