气体综合利用——氢气资源优化利用技术

中凯化学(大连)有限公司与英国工艺集成有限公司合作,采用曼彻斯特大学的氢资源优化利用技术,可对各个用氢环节和整个氢气网络进行合理的优化,为炼厂提供合理、有效、可靠的氢气资源优化利用解决方案,从而提高炼厂的氢资源的利用效率,降低成品油的加工成本,为炼厂带来客观的经济效益。

技术特点

炼厂氢气网络优化的目的就是在满足炼厂生产需求的前提下,最小使用新氢和最少排放废氢到燃料气管网,使炼厂氢气网络的年总成本最小。本技术采用的氢资源优化软件H2-int,是目前国际上最为成熟、应用最为广泛的氢资源优化模拟软件。该软件基于氢气网络优化技术——氢夹点分析技术、氢网络优化设计方法,与数学模型的线性或非线性规划算法相结合的基础上开发的,并逐步将工业应用积累的丰富的时间经验完善到软件当中。

  H2-int的功能包括以下几个方面:
  ■ 氢网络夹点分析
  ■ 氢网络设计与操作优化
  ■ 氢提纯单元的优选
  ■ 制氢单元的集成
  ■ 氢网络的严格模拟与优化

  H2-int可以改善炼厂氢气网络的设计和操作性能、帮助炼厂改进氢气网络的效率、可以为氢气回收和氢工厂生产设定最小氢消耗目标,也可以为氢气纯化装置的有效利用提供指导。技术人员可以在简单的图形界面下,对氢气资源的消耗进行估计,从而对过程工艺设计优化、灵敏度分析和生产计划进行深入了解。这种将图形对象方法与数学优化算法相结合的设计理念,能够充分考虑一些实践中可能遇到的复杂问题,比如压缩费用、管路费用和天然气杂质等。

服务内容

建立各氢源、氢阱、氢提纯单元的机理和经验模型,并利用炼厂的实际生产数据对模型进行校正,作为对整个氢系统进行分析和优化的基础。考虑的影响因素包括制氢原料的优选、产氢与用氢单元的流量/氢气纯度/压力匹配、氢气分配系统中的管线布局和压缩费用、氢气的直接回收利用与提浓、膜分离和变压吸附装置的优选和集成应用、氢气回收对燃料气系统的影响、各项改造方案的技术经济分析等因素,对氢气网络进行全面的分析。可以根据客户的需求,提供如下不同的氢气资源优化利用解决方案:

  分析炼厂用氢瓶颈
  迅速诊断氢系统的关键位置,找出炼厂用氢的瓶颈所在,确定系统的最小用氢目标。

  提供少投资的氢资源利用方案
  通过改善氢气系统操作参数和管线布局等,提出在不投资和较少投资的情况下氢气资源的优化利用方案。此方式通常可减少全厂氢气消耗5%~10%。

  提供增加投资下的氢资源利用方案
  对炼厂氢气系统进行整体设计及项目实施,提供较为复杂的氢气系统优化改造方案,如新增/改造压缩设备、调整制氢原料、增加氢气回收单元、集成氢气回收单元如膜分离和变压吸附的组合应用方式等,可减少全厂氢气消耗15%~30%。并且,可以有效结合合同能源管理,为企业提供项目改造资金,实现零成本、零风险的交钥匙工程。