【摘 要】
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化工行业中,低温甲醇洗是比较常见的酸性气体净化单元,其操作不但影响着能耗,也影响到后续产品的质量以及大气环境问题。但由于其机理复杂、变量众多且需要消耗大量的公用工程。因此,如何在不改变流程和设备的条件下,契合可调节参数,使该单元始终处于理想运行状态,降低能耗及生产成本,一直是工业界与学术界研究的热点问题。为此本文针对低温甲醇洗工艺的特点,分别采用数据分析与流程模拟的手段,对排放气指标与能耗进行建模
【基金项目】
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国家自然科学基金重点项目（21736004）
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化工行业中,低温甲醇洗是比较常见的酸性气体净化单元,其操作不但影响着能耗,也影响到后续产品的质量以及大气环境问题。但由于其机理复杂、变量众多且需要消耗大量的公用工程。因此,如何在不改变流程和设备的条件下,契合可调节参数,使该单元始终处于理想运行状态,降低能耗及生产成本,一直是工业界与学术界研究的热点问题。为此本文针对低温甲醇洗工艺的特点,分别采用数据分析与流程模拟的手段,对排放气指标与能耗进行建模分析,主要研究如下:一、采用数据分析的手段分析排放气中甲烷含量超标问题。由于在实际运行中,低温甲醇洗过程的入口流量每天都会发生些许变化,这就导致甲烷的调控是一个动态问题,需要对其进行实时分析,而数据分析则能够高效、快速的找出制约甲烷含量的关键因素,并指导调整。在此本文分别采用BP神经网络与LSTM网络进行建模,最终确定LSTM网络更适合本流程。然后结合历史回溯法进行甲烷调控,使甲烷排放量可以不断降低。二、使用PSRK方程对低温甲醇洗过程进行流程模拟。重点研究了H2S吸收塔、CO2吸收塔、CO2闪蒸塔、H2S浓缩塔、热再生塔以及尾气洗涤塔,模拟结果与实际值吻合较好。针对CO2等物质在甲醇中溶解热不准问题,通过采用热量补偿方式进行修正,并对主要成分在塔内的浓度分布情况进行了分析。三、使用PSO算法结合Aspen Plus,找出经济效益最优时的决策变量。通过对流程的分析,确定出决策变量及其可行域,在本文中,共选取了六个决策变量:贫甲醇进料流量、半贫甲醇进料流量、进CO2闪蒸塔气提氮气流量、进H2S浓缩塔气提氮气流量、进H2S浓缩塔甲醇流量以及CO2闪蒸塔进H2S浓缩塔ⅠⅠⅠ段流量。以排放气及净化气指标为约束条件,最终得到优化后流程相较于原流程经济成本可降低约160万元/年。
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