[發(fā)明專利]氫氣回收系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710563835.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN109248541B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王陽(yáng)峰;張英;張龍;張勝中;孟凡忠;高明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號(hào): B01D53/047
• 分類號(hào): B01D53/047;B01D53/22;C01B3/56;G06F30/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種氫氣回收系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法及系統(tǒng)，方法包括：建立氫氣回收系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬模型，氫氣回收系統(tǒng)包括變壓吸附單元和膜分離單元；對(duì)氫氣回收系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬模型進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，獲取所述氫氣回收系統(tǒng)輸出的產(chǎn)品氫組成和流量；判斷求解結(jié)果中的產(chǎn)品氫組成和流量是否滿足預(yù)設(shè)計(jì)算要求，若滿足預(yù)設(shè)計(jì)算要求，則建立所述氫氣回收系統(tǒng)的整體優(yōu)化模型，以及分別建立所述氫氣回收系統(tǒng)中變壓吸附單元和膜分離單元的子系統(tǒng)優(yōu)化模型；分別對(duì)變壓吸附單元和膜分離單元的子系統(tǒng)優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化求解，并根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)優(yōu)化模型的優(yōu)化求解結(jié)果確定整體優(yōu)化模型的優(yōu)化求解結(jié)果。本發(fā)明能夠最大化氫氣回收效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煉廠氫氣資源優(yōu)化研究技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氫氣回收系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著加工原油的重質(zhì)化、劣質(zhì)化趨勢(shì)加劇及產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)要求加強(qiáng)，氫氣在煉廠中對(duì)于保障合格產(chǎn)品的生產(chǎn)日益重要，而高昂的產(chǎn)氫成本和產(chǎn)氫裝置投資，使得氫氣的回收尤為重要。

對(duì)于煉廠而言，常見的氫回收技術(shù)主要有變壓吸附技術(shù)及膜分離技術(shù)。變壓吸附法是利用裝在立式壓力容器內(nèi)的硅膠、活性炭、分子篩等固體吸附劑，對(duì)混合氣體中的各種雜質(zhì)進(jìn)行選擇性吸附，從而達(dá)到氣體分離的目的。膜分離法是以膜兩側(cè)的氣體分壓差為推動(dòng)力，利用不同氣體在膜中滲透速率的差異，使其在膜兩側(cè)富集以實(shí)現(xiàn)分離的過(guò)程。

當(dāng)前煉廠氫回收裝置優(yōu)化研究主要有以下幾方面：

(1)生產(chǎn)運(yùn)行中，技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及理論指導(dǎo)對(duì)其所負(fù)責(zé)的氫回收裝置進(jìn)行優(yōu)化操作。通常情況下，他們較少深入研究公司內(nèi)其他氫回收裝置的性能特點(diǎn)，不能從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮整個(gè)公司范圍內(nèi)氫回收裝置間的協(xié)同優(yōu)化，不能充分發(fā)揮氫回收裝置的有效合力。

(2)各類氫回收裝置的優(yōu)化研究。主要側(cè)重于裝置本身的優(yōu)化，未充分研究氫回收裝置間的組合優(yōu)化、原料優(yōu)化等，未從整個(gè)氫氣回收系統(tǒng)角度優(yōu)化氫氣的高效、經(jīng)濟(jì)回收。

(3)煉廠氫資源系統(tǒng)優(yōu)化研究。其氫回收部分主要側(cè)重于氫回收裝置能耗、氫氣回收效率的簡(jiǎn)單測(cè)算，不能進(jìn)行氫回收裝置優(yōu)化操作分析、裝置間協(xié)同優(yōu)化研究、裝置進(jìn)料適應(yīng)性分析等。

因此，如何將現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題加以解決，而提供一種高效的氫回收系統(tǒng)優(yōu)化研究方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所在。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種氫氣回收系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法及系統(tǒng)，本發(fā)明能夠最大化氫氣回收效益，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

具體地，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種氫氣回收系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法，包括：

步驟S1：建立氫氣回收系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬模型，所述氫氣回收系統(tǒng)包括：變壓吸附單元和膜分離單元中的至少一個(gè)單元；所述變壓吸附單元包括至少一個(gè)變壓吸附裝置，所述膜分離單元包括至少一個(gè)膜分離裝置，所述變壓吸附裝置和所述膜分離裝置中根據(jù)預(yù)設(shè)需要選擇性地設(shè)置有壓縮機(jī)模塊；

步驟S2：根據(jù)所述氫氣回收系統(tǒng)中變壓吸附單元和膜分離單元的設(shè)計(jì)參數(shù)和操作參數(shù)，設(shè)定進(jìn)入所述變壓吸附單元中各變壓吸附裝置以及進(jìn)入所述膜分離單元中各膜分離裝置的含氫流股的流量大小，設(shè)定所述變壓吸附單元中各變壓吸附裝置的吸附平衡動(dòng)力學(xué)參數(shù)初始值，以及設(shè)定所述膜分離單元中各膜分離裝置的組分滲透速率參數(shù)初始值；其中，所述氫氣回收系統(tǒng)中的含氫流股包括進(jìn)出變壓吸附單元、膜分離單元的含氫流股，以及排放至煉廠瓦斯系統(tǒng)的含氫流股；

步驟S3：對(duì)所述氫氣回收系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬模型進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，獲取所述氫氣回收系統(tǒng)輸出的產(chǎn)品氫組成和流量；