發(fā)布時間：2020-06-13 02:26

【摘要】：隨著能源工業(yè)的迅速發(fā)展,沼氣作為一項極具應(yīng)用前景的生物質(zhì)能源,其開發(fā)和利用受到了國家的高度重視,利用沼氣生產(chǎn)液態(tài)燃料成為沼氣產(chǎn)業(yè)化的一個重要發(fā)展方向。但沼氣制油技術(shù)在國內(nèi)還處于初步設(shè)計研究階段,易燃易爆有毒的工藝介質(zhì)和高溫高壓的工藝條件決定沼氣制油運行過程中存在著許多潛在危險有害因素。因此,沼氣制油過程風(fēng)險分析顯得尤為重要,基于本質(zhì)安全設(shè)計策略,對初步設(shè)計階段工藝進行風(fēng)險分析和多目標優(yōu)化,可以在提高裝置本質(zhì)安全的基礎(chǔ)上保障經(jīng)濟效益。目前,沼氣制油方面的研究有限,大多是以提高經(jīng)濟效益為主針對工藝進行分析優(yōu)化,但未過多考慮沼氣制油過程中存在的風(fēng)險,容易造成過程風(fēng)險和經(jīng)濟效益的失衡�；谡託庵朴图夹g(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀,本文綜合分析各種多目標優(yōu)化方法,利用化工流程模擬軟件HYSYS對沼氣制油過程進行穩(wěn)態(tài)模擬,研究工藝運行過程中參數(shù)偏差對工藝的影響,確定主要影響參數(shù)及其安全運行范圍,并結(jié)合HYSYS動態(tài)模擬進行偏差動態(tài)仿真,研究動態(tài)變化規(guī)律,量化事故后果及建議措施;基于HYSYS-MATLAB接口開發(fā)混合仿真平臺,將HYSYS流程模擬與MATLAB優(yōu)化算法相結(jié)合,構(gòu)建基于HYSYS-MATLAB的多目標優(yōu)化框架模型,并應(yīng)用于沼氣制油過程優(yōu)化中,以本質(zhì)安全和過程利潤為目標進行多目標優(yōu)化,確定最優(yōu)進料條件,有效平衡廠區(qū)本質(zhì)安全和經(jīng)濟效益。最后,對沼氣制油裝置區(qū)布局進行設(shè)計和事故后果風(fēng)險評估,結(jié)合FLACS仿真模擬對泄漏事故場景下的裝置區(qū)布局進行風(fēng)險評估,提出基于事故后果的布局方案,從工藝和布局兩方面提高沼氣制油過程的本質(zhì)安全。通過模擬和仿真更切合實際,為沼氣制油初步設(shè)計提出合理化的建議,為沼氣制油技術(shù)在我國的應(yīng)用和發(fā)展提供借鑒意義。
【圖文】：

(d) 儲罐設(shè)施部分(d) Storage tank process圖 2-3 沼氣制油過程 HYSYS 模擬流程(a-d)Fig.2-3 Biogas-to-oil process simulation in HYSYS (a-d)表 2-3 主要物流參數(shù)模擬值Table 2-3 Main feed parameters simulation value物流名稱 2(凈化沼氣) 3(空氣) 4 syngas to FT Syngas溫度(℃) 116 25 767.9 191.3壓力(bar) 2.5 1 2 21摩爾流量(kmol/h) 3.511 7.743 15.75 13.85質(zhì)量流量(kg/h) 87.86 223.4 341.3 307.2摩爾流量(kmol/h)CO 1.8810 1.8810H23.7704 3.7704CO21.1160 1.4588 1.4587CH42.2320 0.0082 0.0082N26.1210 6.1210 6.1210H2O 0.1630 2.5111 0.6151

第 3 章 沼氣制油過程風(fēng)險分析及仿真研究表 3-3 費托合成過程控制器設(shè)置相關(guān)參數(shù)Table 3-3 Fischer-Tropsch synthesis process tunning parameter set values制器 TIC-4 TIC-5 PIC-2 PIC-3 LIC-1 LIC-2 LIC-3PVsyngas-1(溫度)R-102(溫度)TIC-2(OP)V-100(壓力)D-103(液位)V-100(液位)V-100(液位)MIN 0 300 ℃ 0 0 0 0 0MAX 350 ℃ 350 ℃ 1 20 bar 50% 10 kmol/h 1000 ℃OP QEH-102 PIC-1 V01 V03 V02 V04 V05MIN 0 0 0MAX 10000 kcal/h 6 m 6 mKc1 1 2 2 2 2 2Ti20 20 2 2 10 10 10Td0 0 0 0 0 0 0添加溫度、壓力、流量及液位控制器后建立的甲烷重整過程和費托合成過程動態(tài)型如圖 3-2(a-b)所示。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ517

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本文編號：2710491