目前，換熱網路整合主要有三種方法：試探法，夾點技術，數學規劃法。其中，夾點技術以其使用簡單，直觀和靈活的優點被廣泛的使用。
但夾點技術也有其缺點，夾點在應用中的主要缺陷有兩點：過於注重能量的節省，而在裝置和經濟上的考慮略顯不足；有些夾點匹配技術（如利用分流技術來匹配物流）在工藝的難以實現。
本專案換熱網路整合以夾點為基礎，綜合考慮多方面因素，尋找合適於本工藝的換熱網路。為了減少公用工程的消耗，實現節能降耗和降低執行成本，在初步設計階段，利用aspen hx-net模組進行計算機輔助換熱網路的整合和優化，由於本專案屬於新建專案，執行成本將是乙個重要的考核引數，其中公用工程的能耗是重點之一，同時考慮工藝需要和實際條件，找到裝置投資與執行費用的平衡點達到經濟利益的最優化。
根據本專案的工藝特點將整個生產過程分成三個工段：mto反應工段、預分離及催化裂化工段、深冷分離工段。但綜合考慮車間工段間的距離等因素，在進行換熱網路整合時，分成四個工段：
mto反應工段、預分離工段、催化裂化工段、深冷分離工段，先分工段進行夾點匹配、優化匹配，最後對全全流程的換熱網路、公用工程進行整合與調優，達到能量的綜合匹配與有效利用。
1. 分工段換熱網路整合
（1）mto反應工段
①物流資訊提取
aspen plus流程模擬提示「no error and warning」，通過aspen hx-net的自動匯入功能對換熱物流資訊進行提取，手動檢查物流資訊，將提取有差異的資訊輸入至換熱網路中，並補加部分物流，選擇公用工程的型別及溫度。mto反應工段物流提取資訊見表5-1所示，熱量**及公用工程資訊見表5-2所示。
表5-1 mto反應工段物流提取資訊
注：物流發生相變時出現分段，各段的物流密度由物流性質決定。
表5-2 mto反應工段熱量**及公用工程資訊
②能量分析
設定最小傳熱溫差為10℃，利用aspen hx-net對能量進行分析，溫焓圖如圖5-1所示，總組合曲線如圖5-2所示。
圖5-1 mto反應工段溫焓圖
圖5-2 mto反應工段總組合曲線
通過軟體計算得到，系統的公用工程夾點溫度為35-25℃，所需熱公用工程用量為：7.268×108 kj/h，冷公用工程用量為1.0888×109 kj/h。
③物流匹配
本工段mto出口急冷塔入口的物流由於工藝需要，需要快速冷卻，不適合長距離換熱，所以先進入廢熱鍋爐換熱，再預熱mto入口原料，最後用三元重冷劑冷卻到適宜溫度，同時換熱網路整合考慮了再生空氣的換熱，以及再生塔出口高溫空氣的餘熱**。綜合考慮工藝可行性、匹配原則、熱量**等原則，設計出mto反應工段換熱網路，如圖5-3所示。
圖5-3 mto反應工段換熱網路
（2）預分離工段
①物流提取
aspen plus流程模擬提示「no error and warning」，通過aspen hx-net的自動匯入功能對換熱物流資訊進行提取，手動檢查物流資訊，將提取有差異的資訊輸入至換熱網路中，並補加部分物流，選擇公用工程的型別及溫度。預分離工段物流提取資訊見表5-3所示，能量**及公用工程資訊見表5-4所示。
表5-3 預分離工段物流提取資訊
注：物流發生相變時出現分段，各段的物流密度由物流性質決定。
表5-4 預分離工段能量**及公用工程資訊
②能量分析
設定最小傳熱溫差為10℃，利用aspen hx-net對能量進行分析，溫焓圖見圖5-4所示，總組合曲線見圖5-5所示。
圖5-4 預分離工段溫焓圖
圖5-5 預分離工段總組合曲線
通過軟體計算得到，系統的公用工程夾點溫度有三個，溫度為124.0-114.0℃、109.
7-99.7℃、30.0-20.
0℃，所需熱公用工程用量為：7.268×108 kj/h ，冷公用工程用量為8.
063×106 kj/h。
③物流匹配
本工段只有物流與公用工程的換熱，而沒有物流間的換熱，原因在於，壓縮後的氣體不適合與物流進行換熱，所以用冷卻水進行冷卻，綜合考慮工藝可行性、匹配原則以及換熱距離，設計出預分離工段換熱網路見圖5-6所示。
圖5-6 預分離工段換熱網路
（3）催化裂化工段
①物流提取
aspen plus流程模擬提示「no error and warning」，通過aspen hx-net的自動匯入功能對換熱物流資訊進行提取，手動檢查物流資訊，將提取有差異的資訊輸入至換熱網路中，並補加部分物流，選擇公用工程的型別及溫度。預分離工段物流提取資訊見表5-5所示，能量**及公用工程資訊見表5-6所示。
表5-5 催化裂化工段物流提取資訊
注：物流發生相變時出現分段，各段的物流密度由物流性質決定。
表5-6 催化裂化工段能量**及公用工程資訊
②能量分析
設定最小傳熱溫差為10℃，利用aspen hx-net對能量進行分析，溫焓圖見圖5-7所示，總組合曲線見圖5-8所示。
圖5-7 催化裂化工段溫焓圖
圖5-8 催化裂化工段總組合曲線
通過軟體計算得到，本工段沒有夾點，需最少熱公用工程用量為：1.835×108 kj/h，最少冷公用工程用量為1.549×108 kj/h。
③物流匹配
本工段要保證催化裂化反應器內的溫度維持在624.7℃，需要大量的熱量，本設計擬先用催化裂化出口的高溫氣體預熱，再用深冷工段經分離、冷量**後的常溫甲烷燃燒而產生大量高溫煙道氣提供足夠的熱量。綜合考慮工藝可行性、匹配原則、能量的綜合**利用等原則，設計出催化裂化工段換熱網路見圖5-9所示。
圖5-9 催化裂化工段換熱網路
（4）深冷分離工段
①物流提取
aspen plus流程模擬提示「no error and warning」，通過aspen hx-net的自動匯入功能對換熱物流資訊進行提取，手動檢查物流資訊，將提取有差異的資訊輸入至換熱網路中，並補加部分物流，選擇公用工程的型別及溫度。深冷分離工段物流提取資訊見表5-7所示，能量**及公用工程資訊見表5-8所示。
表5-7 深冷分離工段物流提取資訊
注：物流發生相變時出現分段，各段的物流密度由物流性質決定。
表5-8 深冷分離工段能量**及公用工程資訊
②能量分析
設定最小傳熱溫差為10℃，利用aspen hx-net對能量進行分析，溫焓圖見圖5-10所示，總組合曲線見圖5-11所示。
圖5-10 深冷分離工段溫焓圖
圖5-11 深冷分離工段總組合曲線
通過軟體計算得到，本工段的夾點有兩個，溫度為40.4-30.4℃、-43.
1--53.1℃，熱公用工程用量為5.604×108 kj/h，公用工程用量為6.
309×108 kj/h。
③物流匹配
深冷工段溫位較低，對冷量的需求量很大，是能量整合的重點工段之一，除了考慮在空間布置和工藝等方面的匹配可行性外，合適的公用工程的選擇對與能量和費用的降低很重要。本工段換熱網路整合時，考慮了甲烷塔出口-105.7℃甲烷的冷量的**，此工段低溫甲烷換熱後公升溫至常溫，送至催化裂化工段燃燒產生高溫煙道氣。
另外針對不同溫位的公用工程進行選擇與優化，使用多品味公用工程（三元輕冷劑、三元中冷劑、三元重冷劑、冷卻水）的深冷工段換熱網路方案1見圖5-12所示，使用單一品味公用工程（乙烯冷劑、冷卻水）的深冷工段換熱網路方案2見圖5-13所示。
圖5-12 深冷分離工段換熱網路方案1
圖5-13 深冷分離工段換熱網路方案2
通過換熱網路計算結果的比較，方案1比方案2的總換熱面積大43.6%，裝置費高46.2%，操作費低91.
8%，總費用低88.6%，綜合考慮多方面，選擇深冷工段換熱網路方案1，即使用多品味公用工程。
2.全流程換熱網路整合
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