图1  炼化企业氢气系统柔性设计与操作优化

技术简介

氢气系统集成优化技术路线包括：

（1）利用氢夹点分析技术，诊断炼厂氢气系统运行状况，挖掘系统用氢瓶颈，深度分析其节氢潜力及优化方向；

（2）对用氢装置进行严格模拟，将加氢反应动力学模型耦合于氢网络优化模型之中，实现氢气网络与用氢装置协同优化，集成优化氢气分配网络和加氢装置最佳操作条件；

（3）构建氢气网络超结构数学规划模型，在实际约束限制下进一步优化氢气网络拓扑结构，开发高效的混合整数非线性规划模型求解算法；

（4）结合炼厂总图布置，综合权衡工程投资成本和操作运行成本，充分依托现有氢管网进行优化改造，实现氢气网络系统集成。

图2  氢气系统集成优化技术路线

技术特点/技术指标

从制氢过程原料优化、临氢装置节氢管理、氢气资源回收利用和氢气网络整合优化四个方面开展氢气资源高效利用技术，对“产氢-耗氢-氢气回收-氢气管网”进行系统诊断分析与集成优化，实现氢气资源的梯级利用与精细管理，提高全厂氢气利用效率，最大程度降低氢耗、系统能耗和二氧化碳排放。

应用效果/经济效益

对于千万吨级炼厂，氢气系统集成优化后预计提高全厂氢气利用效率2%~5%，每年实现二氧化碳减排2~5万吨/年，增加经济效益约3000~6000万元/年。

技术推广应用情况

该技术已在全国5家炼化企业进行推广、开展和实施。其中，A炼化企业通过氢气系统优化及改造，预计实现二氧化碳减排约4.09万吨/年。