C6化工过程的能量分析
炼油厂能量消耗计算与评价方法
炼油厂能量消耗计算与评价方法炼油厂是一个能源密集型的工业领域，能源消耗对其运行效率和经济性至关重要。
因此，对炼油厂能量消耗的计算和评价方法十分重要。
炼油厂能量消耗的计算方法主要包括能量检测方法和能量平衡计算方法。
能量检测方法通过安装各类仪表来监测和计量炼油厂各个环节的能量消耗，从而得到能源消耗的详细数据。
这些仪表包括流量计、温度传感器、压力传感器等。
通过对这些数据进行处理，可以得到不同设备和工艺的能耗指标，并对能源消耗进行分析和评价。
能量平衡计算方法是一种基于物质和能量守恒原理的计算方法。
通过对物料、燃料和能量的输入和输出进行详细的分析，并进行能量平衡计算，可以得到炼油厂的能量消耗情况。
能量平衡计算涉及到石油加工过程中各种热量传递方式的计算，包括传导、对流和辐射等。
通过对炼油厂各个环节进行能量平衡计算，可以得到不同环节的能耗数据，为能源管理提供有效的依据。
除了能量消耗的计算方法，对炼油厂能量消耗的评价方法也是非常重要的。
评价方法包括能耗绩效评价、能源效率评价和节能潜力评价等。
能耗绩效评价是对炼油厂能耗指标进行定量评价的方法。
通过比较实际能耗和理论能耗，可以评估炼油厂的能耗绩效，找出能源消耗的问题和改进空间。
能耗绩效评价的指标包括能源利用率、单位产品能耗、单位应付产品能耗等。
能源效率评价是根据输入和输出的能量流量进行评估的方法。
通过对炼油厂能源输入和产品输出的能量流量进行分析，得到能源效率的评价指标，如能源利用效率、产品转换效率等。
能源效率评价可以帮助炼油厂了解能源利用的情况，为提高能源利用效率提供依据。
节能潜力评价是对炼油厂节能潜力进行评估的方法。
通过对炼油厂不同环节的能耗数据进行分析，找出能源消耗较高的环节和设备，并进行评价和改进。
节能潜力评价可以为炼油厂的节能措施和设备更新提供决策支持。
总之，炼油厂能量消耗的计算和评价方法是对其能源消耗情况进行监测和评估的重要工具。
通过选择合适的计算和评价方法，可以为炼油厂的能源管理和节能措施提供科学的依据和指导。
C6应用数据分析模型—微能力认证(作业) (12)
数据模型分析的方法从目前的数据库及数据仓库建模方法来说，主要分为四类。
第一类是大家最为熟悉的关系数据库的三范式建模，通常我们将三范式建模方法用于建立各种操作型数据库系统。
第二类是Inmon提倡的三范式数据仓库建模，它和操作型数据库系统的三范式建模在侧重点上有些不同。
Inmon的数据仓库建模方法分为三层，第一层是实体关系层，也即企业的业务数据模型层，在这一层上和企业的操作型数据库系统建模方法是相同的；第二层是数据项集层，在这一层的建模方法根据数据的产生频率及访问频率等因素与企业的操作型数据库系统的建模方法产生了不同；第三层物理层是第二层的具体实现。
第三类是Kimball提倡的数据仓库的维度建模，我们一般也称之为星型结构建模，有时也加入一些雪花模型在里面。
维度建模是一种面向用户需求的、容易理解的、访问效率高的建模方法，也是笔者比较喜欢的一种建模方式。
第四类是更为灵活的一种建模方式，通常用于后台的数据准备区，建模的方式不拘一格，以能满足需要为目的，建好的表不对用户提供接口，多为临时表。
下面简单谈谈第四类建模方法的一些的经验。
数据准备区有一个最大的特点，就是不会直接面对用户，所以对数据准备区中的表进行操作的人只有ETL工程师。
ETL工程师可以自己来决定表中数据的范围和数据的生命周期。
下面举两个例子：1）数据范围小的临时表当需要整合或清洗的数据量过大时，我们可以建立同样结构的临时表，在临时表中只保留我们需要处理的部分数据。
这样，不论是更新还是对表中某些项的计算都会效率提高很多。
处理好的数据发送入准备加载到数据仓库中的表中，最后一次性加载入数据仓库。
2）带有冗余字段的临时表由于数据准备区中的表只有自己使用，所以建立冗余字段可以起到很好的作用而不用承担风险。
举例来说，笔者在项目中曾遇到这样的需求，客户表{客户ID，客户净扣值}，债项表{债项ID，客户ID，债项余额，债项净扣值}，即客户和债项是一对多的关系。
其中，客户净扣值和债项余额已知，需要计算债项净扣值。
芳烃联合装置节能措施及效益分析
芳烃联合装置节能措施及效益分析摘要：持续改造和芳烃装置是炼油化工企业的主要生产单元之一。
因为改革能为芳烃装置提供原料，所以一般来说是作为组合单位建造的。
连续重整装置以精制石脑油和加氢裂化重石脑油为原料，以氢为副产品，生产高辛烷值汽油的混合组分，一般包括原料预处理、连续重整和催化剂再生装置。
芳烃装置采用改性油或购买的混合二甲苯作为原料生产苯、甲苯、对二甲苯和邻二甲苯。
吸附牵引技术的芳烃装置一般包括芳烃抽提取、不成比例、吸附分离、异构化、二甲苯提取和供应单元。
目前，世界上只有三家公司能够提供全套工艺包技术，包括中国石化自主开发的连续重整和芳烃成套技术。
关键词：芳烃装置；静设备；节能；优化引言受市场影响，河北新启元能源技术开发有限公司的芳烃抽提装置断断续续地启动和停止，每次启动时都需要建立调整质量的周期，只有质量质量设置合格后，才能输送材料，设备的周期调整时间通常为12小时，这使得公共能耗高，设备占用量低。
因此，通过优化工艺流程，将三塔(萃取、剥离、回收塔)的溶剂循环转化为两塔(萃取、回收塔)，可以加快启动周期的调整时间，减少公共能源的使用，提高设备的整体经济效益。
1芳烃联合装置工艺流程芳烃联合装置的工艺流程见图1所示。
来自加氢装置的石脑油进入2#连续重整装置，经过反应、精馏的重整脱戊烷油C+5进入重整油分离塔，塔顶物料C6、C7经冷却后送至芳烃抽提装置，塔底C7以上的物料通过白土塔脱除烯烃后与歧化装置甲苯塔塔底产物混合送入二甲苯塔第73层塔盘，异构化脱庚烷塔塔底产物送至二甲苯塔第39层塔盘。
二甲苯塔塔顶物料作为吸附分离原料，塔底物至重芳烃塔。
重芳烃塔塔顶物料送至歧化装置作原料，塔底物料经冷却后送出装置。
在吸附分离单元经吸附、解吸后得到产品对二甲苯送出装置，抽余液(贫二甲苯)送至异构化进行反应，再送至二甲苯塔。
图1芳烃联合装置工艺流程示意2芳烃抽提装置蒸汽用能现状及分析在芳香抽提装置中，3.7 MPa(g)过热蒸汽和锅炉水从装置管网通过过热器和过热器，产生3.7 MPa(g)satt蒸汽和2.2 MPa(g)satt蒸汽，分别发送到每个蒸汽消耗装置。
化工热力学 第一章
三、热力学的研究特点
（2）处理方法：以理想态为标准态加上校正。 ）处理方法：以理想态为标准态加上校正。 压缩因子） 气体 Z （压缩因子） 实际结果=理想结果 校正 实际结果 理想结果+校正 理想结果
化学热 力学的 方法 建立模型
逸度系数） 气体 φ （逸度系数） 活度系数） 溶液 γi（活度系数）
4.化工热力学的用途 4.化工热力学的用途
平衡问题（特别是相平衡） 多元相平衡数据是设计、 （3） 平衡问题（特别是相平衡）。多元相平衡数据是设计、 生产操作和产品质量控制必不可少的，尤其是产品众多、 生产操作和产品质量控制必不可少的，尤其是产品众多、分 离要求高的石油化工更是如此。 离要求高的石油化工更是如此。 产品分离：设备投资50~90%； ★ 产品分离：设备投资 ； 能量投资60~90%。 。 能量投资 精馏塔的设计。 ★ 精馏塔的设计。
纯物质的热力学数据研究比较透彻。 纯物质的热力学数据研究比较透彻。 混合物的种类更多，更有用，但非常难测。 ★ 混合物的种类更多，更有用，但非常难测。 尤其是极性物质、聚合物体系，电解质溶液。 ★ 尤其是极性物质、聚合物体系，电解质溶液。 ★ 在高压、低温下的物性数据更是当务之急。 在高压、低温下的物性数据更是当务之急。 实验费时、费力。 ★ 实验费时、费力。
理想溶液；化工热力学研究的是实际状态。 理想溶液；化工热力学研究的是实际状态。 实际状态 在任意温度、压力下， 在任意温度、压力下，多组分的状态
化工过程的能量分析
热交换网络的提出 一个化工生产过程的流程中，经常需要加热或冷却许多流股，用热水、蒸汽加热或用冷却水、冷冻液冷却。这种设计虽简单，设备投资费较少，但热力学效率常常是很低，能耗较 大，显然是不经济。 在流程内部用需要被冷却的较高温的流股来加热需要热量的低温的流股，可以实现能量的有效利用，从而节约了能量源，降低成本。
二、基本概念及热交换系统表示方法
换热网络的名词 热流：热交换网络内，那些需要由起始温度冷却到目标温度的流股。 冷流：热交换网络内，那些需要由起始温度被加热到目 标温度的流股。
在流程内建立热交换网络的根本目的：
减少流程对外界热源和冷源的需求，尽量使用流程内部的冷热流股互相搭配，以达到节约能源的目的。
热容流率的可行性原则
窄点处传热的温差最小为 △Tm,离开窄点处的传热温差应大于等于△Tm，即△T>△Tmin 因此，每个窄点匹配的流股热容流率应满足 窄点以上 CP热 < CP冷 窄点以下 CP热 > CP冷 同样上两式，可以合并成为一式，即窄点同一侧应满足 CP出 > CP入
3理想功、损失功和热力学效率
理想功是指系统在一定的环境下，沿着完全可逆的途径从一个状态变到另一个状态所能产生的最大有用功或必须消耗的最小有用功。 开系稳流过程的理想功计算式： Wid = ΔH - T0ΔS 损失功是由于过程的不可逆是系统产生熵而引起的作功能力的损失，不可逆过程的损失功计算式： WL = T0 ( ΔSsys + ΔSsur ) = T0ΔSt = T0ΔSg 损失功WL反映了实际过程的不可逆程度。
总流股数可行性原则 窄点以上流股数应满足 N热 < N 冷 窄点以上流股数应满足 N热 > N 冷 式中 N热 ------- 热流股数 N冷 ------- 冷流股数 根据前面的热交换网络的表示法，对于窄点来说，窄点以上热流股是流入的，冷流股是流出的。同样，窄点以下热流股是流出的，冷流股是流入的。所以上式可以合并用一个式子来表示，即在窄点的同一侧流股数必须满足： N流出 > N流入
C6应用数据分析模型—微能力认证(作业) (14)
能量的控制一、教材分析《能量的控制》是冀人版科学六年级上册第二单元《无处不在的能量》第六课内容。
在学生认识了声、光、电、磁等现象后，帮助学生认识生活中的能量，并为后面进一步研究能源奠定基础。
通过前面几课的学习，同学们知道了我们生活中常见的能量以及能量的转换。
而本课学习能量的控制，是本单元的重点，让学生感受到能量的转化和控制促进了人类技术的进步和发展，技术的进步又为人类更好地控制、转化能量提供了条件。
体现了科学与社会、生活、技术之间的联系。
二、学情分析这个单元主要学习与能量有关的知识，能量比较抽象，刚开始学这个单元的时候，学生没多大的兴趣，随着学习的深入，兴趣越来越高，因为能量与我们的生活很贴近，学生能够比较主动的去学习，对实验活动充满兴趣。
三、教学目标知识与技能：1、愿意通过实验或调查研究的方式对生活中的能量控制装置进行探究。
2、分析常见的简单能量控制装置作用和操作方法，推测能量控制装置的工作原理。
过程与方法：用图形或文字的方式设计能量控制的装置并制作。
情感态度与价值：能与同学交流自己的实验方案和实验发现。
能将所获得的知识运用到实际生活中，解决实际问题。
四、实验内容1、探究生活中有哪些控制声、光、电、磁、热、气等能量装置，分析他们的作用，控制的是什么能量，是怎样操作的，并完成记录表。
2、设计能量控制装置：根据自己设计的主题，明确能量控制装置的类型；根据装置类型，设计能量控制装置的结构，并用简图表示出来；与小组同学交流合作，改进方案。
五、教学准备交互式电子白板、交互式白板学科工具、多媒体课件、101教育PPT软件、电池盒、导线、灯泡、铅笔芯、电源开关、废旧水瓶、小水车、玩具喇叭、蜂鸣器、蜡烛、瓷盘、铁钉、卡纸、剪刀、胶带、线绳等，展示超声波传感器、光敏传感器、热敏电阻、人体传感器、温度传感器、火焰传感器等智能控制元件。
六、创新要点本课利用交互式电子白板，通过学科工具，让学生认识生活中常用的能量控制装置，把一些常用的实验元件导入资源库，课堂上随时拖拉到白板上供学生使用，感受实物电路中能量的控制装置。
1mol葡萄糖彻底氧化分解的能量计算
近年来，人们对于生物化学的研究越来越深入，其中生物能量代谢是一个备受关注的领域。
葡萄糖是生物体内最主要的能量来源之一，其氧化分解所释放的能量一直是科学家们极为关注的问题。
本文将从能量计算的角度，探讨葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量，并对计算过程进行详细的阐述。
1. 葡萄糖的化学式为C6H12O6，其彻底氧化分解的反应方程式如下：C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O2. 反应过程中，葡萄糖和氧气被氧化成二氧化碳和水，这是一个放热反应。
根据热力学原理，反应放出的能量可以通过生成物与反应物的焓变来计算。
3. 焓变的计算公式为：ΔH = ΣnΔHf(生成物) - ΣmΔHf(反应物)其中ΔH为反应的焓变，ΔHf为生成物或反应物的标准生成焓，n和m分别为生成物和反应物在反应中的摩尔数。
4. 根据该反应的热力学数据，可以得到葡萄糖彻底氧化分解的焓变为-2808 kJ/mol。
5. 单位摩尔的葡萄糖在彻底氧化分解反应中放出的能量为-2808 kJ，这意味着每摩尔葡萄糖可以释放出2808千焦的能量。
6. 由于葡萄糖的分子量为180g/mol，因此每克葡萄糖所释放的能量为2808 kJ/mol / 180 g/mol ≈ 15.6 kJ/g。
7. 葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量为15.6 kJ/g。
这一数据对于生物能量代谢的研究具有重要意义，也为人们了解生物体内能量供应的机制提供了有力的依据。
通过以上的能量计算，我们得出了葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量为15.6 kJ/g。
这一数据可以帮助人们更全面地认识生物体内能量代谢的过程，为生物化学领域的研究和应用提供了基础。
这一研究成果也将对于生物能量代谢相关疾病的治疗和预防提供理论依据。
值得注意的是，能量计算只是生物能量代谢研究的一个方面，随着科学技术的不断发展，我们相信在这一领域将会有更多的重要发现出现。
葡萄糖在生物体内的氧化分解过程涉及到葡萄糖代谢途径，包括糖酵解和细胞色素呼吸两个主要阶段。
化学体系的能量平衡分析
化学体系的能量平衡分析能量平衡分析是化学研究中的重要内容之一，它可以帮助我们了解化学反应中能量的转化和守恒规律。
通过能量平衡分析，我们可以计算出化学反应的热效应、热力学参数等重要信息，对于理解和控制化学反应过程具有重要意义。
一、能量平衡的基本原理能量平衡是基于能量守恒定律的基本原理。
根据能量守恒定律，一个封闭系统中的能量总量在任何时刻都保持不变。
在化学反应中，反应物的能量转化为产物的能量，反应前后的能量总量应保持不变。
因此，我们可以通过能量平衡来分析化学反应中的能量转化过程。
二、能量平衡的计算方法能量平衡的计算方法主要包括热量平衡和焓变计算两种。
1. 热量平衡热量平衡是通过测量反应过程中释放或吸收的热量来进行能量平衡分析的方法。
在实验中，我们可以使用热量计等仪器来测量反应过程中的热量变化。
根据热量守恒定律，反应过程中释放的热量等于吸收的热量，即反应前后的热量总量保持不变。
通过测量反应过程中的热量变化，我们可以计算出反应的热效应。
2. 焓变计算焓变计算是通过计算反应物和产物之间的焓变来进行能量平衡分析的方法。
焓是热力学中的一个重要概念，表示物质在恒压条件下的能量。
在化学反应中，反应物和产物之间的焓变可以通过测量反应物和产物的温度变化来计算。
根据焓守恒定律，反应物和产物之间的焓变等于反应过程中释放或吸收的热量。
通过计算反应物和产物之间的焓变，我们可以得到反应的热效应和热力学参数。
三、能量平衡分析的应用能量平衡分析在化学研究和工业生产中具有广泛的应用。
它可以帮助我们了解化学反应的能量转化过程，优化反应条件，提高反应效率。
以下是能量平衡分析的几个应用示例：1. 燃烧反应燃烧反应是一种常见的化学反应，通过能量平衡分析可以计算出燃烧反应的热效应和燃烧热。
这对于燃料的选择和利用具有重要意义。
2. 合成反应合成反应是一种将多个反应物合成为一个产物的化学反应，通过能量平衡分析可以计算出合成反应的热效应和焓变。
这对于合成反应的优化和控制具有重要意义。
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E
U
EK
Ep
U
1 2
u2
gZ
H U pV
H
1 u2 2
gZ
1
m1
dt
H
1 u2 2
gZ
2
m2
dt
Q
dt
Ws
dt
d mE
dt
H
1 u2 2
gZ
i
mi
dt
H
1 u2 2
gZ
j
mj
dt
Q
dt
Ws
dt
d mE
dt
6.1.3 能量平衡方程的应用
对一个过程进行能量恒算或能量分析时，应该根据过 程的特征，正确而灵活地将能量平衡方程式应用于不同的 具体过程。
H
1 2
u 2
gZ
Q
Ws
是否存在轴功?
否
H Q
（6-17）
动能是否变化?
通常可以忽略
位能是否变化?
通常可以忽略
式( 6 -17）表明体系的焓变等于体系与环境交换的 热量。此式是不对环境作功的稳流体系进行热量恒算 的基本关系式。
③ 流体经过节流膨胀、绝热反应、绝热混合等绝 热过程时
H
1 2
u 2
H Q Ws
（6-16）
蒸汽透平
透平机和压缩机
透平机是借助高压流体的 膨胀减压过程来产出功
压缩机是靠消耗功来提高 流体的压力
透平机和压缩机
H
1 2
u 2
gZ
Q
Ws
H Ws
是否存在轴功?
是！
是否和环境交换热量? 通常可以忽略
位能是否变化?
不变化或者可以忽略
动能是否变化?
通常可以忽略
② 当流体流经管道、阀门、换热器与混合器等设备时
H
1 u2 2
gZ
1
m1
dt
H
1 u2 2
gZ
2
m2
dt
Q
dt
Ws
dt
d mE
dt
d mE 0, m1 m2 m
H
1 2
u2
gZ
m
1
H
1 2
u2
gZ
m
2
Q
Ws
0
u1
p1,T1,V1,U1，H1
H
1 2
u2
gZ
m 1
H
1 2
u2
gZ
m 2
Q
Ws
0
v 热和功只有当体系由于过程的进行而发生变化时 才出现。它们只有在过程发生时才有意义，也只有 联系某一具体的变化过程时，才能够计算出热和功 来。
v 热和功都是被传递的能量，当能量以热的形式传 入体系后，不是以热的形式储存，而是增加了该体 系的内能。
化工过程涉及到的能量：物质的能量和能量的传递。 ✓ 物质的能量（以1kg为基准） 1. 热力学能：U 分子尺度层面上的物质内部 的能量 2. 动能：EK=1/2u2 3. 势能（位能）：Ep=gZ ✓ 能量的传递： 1. 热:Q 2. 功:W
第六章 化工过程的能量分析
6.1 能量恒算方程 6.2热功转化和熵函数 6.3 理想功、损失功和热力学效率 6.4 和无效能 6.5 恒算和有效能分析
本章运用热力学的第一与第二定律，应用理想功、 损失功、有效能和无效能等概念对化工过程中能量的转 换、传递与使用进行热力学分析，评价过程或装置能量 利用的有效程度，确定其能量利用的总效率，揭示出能 量损失的薄弱环节与原因，为分析、改进工艺与设备， 提高能量利用率指明方向。
mdU Q Ws （6-11）
又因封闭体系流动功为零，由式（6-5）得 δW =δWS 于是有
mdU Q W
对单位质量的体系
dU Q W
（6-12）
（2）稳态流动体系 ➢ 敞开体系：体系和环境有物质和能量的交换
➢ 流动过程有如下特点
（1）设备内各点的状态不随时间变化 （2）垂直于流向的各个截面处的质量流率相等。
（1） 封闭体系
封闭体系是指体系与环境之间的界面不允许传递物 质，而只有能量交换，即δm1=δm2=0，于是能量方程式 （6-9）变成
d (mE)体系 Q Ws （6-10）
封闭系统进行的过程通常都不能引起外部的势 能或动能变化，而只能引起内能变化，即
d
u2 2
d
( gZ
)
0
又m为常数，式（6-10）中d(mE)体系＝mdE=mdU，所以
6.1.2 能量平衡方程
从能量守恒可导出普遍条件下适用的能量平衡方程。
m1 m2 dm
dt dt dt
p1,T1,V1,U1,u1,H1 δm1
W W f＋WS
V
W f F l pA A pV
Z1
δWs, δQ
dE/dt, dm/dt,
p2,T2,V2,U2,u2,H2 δm2
gZ
Q
Ws
是否存在轴功?
否
H 0
（6-18）
是否和环境交换热量? 通常可以忽略
位能是否变化?
否
动能是否变化?
通常可以忽略
即 H1 H2
等焓过程
换热设备
若取整个换热器作为体系， 忽略与环境交换的
在各种热力学过程中，体系和环境之间往往发生能 量的传递。能量传递的形式有两种，即热和功。
通过体系的边界，体系与体系（或体系与环境） 之间由于温差而传递的能量叫做热。
由于存在温差以外的其它势差而引起体系与环境 之间传递的能量叫做功。
需要指出：
v 热和功不是状态函数，热和功是能量的传递形式。 它们的值与过程进行的途径和方式有关。不同的途 径传递的热和功是不同的。
6.1 能量平衡方程
6.1.1 能量守恒与转化
能量守恒与转化定律是自然界
的客观规律。 自然界的一切物
质都具有能量，能量有各种不
同的形式，可以从一种形式转 化为另一种形式，但总能量是 守恒的。（能量数量守恒）
Helmholtz (1821 - 1894)
1847年， 德国物理学家和生物学家 Helmholtz 发表了 “ 论力的 守衡” 一文，全面论证了能量守衡和转化定律。
Q
H
1 2
u 2
gZ
Q
Ws
Z1
WS
单位：J/kg
u2 p2,T2,V2,U2，H2 Z2
一些常见的属于稳流体系的装置
混合装置
喷嘴
透平机
扩压管
节流阀
压缩机
换热装置
化工生产中，绝大多数过程都属于稳流过程，在 应用能量方程式时尚可根据具体情况作进一步的简化。 现讨论几种常见情况。
① 流体流经压缩机、膨胀机，进、出口之间的动能变 化、位能变化与焓变相比较，其值很小，可忽略不 计。（动能为1 kJ/kg时，所需速度为45m/s。位能 为1 kJ/kg时，所需高度为102米。在许多工业装置 中，进出口物料一般没有这样大的变化。），则式 （6-13）可简化为
W
WS
pV
m 1
pV m 2
Z2
E m 1
E m
2
Q
W
d mE
dt
dt
dt dt
dt
E
m 1
E m 2
pV m 1
pV m 2
Q
Ws
d mE
dt
dt
dt
dt
dt dt
dtห้องสมุดไป่ตู้
E m 1
E m 2
pV
m 1
pV m 2
Q
Ws
d mE
dt
dt
dt
dt
dt dt
dt
单位质量的总能量表达：