石家庄炼化第2套气体分馏装置流程模拟与优化

以石家庄炼化第2套280kt/a气体分馏装置为研究对象。通过Aspen plus流程模拟软件,对该装置精馏过程进行计算机模拟,在建模基础上,利用模型,分析精馏塔压力、回流比、热负荷等性能参数间的关系,在保证产品质量合格前提下,以降低装置能耗,提高装置效益为最大优化目标,对丙烷塔、乙烷塔、丙烯塔进行灵敏度分析。装置优化调整如下:精馏塔尽量采用低压操作,尤其在冬季,当精馏塔顶冷却能力足够时,采取降压操作对于气体分馏装置节能非常有利;脱丙烷塔回流比降至2.3,即可满足生产需要;日常操作中,脱乙烷塔操作压力提至2700kPa以上,冷却器循环水全开,使冷后温度保持在最低,可以降低不凝气中的丙烯含量。通过优化调整,气体分馏装置减少丙烯损失0.00646t/h,减少再沸器热负荷1685MJ/h,装置能耗下降3.71kg标油/t,全年可实现降本增效120.3万元。     

Unisim Design流程模拟在加氢裂化装置的应用

加氢裂化装置涉及高温高压反应,能耗较高、操作复杂。大连石化加氢裂化装置以减压蜡油为原料,生产航煤、柴油、液化气、轻石脑油及重石脑油。产品方案为最大量生产优质中间馏分油,也可实现多产重石脑油的工艺方案。该装置由反应、分馏及气体脱硫三部分组成。应用Honeywell公司的Unisim Design R390软件,采用PR模型建立大连石化3.6Mt/a加氢裂化装置流程模拟模型。基于模型考察了热高分温度对于循环氢纯度的影响,并建立吸收塔模型进行模拟,研究了胺液循环量、操作压力、MDEA浓度等条件改变对吸收效果的影响。结果表明:热高分入口温度由288℃降至275℃,在满足循环氢纯度的前提下,降低装置能耗,提升装置经济效益。实施后,每年可实现装置挖潜增效218.4万元。UniSim具有良好的模拟环境,能够得到准确的低分气处理系统的稳态模型。基于所建稳态模型的操作参数优化,降低装置能耗,每年可实现节约成本303.6万元。     

MGD技术在3.5Mt/a重油催化裂化装置的应用

3.5Mt/a重油催化裂化装置于2006年7月投用MGD技术。运行结果表明,投用MGD技术,可以改善产品分布,提高产品质量。3.5Mt/a重油催化裂化装置投用MGD技术后,可以实现汽油烯烃含量35.2%、辛烷值RON为90以上的水平;同时柴油和液化气收率显著提高,柴汽比增加。     

丙烷脱氢制丙烯技术的工业应用探讨

炼化企业在催化裂化加工过程中会生产大量的C3馏分,主要成分是丙烯和丙烷。其中丙烯是重要的石油化工基础原料,而丙烷主要作为民用液化气使用,附加值低,造成巨大资源浪费。利用催化脱氢技术,将低附加值的丙烷转化为市场紧缺的丙烯,具有重大的经济效益和社会效益。丙烷脱氢制丙烯技术进料单一,产品单一(主要是丙烯),副产物为氢气,丙烯收率高,是继裂解制乙烯联产丙烯和催化裂化制丙烯之后的第三大丙烯生产路线。介绍了国内外丙烷脱氢制丙烯发展情况,对比了当前丙烷脱氢制丙烯的两大工艺技术——Oleflex工艺和Catofin工艺,表明Oleflex工艺在工艺过程、催化剂组成及活性稳定性、投资等方面具有较大优势。结合洛阳石化1800×104t/a炼油扩能改造工程项目计划和装置特点,对丙烷脱氢制丙烯进行经济分析,提出增上20×104t/a丙烷脱氢制丙烯装置的建议,可消化周边丙烷资源,减轻液化气销售压力,有助于稳定液化气市场,实现丙烷供需双赢。     

先进控制技术在催化裂化装置中的应用

洛阳石化1.4Mt/a催化裂化装置,原料为加氢蜡油中掺炼30%的减压渣油,由于渣油中硫、重金属和沥青质含量高,造成产品收率和产品质量波动,且设备腐蚀严重,对催化裂化装置平稳操作提出挑战。实施先进控制系统(APC)以后,装置关键被控变量的控制更为平稳,主要操作参数的标准偏差均降低20%以上,减轻了操作人员的工作强度。分馏单元平稳控制得到有效提高,反应-再生单元对分馏单元的冲击和影响平稳过渡,同时确保了稳定汽油和轻柴油的产品合格率。吸收-稳定单元控制优化更加合理,干气中C_3~+组分,液化气中C2-和C5+组分含量均得到有效控制,稳定汽油饱和蒸汽压合格率得到提高;解吸塔底再沸器热源优化,解吸塔底温度稳定性变好,减少1.0MPa蒸汽消耗1.2t/h。高价值产品汽油收率提高,轻油液收达到86.27%,提高2.43个百分点,装置综合能耗下降2.77kg标油/t。     

应用流程模拟技术优化加氢装置分馏系统

Aspen Plus是对生产装置进行稳态模拟的大型通用流程模拟系统。应用Aspen Plus流程模拟软件,对中国石化青岛炼油化工有限责任公司4.1Mt/a柴油加氢装置、0.6Mt/a航煤加氢装置进行装置分馏系统流程模拟,得到了与装置实际操作相吻合的理想模型。通过对模型进行综合分析,以装置节能优化和经济效益最大化为目标,通过降低柴油加氢分馏塔顶部压力及调整航煤加氢分馏塔顶部操作温度等优化手段,柴油加氢装置燃料气消耗量由1500m3/h降至1100m3/h,节能效益达到604.8万元/a;航煤加氢装置通过调整分馏塔顶温度及重沸器热负荷,降低航煤与石脑油组分的重叠度,提高石脑油收率,增产石脑油0.72t/h,增加装置效益172.8万元/a。应用流程模拟技术优化加氢装置分馏系统,共计降本增效777.6万元/a,提升装置的综合效益,实现装置的节能优化生产。     

流程模拟技术在催化裂化装置上的应用

催化裂化装置是石油加工过程中重要的二次加工装置,主要是使重质油品在高温和催化剂的作用下发生裂化反应,转变为干气、液化气、汽油和柴油等产品的过程。一般由反应-再生系统分馏系统、吸收-稳定系统三个部分组成。使用AspenPlus流程模拟软件建立催化裂化装置流程模拟模型,通过模型对装置的分馏部分和吸收稳定部分进行分析、诊断,研究分馏塔顶循油量对产品的影响,一中回流量对产品质量的影响,富吸收油对柴品质量、产量的影响,补充吸收剂对干气中C_3~+含量的影响,解吸塔底温度与解析气量和产品质量的关系,吸收稳定系统稳定塔回流比与产品质量的关系,并提出相应的优化调控措施,降低装置能耗,增加操作弹性。目前,流程模拟技术已在中国石化所属25套催化裂化装置上推广应用,合计实现装置挖潜增效6700余万元,实现装置节能降耗的同时也取得了可观的经济效益,提高了中国石化催化裂化装置的精细化操作水平和管理水平。     

航煤银片腐蚀不合格原因及对策

金陵石化1.50Mt/a加氢裂化装置以沙轻直馏蜡油和焦化蜡油的混合油为原料,生产航煤、柴油、液化气、轻石脑油和重石脑油,产品方案为最大量生产优质中间馏分油,也可实现多产重石脑油的工艺方案。该装置由反应、分馏、液化气分馏和脱硫、轻烃回收及气体脱硫、溶剂再生五部分组成。装置分馏部分设置主汽提塔、第一分馏塔和第二分馏塔。分馏部分的第一个塔为主汽提塔,通过3.5MPa蒸汽汽提,使得轻石脑油组分及少量重石脑油组分自汽提塔顶抽出,以尽量减少塔底带硫,保证重石脑油及航煤产品腐蚀合格。该装置在检修后首次开工时引起航煤银片腐蚀不合格,其原因是加氢过程中产生硫化氢,硫化氢未能从产品中脱除,航煤产品中含有1～2mg/kg硫化氢就可能导致2级银片腐蚀;同时,航煤中的非活性硫化物在生物和化学因素作用下转化成活性硫化物,这些活性硫化物除了硫化氢外,还包括元素硫、硫醇。操作上可以根据原料硫含量分析结果,对循环氢脱硫塔贫溶剂量和汽提塔的汽提蒸汽量进行调整,降低分馏系统硫化氢含量,保证航煤银片腐蚀合格。     

济南石化1号催化裂化装置流程模拟应用

济南石化1号催化裂化装置通过流程模拟技术,寻找制约装置生产的瓶颈,以此来优化操作条件,降低能耗,离线培训操作人员,加强工艺人员对工艺机理的掌握,从而改善操作,提高企业的竞争能力。针对主分馏塔顶循环油-热媒水取热点取热能力不足的问题,利用模型,对分馏塔热负荷进行核算和优化,投用1号催化裂化装置主分馏塔顶循环与气体分馏装置的热联合,实现了主分馏塔低温热利用的最大化。热联合流程投用后,与使用蒸汽比较,1号气体分馏装置丙烷塔运转基本无异常;热媒水入装置温度下降3℃,热油入装置温度为145℃,重沸器出口温度为103℃,热油出装置温度为129℃,热油三通阀开度在40%～50%之间,满足装置操作要求。模拟优化后,气分装置丙烷塔底重沸器1.0MPa蒸汽消耗下降4.5t/h,1号催化裂化装置原料从油浆取热增加,油浆减少发汽量1.1t/h;顶循-循环水冷却器上水关小后,循环水消耗降低80t/h,全年实现综合效益338万元。     

流程模拟技术在济南炼化聚丙烯装置上的应用

Aspen Plus软件是生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统,该软件经过20多年的不断改进、扩充和提高,已先后推出了10多个版本,成为公认的标准大型流程模拟软件,近年来逐步应用于中国各炼油、石化等过程工业生产装置中来。应用流程模拟技术建立的聚丙烯模型,可用于研究聚合物产量和聚合物密度、熔体流动速率、等规度等聚合物属性与各操作条件之间的关系,从而优化装置操作,提高产品产量和质量;同时可优化丙烯回收单元的操作,最大程度节能降耗。应用该模拟软件,对济南炼化10×104t/a Spheripol工艺聚丙烯装置的部分操作参数进行灵敏度分析,在提高产量、降低原料消耗、减少丙烯排放等方面取得了实效,全年可实现装置挖潜增效264万元,济南炼化聚丙烯装置流程模拟优化项目取得成功。     

3Q5Mt／a重油催化裂化装置加工渣油加氢尾油的影响及分析

大连石化3．5Mt／a重油催化裂化装置2008年8月开始加工RDS尾油。掺炼RDS尾油后,原料变重．轻组分含量下降;干气收率基本相当,液化气、柴油收率增加,汽油、油浆收率下降,轻油收率下降,总液收增加;虽然原料中硫含量增加,但产品中硫含量均下降,烟气、焦炭中硫含量上升,外送含硫污水中硫含量下降,产品中的硫主要集中在油浆中,大大降低了后续脱硫装置的负荷,有利于产品质量提升;加工RDS尾油有利于装置降低能耗,综合能耗下降1．76kg标油／t;由于原料中污染物含量以及产品中硫含量下降,从而减少了催化剂消耗,降低了后续精制工序的操作难度,使液碱与脱硫剂消耗大幅下降。如何降低催化原料中的硫含量和氮含量,并使原料中的硫、氮不以SO2、NOx的形式排放到大气,而是将其转移到产品中。以减少对大气的污染,是今后工作中的主要任务。     

聚丙烯装置尾气回收技术分析

对大连石化聚丙烯装置尾气排放和回收现状进行了分析,通过对全厂尾气排放管网进行优化设置,把全厂尾气中的可回收气体（主要是丙烯、丙烷等有机蒸气）和不可回收气体（主要是氮气、乙烷等不凝气）分开排放,可回收气体排人气柜。尾气升压冷凝回收后,有机蒸气回收率为89．73％,但升压冷凝后的排空气中仍含有58％左右的C3H6和C3H8,再利用膜分离技术对排空气中的有机蒸气进行回收,丙烯单体回收率达到96．21％。通过优化排空管网设置、升压冷凝回收和膜分离回收等3种技术手段的综合运用,聚丙烯装置尾气中有机蒸气的回收率达到了99．59％,避免了装置尾气排放造成的环境污染．同时优化了资源,降低了生产成本。     

气体分馏装置先进控制技术应用

大连石化公司第三套气体分馏装置设计加工能力为50×10^4t/a,生产的粗丙烯纯度为99.5%,原采用美国霍尼韦尔公司的集散控制系统（DCS）,控制方案以单回路和串级回路PID控制为主。为了进一步提高丙烯收率和产品分离精度,实施了先进控制系统应用项目,对影响收率和产品质量的塔进料量、进料温度、塔底温度、塔顶温度、压力、回流量、回流温度、塔液位等参数进行优化控制,特别是对最主要的影响因素塔顶温度和塔底温度进行优化控制。介绍了先进控制系统的控制目标、设计依据、控制方案和应用情况。经过一年的工程开发和现场调试,装置的先进控制系统投用率达到90%以上,丙烯收率提高0.55%,装置综合能耗降低2.36kg标油/t,每年增产丙烯825t,装置每年可创造经济效益730.8万元,同时装置的操作平稳率大幅提高。     

重油催化裂化装置吸收稳定系统适应性改造

锦西石化重油催化裂化装置原设计加工能力140×104t/a;2005年11月进行扩产改造,加工能力达到180×104t/a,反应部分采用北京石油化工科学研究院研发的MIP工艺技术;同时,为解决催化裂化汽油辛烷值偏低的问题,应用兰州石化公司研制的LDR-100催化剂.由于该催化剂的活性增强,随着富气量的增加,吸收稳定系统气液相发生变化,导致干气、液化气和稳定汽油产品质量不合格.为此,对催化裂化装置吸收稳定系统进行技术改造:在流程及操作条件与现场保持一致条件下,适当增加吸收塔、解析塔和稳定塔的塔径,来提高吸收稳定系统装置的处理量;同时新增一台同型号稳定塔底重沸器、新增三组同型号稳定塔顶湿式空冷器.技术改造后,装置运行平稳,总液体收率增加1.96个百分点,干气收率降低1.12个百分点,干气中C3及以上组分含量下降为0.80％,液化气中C5含量下降为0.84％,稳定汽油的饱和蒸汽压合格,提高了装置的经济效益.     

EDV湿法烟气脱硫装置的优化措施

辽河石化0.8Mt/a重油催化裂化装置采用EDV湿法烟气洗涤脱硫技术,可以有效脱除装置排放的烟气中的SO2、催化剂颗粒等污染物。应用该技术,可将SO2含量从313.1mg/m3(标准)降到31.1mg/m3(标准),脱除率达到90.37%;催化剂固体颗粒从363.1mg/m3(标准)降到30.6mg/m3(标准),脱除率达到91.58%,均优于国家排放标准。为解决装置运行中存在的耗电量高、新鲜水用量大和装置排水中TSS含量高等问题,分别采取洗涤塔吸收区喷管分层可选洗涤功能、降低入塔烟气温度,以及废液处理单元选用絮凝剂-助凝剂组合加注方式,代替絮凝剂单一加注等优化措施。优化后,装置排放烟气中SO2、固体颗粒等污染物含量仍优于国家排放标准,装置每小时节电176kW·h,新鲜水用量从15t/h减少到12t/h,排水中TSS含量从101mg/L降到43mg/L。     

溶剂再生装置的流程模拟与优化

天津石化1号溶剂再生装置,设计处理能力310t/h,主要处理来自两套焦化液化气脱硫塔、1号焦化干气脱硫塔、2号焦化干气脱硫塔以及气体分馏装置的富液和瓦斯脱硫塔的富液。以该装置为研究对象,应用流程模拟软件,建立稳态流程模拟模型。利用此模型,对影响装置能耗的参数进行灵敏度分析,研究塔压力、热负荷、进料位置、进料温度、回流比等参数间的相互关系,并以模型为指导,以节能和经济效益最大化为目标,对装置进行优化调整:将胺液浓度由32%提高至38%,再生塔回流比(质量比)由设计值1.91降低至1.0,塔顶压力由0.12MPa降低至0.10MPa,回流温度由44.7℃提高至50℃,既保证塔顶酸性气浓度达标,贫液硫含量也能满足脱硫系统需要。通过调整优化,使再生塔的蒸汽耗量明显降低,节约蒸汽6t/h,溶剂再生装置每月节电2.5×104kW.h,每年创造经济效益771万元。     

大连石化制氢装置加工天然气原料技术分析

加速天然气的生产和消费,发展天然气化工,减轻对石油的需求压力,确保国家能源安全,已成为加速我国化学工业结构调整、强化节能减排的必然趋势。大连石化拥有两套完全独立的制氢装置,单套装置的公称产氢能力为10×104m3/h(标准),每一套装置都包括造气单元和PSA提纯单元。该装置加工的原料为轻石脑油或液化石油气,成本昂贵,操作费用大。提出利用低价、节能的天然气作为装置替代原料的设想。可行性分析认为,天然气基本不含烯烃,且芳烃和环烷烃含量低,氢气产率高,可以避免催化剂积炭,延长催化剂寿命,是制氢的首选原料;加之天然气富含甲烷,其H/C较高,一般在3.8左右,单位产氢量的原料消耗较少。大连石化制氢装置改为加工天然气后,原料精制单元,包括加氢反应器和脱硫反应器、中温变换单元和PSA氢气提纯单元的操作参数均不发生改变,可以大大降低装置的原料消耗和燃料消耗,同时提高了蒸汽的产出量,减少了CO2的排放。     

气体分馏装置的改造及成效

气体分馏装置存在着：①脱丙烷塔底重沸器结垢严重;②脱乙烷塔底重沸器使用1.0MPa蒸汽热源,增加装置运行成本;③丙烯塔循环水量不足、粗丙烯产品纯度不合格的问题。为此进行改造：备用一台脱丙烷塔底重沸器;停用1.0MPa蒸汽,改由催化装置低温热水加热;丙烯塔粗丙烯抽出口由原来的132层和136层上移至144层;单独铺设一条循环水线,为丙烯塔供水。改造后标定数据表明,气体分馏装置各塔操作条件明显改善,精丙烯和粗丙烯纯度分别达到99.8%和97.03%,停用1.0MPa蒸汽后,年节约加工费用448万元。