镇海炼化Ⅱ套气分装置流程模拟技术应用

镇海炼化Ⅱ套气分装置目前加工能力为22×10^4t／a,液化气中丙烯含量为39．89％（物质的量分数）,装置年开工时数为8000h。该装置采用Aspen Plus流程模拟软件,建立了与实际工况相符合的稳态流程模拟模型。利用此模型,对脱丙烷塔、丙烯塔等进行了灵敏度分析,得出最佳的装置优化数据,并依此研究各塔压力、热负荷、进料位置、回流比等参数间的相互关系,实现装置的优化操作。通过调整脱丙烷塔进料位置、降低脱丙烷塔操作压力、清洗丙烯塔顶空冷器以提高冷却效果等手段,使整个装置的能耗由49．471kg标油／t,下降到45．57kg标油／t,下降了3．901kg标油/t,据此推断,每年可实现节能效益257．5万元;同时,装置优化后,丙烯拔出率增加约0．5％,则计算每年增产丙烯约1000t,测算经济效益为347．2万元/a。两项合计,装置优化后,预计每年可创造经济效益为604．7万元。     

湛江东兴气体分馏装置流程模拟应用

以湛江东兴石化公司10×104t/a气体分馏装置为实施对象,运用Aspen Plus软件,以装置实际操作数据作为基础数据,建立气分装置流程模拟模型。利用模型和软件的灵敏度分析等功能,对脱丙烷塔、脱乙烷塔、精丙烯塔进行模拟分析,指导装置生产,实现装置优化、增效。2009年,根据模拟结果,对脱丙烷塔进行降温降压调整,结果显示:调整后脱丙烷塔顶压力从1.81MPa降至1.50MPa,塔底温度由104℃降至95℃,节约蒸汽0.6t/h,气分装置能耗下降3.8kg标油/t,测算可产生经济效益103.68万元。根据模拟结果,同时对脱丙烷塔、脱乙烷塔、精丙烯塔的回流量进行调整(降低),其中脱丙烷塔顶回流量由13.3t/h降至8.8t/h。另外,通过对脱丙烷塔降温降压操作的成功应用,可推及丙烯塔的操作中,如在催化裂化装置分馏塔低温热供给负荷较低时,可对丙烯塔进行降温降压操作,达到节能的效果。     

气分-聚丙烯联合装置节能浅析

分析了影响气分-聚丙烯联合装置能耗的主要因素,通过对气分-聚丙烯联合装置各项节能改造和技术措施的实施,促进了装置的安全、平稳、长周期生产,每年可节约电费111．05万元,节约蒸汽费用462．15万元,综合能耗由2003年的445．23kg标／tPP下降到142．97kg标油／tPP,大大降低了聚丙烯加工成本。     

气体分馏装置的流程模拟与优化

国内某石化公司气体分馏装置处理能力为65×104t/a,采用先脱丙烷的四塔流程:脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔(两塔)、脱异丁烷塔,主要产品为纯度99.2%(体积分数)以上的工业精丙烯和烷基化原料。以该气体分馏装置为研究对象,采用Aspen Plus流程模拟软件,建立与装置实际工况相符合的稳态流程模拟模型。利用此模型,对脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔等进行灵敏度分析,研究各塔压力、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,对装置进行如下优化调整:脱丙烷塔顶回流量由60t/h下调到45t/h;脱乙烷塔顶回流量由25t/h下调到22t/h;脱乙烷塔顶压力控制在2.1～2.35MPa;丙烯精馏塔T503AB顶回流量由180t/h降至140t/h,丙烯精馏塔T503CD塔顶回流比(质量比)由23.5降至17,既能满足产品质量要求,又能保证装置能耗最低。提出调整丙烯精馏塔T503AB的进料位置,在125～135层板间再开1～2个进料口,降低装置能耗的建议。通过调整优化,装置能耗由50.26kg标油/t下降到45.28kg标油/t,且每年增产丙烯约1960t,产生经济效益1205万元。     

荆门石化气体分馏装置流程模拟技术应用

荆门石化总厂气体分馏装置处理能力为55×104t/a,采用脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔(两塔)三塔流程。以该气体分馏装置为研究对象,采用Aspen Plus流程模拟软件,建立与装置实际工况相符合的稳态流程模拟模型。利用此模型,对脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔等进行灵敏度分析,研究各塔压力、热负荷、回流比等参数间的相互关系,并以模型为指导,对装置进行如下优化调整:脱丙烷塔顶控制压力由1.85MPa下调到1.40MPa,既能满足产品质量要求,又能大幅降低装置蒸汽消耗,塔顶温度和塔底温度均大幅下降,塔底温度由109℃降到95℃左右,蒸汽流量平均值下降约5t/h,使蒸汽单耗下降到约0.1kg标油/t,该装置综合能耗下降7.6kg标油/t。装置年开工时数按8400h计算,全年减少蒸汽消耗4.2×104t,蒸汽价格按150元/t计算,则全年共创节能效益630万元,装置能耗大幅降低。     

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。     

5.0Mt／a常减压装置加工轻质原油的脱瓶颈改造

随着加工原油的轻质化,兰州石化公司5．OMt／a常减压装置初馏塔塔顶压力达到负荷上限（0．15MPa）,处理能力最大仅为4．5Mt／a。为消除该瓶颈,即保证装置加工轻质原油时处理能力达到设计负荷5．OMt／a,对装置初馏塔系统进行了技术改造,包括对初馏塔、初顶油气一原油换热器、初馏塔顶空冷器、回流泵及加热炉火嘴等的改造。改造后,在加工重质原油时,装置处理量可达到16000t／d,在加工轻质原油时,处理量也可达到15000t／d,装置的操作弹性可以达到50％105％,综合能耗为9．27kg标油／t。     

催化裂化装置节能分析

利用PROII优化模拟软件、经验计算公式和工业试验．对洛阳石化2号催化裂化装置进行节能分析．依据分析结果对其进行优化改造。原分馏塔柴油换热流程．增加高温柴油与原料油换热流程．促使高温油浆多产生3．5MPa中压饱和蒸汽3t／h。用两种方法分别计算隔离余热锅炉2号省煤器前后的能耗变化,得出隔离2号省煤器后装置能耗分别增加1．256kg标油／t和1．341kg标油／t：对更新并投用余热锅炉2号省煤器进行效益分析。得出每年可增效265万元。对1．0MPa蒸汽系统进行改造,用套筒风代替1．0MPa蒸汽作为套筒提升介质,并对提升管预提升蒸汽用量和柴油汽提蒸汽用量进行调整。三项措施可分别减少1．0MPa蒸汽用量0．88t／h、0．8t／h、0．7t／h,既降低了装置能耗,每年增效187万元,又能减少催化剂的高温水热失活和酸性水排放量,减轻下游污水汽提装置的压力,减少环境污染。     

延迟焦化装置的能耗分析及节能优化实践

中国海油惠州炼油分公司420× 104t/a延迟焦化装置通过停用解吸塔上重沸器3.5MPa蒸汽、停用柴油汽提塔1.0MPa汽提蒸汽、降低循环比、采用先进控制(APC)提高加热炉热效率、降低高压水泵和罐区减渣原料泵电耗、提高水的回用率、加大装置处理量等工艺优化措施,装置综合能耗比设计能耗39.03kg标油/t原料降低3kg标油/t原料.为了进一步降低装置能耗,达到国内其他先进装置的能耗水平,该装置在2011年利用检修时机,通过加热炉节能改造降低排烟温度、利用柴油低温热发生0.45MPa蒸汽、焦化富气压缩机叶轮更换、焦炭塔区特阀汽封线改造等节能改造措施.加热炉热效率由89％提高至91.5％,节约3.5MPa蒸汽用量约6.5t/h,同时减少了燃料气、蒸汽和电的消耗,使装置能耗总体降低3.16kg标油/t原料.装置节能改造每年可增加4000万元的经济效益.     

偏三甲苯装置节能研究

在偏三甲苯装置常规双塔热集成精馏工艺基础上,分析了重沸器高温凝结水通过两级闪蒸发生1.0MPa蒸汽和0.4MPa蒸汽,比直接高温凝结水外送可降低能耗2.713kg标油/t原料;以产能5×104t/a的偏三甲苯装置为例,在脱轻塔顶设置热水换热器回收塔顶低温热产生热水,可回收热量10481kW,脱轻塔顶空冷风机大部分可以停开,节约用电153.3kW·h,可节约能耗24.22kg标油/t原料,节约操作费用925万元/a,该部分投资工程费约300万,回收期短;100×104t/a PX装置吸附分离单元抽余液塔顶气富裕热量5WM,该抽余液塔顶气直接供给偏三甲苯装置重沸器作热源,可代替3.5MPa蒸汽7.614t/h,扣除产1.0MPa蒸汽的能耗差值,可以节约能耗4.321kg标油/t原料;以上措施能耗合计降低31.254kg标油/t原料。还可通过优化换热流程、热进料热出料、采用节能设备、设置在线分析仪、装置卡边操作、改用导热油作热源等措施进一步稳定装置操作及降低能耗。这些节能方法投资回收期短,经济性好,可实施性强,对同类装置的工程设计及装置节能操作具有借鉴意义。     

利用蒸汽动力模型软件优化和评估企业蒸汽网络

蒸汽动力模型软件基于实际蒸汽网络系统建立动力模型,可以将分散的蒸汽管线、产/用汽设备、转动设备(产/用电设备)、减温减压系统等蒸汽管网内的设备进行集成,完成物料及热力学的平衡,实现对蒸汽网络系统的模拟;通过运行和分析模型,可以直观地了解蒸汽系统的运行情况、了解全部放空点及总的放空流量;通过运行模型,可以了解锅炉、机组的热负荷及运行效率等多项性能;该模型还可对特定案例进行运行分析,对案例效果进行评估。以某化肥厂为例,介绍了该厂蒸汽动力系统优化建模方案,并对装置优化前后的关键参数进行了对比。经济效益评估显示,优化方案实施后,每年节省外接蒸汽费用1292万元,消灭蒸汽放空后新增效益922万元,发电量由5500kW提升到9600kW,产出效益1476万元,3项合计共产生经济效益3690万元。     

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。     

蜡油加氢装置流程设计优化

蜡油加氢为加氢处理工艺的一类,是指通过加氢反应,原料油的分子大小不发生变化,或者只有小于10%的分子变小的那些加氢工艺。蜡油加氢装置主要以常减压蒸馏装置的减压蜡油(VGO)、焦化蜡油(CGO)为原料,通过加氢处理,脱除原料中的硫化物,以及部分脱除氮化物、氧化物及金属杂质。蜡油加氢装置是加工含硫及高硫原料、生产清洁燃料的重要装置之一,但其典型工艺流程能耗较高。优化蜡油加氢分馏系统流程,蜡油加氢操作能耗下降5kg标油/t,产品质量稳定。在中国石化系统11套蜡油加氢装置中,已经有6套装置对分馏系统进行了优化,某些装置更是改造成了蜡油及柴油可以互相切换的原料流程,半成品精制蜡油符合催化装置低硫原料要求,加工柴油时产品质量达到国Ⅳ标准。以某厂1.8Mt/a蜡油加氢装置流程优化为例,停用的较大设备有产品分馏塔、柴油汽提塔、分馏塔进料加热炉,共节约设备费用2090万元,每年节约燃料费用3700万元,每年实际创效2407.29万元。     

浅析如何做好芳烃抽提装置的清洁生产

大庆石化公司两套芳烃抽提装置均采用UOP生产技术,通过萃取、精馏后得到高纯度的苯、甲苯和二甲苯产品。芳烃抽提装置存在低负荷待料循环时间长,不合格油品每月大约产生100t,原料罐和产品罐在脱水过程中每天大约损失300kg油品,且罐没有氮封,存在三苯挥发损失,采样点物料损失多,泵房送风机运行效果差,三苯放空气体现场排放,装置废水排放量达1.1t/h等问题。通过实施"两头一尾"生产方案,每天可节约蒸汽160t、循环水3500t和大量的电能,年创利润300余万元;对不合格油品进行回炼后,年创效益156万元;在物料罐顶部增设氮封,并在氮封阀前安装限流孔板,减少三苯排放;将普通阀门采样器更换为环保无泄漏采样器;将送风机的加热介质改为热量较高的0.3MPa蒸汽;采用活性炭纤维有机回收装置处理回流罐排放气体;检修设备置换气体排入火炬;气抽子凝水利用,每年减少新鲜水消耗3000t。以上方案实施后,现场空气中三苯含量由原来的平均130mg/L降至25mg/L以下。     

增产汽油措施分析与实际应用

某石化公司原油综合加工能力为13.20Mt/a,其加工装置包括15.70Mt/a常减压蒸馏、3.00Mt/a催化裂化、2.10Mt/a蜡油加氢、1.20Mt/a加氢裂化、1.40Mt/a催化重整、1.50Mt/a Szorb催化汽油吸附,以及60kt/a MTBE、600kt/a丙烷脱沥青等。2009年4月,产能为1.00Mt/a的2号重整装置一次投产成功,标志着全厂装置流程全面打通。根据设计要求,该公司汽油产能达到2.24Mt/a,其中93号汽油1.77Mt/a,97号汽油470kt/a。按照设计的汽油调合方案,催化裂化汽油和重整汽油分别占全厂汽油调合组分总量的59.93%和34.27%,MTBE等其他调合组分占5.8%。分析认为,要增产汽油,主要是增加催化汽油和重整汽油的产量。以全流程优化软件RISM测算为导向,采取优化生产操作方案、增产催化裂化原料、拓宽连续重整原料、优化全厂工艺流程、精细化操作、优化汽油调合方案、实行产品质量卡边控制等多项措施,年增产催化汽油66.6kt、重整汽油49.4kt,合计实现年增产汽油115kt。按2013年国Ⅲ标准93号汽油与0号普通柴油不含税价差870元/t计算,全年增效10005万元。     

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。