用“分子炼油理念”指导石脑油加工优化

由于中国石油化工股份有限公司洛阳分公司0.7 Mt/a连续重整装置的预处理单元加工能力有限、未处于优化运行状态,导致石脑油产耗不平衡、化工轻油重组分多且产量过剩、预分馏塔C101分离精度差、高辛烷值汽油调合组分不足等问题。根据分子炼油理念对连续重整装置生产实施优化措施:增上C101进料换热器,提高进料温度,优化塔的运行;提高重整加工负荷,试生产异戊烷组分油,降低化工轻油产量。优化措施取得了一定的效果,实现了"宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油"的生产理念。优化后,重整装置稳定在114%的负荷运行,石脑油消耗增大,高辛烷值汽油产量增加,化工轻油产量降低约490 t/d,每月增加经济效益达2 000×104RMB$。但是目前高负荷运行下预分离进料系统、重整再沸炉等仍存在问题,且C101分离效果仍不佳,异戊烷组分油纯度不高,针对这些问题,提出了下一步石脑油加工改造思路。     

塔里木盆地大涝坝凝析气处理装置的参数优化

塔里木盆地大涝坝凝析气处理装置的天然气设计处理量为25×10⁴ m³/d,而目前该装置的天然气实际处理量增至40×10⁴ m³/d,原料气的组成也有所变化,天然气变富,进气压力降低且生产装置的运行参数也与设计参数有一定偏差,导致装置的C₃及C₃⁺回收率仅为70%和81%。为此,借助模拟软件HYSYS分析了天然气经膨胀机组膨胀后的压力、低温分离器温度、脱乙烷塔理论塔板数、脱乙烷塔底重沸器温度、脱乙烷塔的进料位置和脱乙烷塔的进料温度对C₃及C₃⁺回收率的影响,并论述了在现有装置条件下对上述参数进行优化的可行性。优化结果表明：在优化条件下C₃及C₃⁺回收率分别得到大幅提高,C₃的回收率由原来的70%提高到现在的85%,增加了15%;C₃⁺的回收率也由原来的81%提高到现在的91%,增加了10%。     

采用双效变压精馏工艺分离甲苯-正丁醇的模拟

采用双效变压精馏工艺流程分离甲苯-正丁醇物系。利用Aspen Plus化工模拟软件,以分离过程能耗最低为目标函数、甲苯和正丁醇纯度为约束变量,对双效变压精馏工艺流程进行了优化计算。模拟结果表明,采用负压和常压双效变压精馏工艺可以实现甲苯-正丁醇物系的高纯度分离,即负压塔的优化操作参数为:塔压20.0 kPa、理论塔板数26块、进料板为第12块塔板、回流比1.1;常压塔的优化操作参数为:塔压102.0 kPa、理论塔板数32块、进料板为第14块塔板、回流比3.2。计算结果表明,与两塔采用外界蒸汽供热的方式相比,采用常压塔塔顶汽相潜热为负压塔塔底再沸器供热可节能约42.3%。     

塔河油田混合轻烃精馏脱硫工艺HYSIS模拟优化

为了提高塔河油田混合轻烃精馏脱硫装置运行效果,开展HYSIS模拟优化研究,考察不同进料温度、操作压力、重沸器温度、塔板数等对塔底产品硫含量、产量、能耗、轻烃产品饱和蒸气压的影响。结果表明,相比优化前的工业装置操作条件,优化后,塔总能耗节约45.78%,塔底产品产量增加2.04 t/d,塔顶不凝气减少754.11 m~3/d,塔底产品总硫可控制在0.05%以下,饱和蒸气压低于操作压力,满足生产要求。     

醋酸加氢制乙醇精馏模拟与优化

对醋酸加氢制乙醇液相产物的分离过程进行模拟优化,通过Aspen Plus流程模拟软件,采用修正的NRTL模型,在醋酸加氢制乙醇体系全流程模拟的基础上,分别考察了回流比、塔板数、进料位置等对脱酸塔(T1)、脱轻塔(T2)、脱水塔(T3)的分离过程的影响。对于20万t/a的工业乙醇生产装置三塔操作参数优化结果为:脱酸塔T1塔板数43、进料位置30、回流比(物质的量比)0.64;脱轻塔T2塔板数40、进料位置14、回流比11.8;脱水塔T3塔板数45、进料位置42、回流比2.9。通过优化出最佳分离操作参数,可使塔釜能耗降低39%。同时得出各塔板上温度分布、气液相浓度分布模拟结果。为进一步的工业放大提供坚实基础。     

催化重整联合装置减油增化措施

在中国石油云南石化有限公司催化重整联合装置上,通过调整石脑油加氢及芳烃抽提装置工艺参数,生产出戊烷发泡剂和甲苯产品。结果表明:在石脑油加氢汽提塔塔顶回流量为70 t/h,塔底温度为197℃,塔顶温度为108℃;分馏塔塔顶回流量为90 t/h,塔底温度为158℃,塔顶温度为81℃的工艺条件下,可生产满足GB/T 22053—2020要求的戊烷发泡剂。在脱己烷塔回流量为70 t/h,塔底温度为163℃,灵敏板温度为102℃;C6加氢单元氢气/原料油(体积比)为270,反应器入口温度为126℃;抽提蒸馏塔回流量为14 t/h,塔顶温度为84.4℃,溶剂比为3.0;溶剂回收塔回流量为8 t/h,塔顶温度为64.1℃,汽提蒸汽流量为1.6 t/h;苯塔回流量为28 t/h,塔底温度为132.8℃,将第50层塔板作为甲苯质量灵敏塔板的条件下,实现了单苯抽提同时生产苯和甲苯,甲苯产品可满足GB/T 3406—2010中甲苯Ⅰ号标准要求。     

甲醇制烯烃装置脱甲烷和丙烯回收控制的模拟优化

针对某公司180万t/a（以甲醇进料计）甲醇制烯烃（MTO）装置运行中能耗高的问题,用Aspen Plus软件对该装置的脱甲烷塔（T 202）和丙烯回收单元进行了模拟和灵敏度分析,确定了简单可行的优化改造方案。结果表明:T 202、丙烯回收单元精馏塔（T 205）的灵敏板分别为第9,第85块塔板,其灵敏板的运行参数与相应产品控制组分变化呈现一一对应关系,均可反映并指导相应塔釜及其产品质量的操控;用流经冷却器（E 201）的碳四洗液加热T 202的进料至0 ℃,不仅可使其乙烯产品满足质量分数不小于99.95%的质量控制要求,而且可降低再沸器和冷凝器的能耗,节省丙烯冷却剂费用402.6万元/a;当T 205和T 206丙烯回收单元两精馏塔的操控压力分别降至1.674,1.600 MPa时,不仅T 206的回流比可降为12.3,并可将T 205塔底丙烷产品中含丙烯质量分数降至0.2%,减少丙烯损失量约为70 kg/h,同时相应减少冷凝器循环水、再沸器急冷水的消耗量分别为62.9,18.9 t/h。     

C5/C6异构化装置综合改造方案研究

为了挖掘C₅/C₆异构化装置产品方案的灵活性,在实现生产高辛烷值异构化汽油的同时联产高纯度化工产品,借助Aspen Plus流程模拟软件分析了Par-Isom-C₅/C₆异构化技术的“单塔脱戊烷+一次通过”流程的优化改造方向,提出了“双塔+一次通过”“三塔+一次通过”及“多塔+一次通过”3种工艺流程改造方案,并分别对其进行了工艺模拟与优化。结果表明：3种改造方案均可使异构化汽油的研究法辛烷值提高4以上;“双塔+一次通过”方案仅能提升异构化汽油辛烷值,不能联产化工产品;“三塔+一次通过”方案可联产高纯度的异戊烷和混合C₄;“多塔+一次通过”方案可联产高纯度的异戊烷、混合C₄和环戊烷产品。此外,3种流程改造方案均具有技术可行性,但会不同程度增加能耗,因而可根据市场需求与实际需要,选择适宜的工艺流程改造方案。     

重整装置分离系统有效能分析

对中国石油化工股份有限公司洛阳分公司重整装置进行研究和分析,结合装置实际情况,提出了节能优化措施建议。应用Aspen Plus软件对重整装置进行建模与模拟,通过■分析技术对现有流程进行有效能评价,发现具有较大的节能潜力。将有效能作为因变量对脱戊烷塔进行操作参数研究与优化,得到最佳的操作参数,并将进料温度提高15℃,可节省燃料气1 050 t/a;提出充分利用预分馏塔顶油气热量与高压吸收罐底低温液体换热的改造方案,改造后脱戊烷塔进料换热器的■效率从72.16%提高至81.31%,并进一步提高了稳定汽油进入下游装置的温度,从而降低下游装置能耗;提出了耐腐蚀新型空气预热器更换方案,排烟温度降至100℃,加热炉效率可从93%提高至94%,具有良好的节能效果。     

C5/C6烷烃异构化催化剂制备及性能研究

以工业丝光沸石为载体,采用等体积浸渍法制备了C₅/C₆正构烷烃中温异构化催化剂。采用微型固定床反应器,以正戊烷、正己烷为模型化合物,考察反应温度、反应压力、液时体积空速和氢油比对催化剂异构化性能的影响。结果表明,正构C₅、C₆烷烃异构化的适宜反应条件为：反应温度280 ℃、反应压力2 MPa、体积空速1.0 h-1、氢油摩尔比2.77。此条件下,C₅、C₆异构化率分别为67.3%和85.2%。以工业装置重整拔头油为原料进行试验,液体收率保持在96.0%左右,C₅、C₆异构化率分别为67.5%和85.7%,C₆异构选择性为19.9%。以重整拔头油为原料的600 h长周期评价试验结果表明,该催化剂异构化性能稳定。     

拓宽SINOALKY硫酸法烷基化技术原料适用范围的工业实践

中国石化洛阳分公司在SINOALKY硫酸法烷基化装置中创造性地在醚后碳四原料中少量掺炼醚前碳四、气分碳五和重整无硫液化气进行工业实践,累积了掺炼各种物料期间装置操作参数变化以及对装置酸耗影响的经验。结果表明：在装置掺炼上述各种物料期间,产品质量全部合格,烷基化油的研究法辛烷值为96.1～96.8,终馏点小于194.2 ℃,蒸气压为42.8～49.5 kPa;掺炼醚前碳四时,烷基化油收率提高7.40百分点;掺炼气分碳五时,烷基化油收率提高2.46百分点。该工业实践拓宽了SINOALKY硫酸法烷基化技术的原料适用范围,为工艺包的改进和炼油厂SINOALKY硫酸法烷基化装置的生产优化提供了新思路。     

碳四烃芳构化产物的综合利用研究

以大庆石化公司混合碳四为原料,在500 mL碳四芳构化模试装置上进行了碳四烃芳构化产物综合利用的研究。研究结果表明,在反应温度360～400 ℃、反应压力2.0 MPa、氢油体积比50:1、体积空速1.0 h-1的条件下,采用纳米分子筛为基础研制的碳四芳构化催化剂具有较高的活性,产品结构合理,芳构化产物中的C3～C4馏分可以作为乙烯裂解原料的一个补充,C5～C10馏分可以作为高辛烷值汽油调合组分。     

原油轻烃反吹色谱分析

利用程序升温进样(PTV)和切割反吹色谱分析技术对原油C₁₅及以前的轻烃组分分析方法进行了研究。通过对压力(P₁,P₂)、变压时间和变压速率等进行优化选择,在切除中—重质烃类物质、保护分析柱的同时实现了轻烃组分的快速分离分析,几个难分离物质对的分离度都优于GB/T18430.1—2001和美国1998ASTM:D5134—98的要求,分析结果稳定可靠,轻烃指纹参数和正常色谱分析结果有很好的可比性。应用此方法对准噶尔盆地部分原油样品进行了分析,轻烃地球化学参数特征清晰地反映了油样的同源性和运移方向。      

裂解C5脱有机硫实验研究

针对炼油厂裂解C₅馏分脱除有机硫,对脱硫剂、最佳脱硫条件以及脱硫剂循环回收利用进行了研究。结果表明,质量分数5%复合胺溶液（TSC5）为最佳脱硫剂,在0.1 MPa、30℃、反应时间20 min和剂/油体积比0.3条件下,可使裂解C₅馏分的硫质量分数从106 μg/g降至8.7μg/g,脱硫率91.8%,收率99.4%。以洗涤水/油体积比1.5（其中循环再生水/油体积比1.3,去离子水/油体积比0.2）对脱硫后C₅馏分进行水洗,可将脱硫C₅馏分中的复合胺质量分数降至2 μg/g以下。在80℃、空速180 h^-1条件下,采用N₂汽提法对复合胺富液和洗涤水的混合液进行分离回收利用,其重新配制的TSC5脱硫剂的脱硫效果与新鲜剂相当。提出了裂解C₅深度脱有机硫的原则工艺流程。     

C9石油树脂对高黏度改性沥青性能的影响

采用4种具有不同软化点和H/C原子比的C₉石油树脂（PR）与芳烃油作为相容剂,SBS作为改性剂,制备高黏度改性沥青（HVA）。固定SBS的含量、相容剂（芳烃油和石油树脂）的总含量,考察相容剂中油和树脂的比例变化对高黏度改性沥青性质的影响,并研究了C₉石油树脂的性质对高黏度改性沥青的影响。结果表明：相容剂中C₉石油树脂质量分数超过6%时,高黏度改性沥青的低温性能较差;软化点高的C₉石油树脂更有利于提高改性沥青的60 ℃零剪切黏度,降低针入度;H/C原子比高的C₉石油树脂与SBS之间具有更好的相容性,可以增强SBS形成的网状结构,从而增强沥青的路用性能;当软化点和H/C原子比高的3、4号树脂（PR3、PR4）的质量分数为4%时制备出的高黏度改性沥青的性能更佳。     

碳四烯烃制丙烯和乙烯催化剂的研究

以超细SiO2为载体、水热稳定性好的高硅铝比ZRP-5分子筛为活性组分,通过挤条成型制成ZRP-5/SiO2催化剂,采用碱土金属氧化物对催化剂进行改性,考察催化剂的活性与表面酸性的关系。结果表明,B酸与催化剂的活性相关,经MgO,CaO,SrO改性后,催化剂的酸性和活性随Mg,Ca,Sr原子半径的增大而降低。采用MgO-CaO／ZRP-5／SiO2催化剂,在500 ℃、0.1 MPa、水与碳四原料质量比0.2、重时空速3 h-1的条件下连续反应50 d,反应产物组成稳定,碳四烯烃转化率大于65％,丙烯收率大于31％,乙烯收率大于6％,再生后催化剂可以恢复到新催化剂98％的水平。     

连续催化重整装置流程模拟与优化

应用Aspen HYSYS软件对中国石化洛阳分公司700 kt/a连续催化重整（简称重整）装置进行流程模拟,得到了与装置实际操作接近的理想模型。通过模型对重整预加氢分馏塔C101操作参数、重整生成油换热流程进行优化,并模拟反应温度对重整汽油辛烷值桶、芳烃收率、纯氢收率等产品指标及积碳速率的影响。结果表明：优化后重整进料中C5组分的质量分数由优化前的3.06%降至2.40%,C101塔底再沸炉瓦斯耗量减少94 m³/h;优化重整生成油换热流程后,重整脱戊烷油热供芳烃温度由70℃提高至95℃,下游芳烃装置3.5MPa蒸汽耗量降低2t/h,重整生成油脱戊烷塔塔底再沸炉瓦斯耗量减少20 m³/h,C101塔顶两台空气冷却器停运,节电248kW.h;结合装置烧焦能力,确定了重整装置适宜的反应温度为520℃。通过上述优化措施,连续重整装置效益可增加 1 358万元/a。     

催化裂解（DCC）装置直接生产混合C5烯烃的工业实践

某公司针对催化裂解（DCC）装置开工初期C₅产品质量不合格、产量低的难题,通过改造轻重汽油分离塔C₅产品抽出位置,优化调整操作参数等一系列措施,使C₅产品纯度（w）由78.4%提高到93.64%,产量由1.5 t/h提高到12 t/h,不仅实现了产品质量合格和增产的目的,同时保证了下游石脑油加氢装置的平稳运行,开创了DCC装置直接生产混合C₅烯烃产品的先例,实现了 4 000 万元/a以上的经济效益。