降低催化干气中C_3~+含量的Aspen plus模拟

介绍中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司降低催化裂化干气中C_3~+组分含量的优化措施,采用流程模拟软件调整了相关物流的入塔条件以达到预期优化目标。该公司800 kt/a催化裂化装置在2016年某段时间干气中C_3~+组分体积分数接近4%,为了降低干气中的C_3~+组分含量,提高液态烃的收率,采用Aspen plus流程模拟软件建立了吸收稳定系统的模拟流程,并在对装置实际生产数据进行分析的基础之上,合理调整了吸收稳定系统中相关物流的入塔流量和入塔温度。通过模拟优化分析,将补充吸收剂的入塔量调节至37.8 t/h,补充吸收剂的入塔温度下调至32℃,粗汽油的入塔温度调节至38℃,贫吸收油的入塔量调节至30.7 t/h,贫吸收油的入塔温度调节至36℃,模拟结果表明:干气中C_3~+体积分数可降至1.49%,催化裂化装置参照模拟数据调整优化后干气中C_3~+体积分数可降至1.64%,提高了装置的整体效益,达到了预期效果。     

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%。     

焦化装置吸收稳定系统模拟与优化

应用Aspen Plus模拟软件对延迟焦化装置吸收稳定系统进行模拟计算,并在此基础上分析系统操作变量对干气中C3组分含量的影响,对操作参数进行了优化：提高补充吸收剂量至33 t/h,增加解吸塔冷进料量至25.32t/h,降低稳定塔回流比至2.0,降低解吸塔塔底温度至130℃,提高稳定塔塔底温度至168.48℃。计算结果显示,干气中C3组分摩尔分数由9.52%减少至6.00%。结合装置内的低温热资源,提出应用溴化锂吸收制冷技术降低系统吸收剂温度,减少干气中C3组分含量,并提出两套可行的技术方案。     

基于流程模拟的催化裂化吸收稳定系统分析与操作优化

以典型的吸收稳定四塔流程作为研究对象,通过流程模拟软件PRO/Ⅱ模拟计算结果与装置标定数据的对比分析,确定模拟过程的热力学方法为SRK以及参数规定。在确定吸收稳定系统干气、液化气和稳定汽油等产品质量的条件下,对各影响因素进行分析,研究其对系统能耗和吸收效果的影响,指出系统优化的操作参数为：补充吸收剂流量29 t/h,系统操作压力1.4 MPa,稳定塔进料位置和温度分别为第12块理论板和138 ℃,解吸塔热冷进料比例为7：3。模拟计算结果表明,通过优化操作参数,可使系统冷热负荷分别降低约4%和5%。     

延迟焦化吸收稳定系统模拟分析及操作优化

针对延迟焦化吸收稳定系统普遍存在分离效果较差的问题,以中国石化金陵分公司1.85 Mt/a延迟焦化装置为研究实例,采用PetroSIM流程模拟软件对该吸收稳定系统进行流程模拟与分析,验证结果表明模拟工艺参数与实际运行情况基本吻合。在此基础上,对实际生产过程进行了分析,考察了装置补充吸收剂流量、吸收剂温度、解吸塔进料方式、稳定塔回流比等操作变量对吸收稳定系统分离效果和装置负荷的影响,进而以模拟结果为依据对装置进行优化操作,优化后干气中C3+组分摩尔分数降至2.37%,液化气产量增加0.69t/h,取得了较好的经济效益。     

延迟焦化装置吸收稳定系统的模拟优化

为了解决延迟焦化装置吸收稳定系统干气产品中C≥3组分摩尔分数超标的问题,利用Aspen Hysys流程模拟软件对该吸收稳定系统进行了流程模拟,分析了干气产品中C≥3组分的影响因素,并对操作参数进行了优化。结果表明:吸收稳定系统模型可靠,模拟值与生产实际值接近;在补充吸收剂和粗柴油进料量分别为60～70,60～80 t/h,吸收塔中段回流返塔温度低于36 ℃,解析塔塔底再沸器出口温度为140 ℃,稳定塔塔底再沸器出口温度为185～195 ℃的优化条件下,吸收稳定系统干气中C≥3组分摩尔分数降至1.50%,液化气产量增加了1.09 t/h。     

喷气燃料馏分进催化裂化LTAG喷嘴回炼的工业实践

在中国石化石家庄炼化分公司3号催化裂化装置上考察了喷气燃料馏分进入提升管反应器的LTAG喷嘴回炼对产品分布、产品性质的影响。结果表明：在催化裂化装置重油进料量、进料组成及主要操作条件维持稳定的前提下,喷气燃料馏分回炼后,干气、液化气、汽油产率上升,柴油、油浆、焦炭产率下降;所得液化气产品的（C₃＋C₄）烷烃含量上升,（C₃＋C₄）烯烃含量下降;在保持重油进料量为210 t/h左右的情况下,与没有回炼的空白工况相比,喷气燃料回炼量分别为11.2 t/h和21.1 t/h的两种工况下,所得产品汽油的芳烃体积分数分别下降0.2百分点和0.5百分点,苯体积分数分别上升0.05百分点和0.07百分点,研究法辛烷值（RON）分别下降0.2和0.6。     

延迟焦化装置脱硫干气带胺液的原因分析及对策

介绍了延迟焦化装置脱硫干气携带胺液的现象及其影响,分析了其主要原因是干气中焦粉携带以及作为贫吸收剂的柴油量不足。通过柴油流程改造,将再吸收塔的吸收柴油温度由135℃降低到60℃,柴油吸收剂流量可提高近20 t/h,有效地降低了焦粉携带,柴油冷却器管束清洗频次由每年2次降低到1次;通过干气脱硫塔水洗操作,可将干气脱硫塔压差由0.05 MPa降低到0.01 MPa,胺液"发泡"现象由每8~9个月发生一次延长到连续运行15个月未再发生,有效缓解了干气携带胺液的情况,可挽回经济效益6万元/a。提出了相关建议及防范措施,为类似装置提供了依据与借鉴。     

水对无水相变吸收剂捕集CO2性能的影响

二氧化碳(CO₂)化学吸收法成熟度高,是有效的工业碳捕集技术。无水相变吸收剂具有高吸收速率和低解吸能耗。然而,在工业CO₂吸收过程中,气源中的水会被无水相变吸收剂吸收,影响后续的吸收效果。研究了典型的无水混合胺相变吸收剂(二甘醇胺-五甲基二乙烯三胺-乙二醇,P-T-EG)捕集模拟含水烟气CO₂过程中的性能变化;探讨了水分的引入对富相比(体积比)、CO₂负载量,以及分相后贫相和富相水分含量(质量分数,下同)的影响。结果表明,水分的引入有利于降低富相黏度,增大富相比;随着循环次数的增加,富相比增大,贫相水分含量比富相低;水分的引入对解吸平衡的影响微弱。使用Aspen Plus,计算了不同水分含量P-T-EG吸收富相的解吸过程,发现解吸塔再沸器温度100℃、冷凝温度35℃时,P-T-EG+10%H₂O(10%为水分含量)可以达到吸收水分和解吸水分进出平衡,此时解吸塔中胺的质量损失为1.05×10^-10(质量比)。     

某海洋平台天然气水露点控制及用能优化研究

为优化某海洋平台的天然气露点控制系统能耗,通过HYSYS软件搭建天然气脱水工艺流程,结合变量控制法,研究不同工艺参数对水露点和用能的影响,通过敏感性分析确定决策变量,并利用软件自带的优化器实现最低比功耗求解。结果表明：原料气进塔温度、TEG贫液进塔温度与干气露点呈正相关,TEG富液进塔温度、再沸器温度和汽提气流量与干气露点呈负相关;原料气进塔温度、TEG贫液循环量、再沸器温度和汽提气流量与比功耗呈正相关,TEG贫液进塔温度、TEG富液进塔温度与比功耗呈负相关;BOX方法的优化效果最好,在再沸器温度180℃、TEG贫液循环量1.11 m³/h、TEG富液进塔温度110℃的条件下,干气露点为-10.03℃,比功耗为2.215×10^-3kWh/kg,较原现场工艺降低了0.521×10^-3kWh/kg,降幅19.04%,节能效果明显。     

鄂尔多斯中部气田下古生界水溶气成因

鄂尔多斯中部气田下古生界水溶气以高甲烷含量为特征,含有少量重烃和非烃组分,基本显示出高成熟过成熟的干气特征 (C₁/C_1～5>0.95)。该区下古生界水溶气组成存在“东、西差异”(东部区块水溶气的C₂⁺重烃、苯和甲苯含量较高,而西部区块水溶气的C₂⁺ 重烃、苯和甲苯含量低或缺失),揭示了东部、西部区块水溶气的来源是不同的。东部区块水溶气具有上古生界煤成气和下古生界油型气的混合贡献,西部区块水溶气主要来自下古生界的油型气。     

美国PNNL开发一种可以将乙醇转化为C5+酮的催化剂

美国太平洋西北国家实验室(PNNL)的科学家开发了一种钯改性的新型ZnO-ZrO₂催化剂,可将乙醇转化为C₅⁺酮,其可作为溶剂和航空燃料的重要组分。相关论文发表在《Angewandte Chemie》杂志上。PNNL开发的催化剂可将多个反应浓缩在一个步骤中。乙醇在高温(370℃)和中压(2.07 MPa)下与催化剂接触,然后迅速转化为C₅⁺酮质量分数超过70%的产品。该催化剂性能稳定,使用2000 h后仍保持稳定,最终目标是催化剂可以持续使用2~5年。     

干气回收装置运行问题及对策

对浙江石油化工有限公司干气回收装置的运行情况进行了分析,并提出了相应的优化措施。结果表明：该干气回收装置运行中,存在干气实际产量高于设计值,多出部分只能在饱和干气压缩机入口缓冲罐顶部排放火炬的问题。通过采用将浆态床干气在上游装置改出,装置原料不足部分,由一期装置重整氢变压吸附氢气提纯解析气进行补充的方案,可实现原料气的优化。优化后,在装置总加工量不变的条件下,富乙烷气产量由优化前的62.02 t/h增至70.37 t/h,氢气产量也由优化前的57300 m³/h降至53500 m³/h。     

填料塔中有机胺溶液脱除CO2性能研究

在鲍尔环填料塔中，以有机胺溶液为吸收剂，脱除模拟烟气中的CO₂。考察了有机胺溶液质量分数、溶液pH、烟气流量、溶液喷淋量、入口CO₂体积分数、液气比、吸收温度及填料层高度等关键参数对CO₂脱除率的影响。结果表明，CO₂脱除率随有机胺溶液质量分数、溶液pH、溶液喷淋量、液气比及填料层高度的增加而增大，随烟气流量和入口CO₂体积分数的增大而减小，随吸收温度的升高先增大后减小。在有机胺溶液质量分数为20%，溶液pH为11.0，烟气流量为2.5 m³/h，溶液喷淋量为9 L/h，入口CO₂体积分数为8%，液气比为3.6～4.8 L/m³，吸收温度为30℃，填料高度为1.70 m的条件下，CO₂脱除率超过90%。本研究成果可为有机胺溶液脱除CO₂的工业应用提供数据支撑。     

吸收稳定系统稳定塔侧线汽油作补充吸收剂

改善吸收塔中C_3及以上组分的吸收效果,减少贫气中的丙烯含量,实现干气变"干",是提高催化裂化装置吸收稳定系统丙烯回收率的关键。从改善吸收塔补充吸收剂的物性人手,研究了用稳定塔侧线汽油作吸收塔补充吸收剂的效果。与稳定汽油相比,稳定塔侧线汽油的分子极性更接近丙烯的分子极性,因此可大大提高吸收塔的吸收效果。研究结果表明,采用此新工艺后,干气中丙烯的摩尔分数可降低31.5%,干气量可下降1.7%,一套1.0 ML/a的催化裂化装置可因此增加丙烯产量915.6t/a;同时,装置的汽油产量和质量保持不变,吸收稳定系统的能耗基本不增加。     

吸收稳定系统工艺流程及操作优化

针对目前催化裂化装置吸收稳定系统普遍存在的燃料干气中C3+液化气组分携带严重即"干气不干"和能耗较高的问题,从流程结构和操作参数两方面进行分析,找出造成干气不干和能耗高的主要原因,并以此为基础集成现有先进研究成果针对性地提出一个优化的吸收稳定系统工艺流程和操作方案：解吸塔设置中间再沸器并采用全冷进料;稳定塔新增下部侧线,抽出轻汽油代替稳定汽油作吸收塔补充吸收剂;适当提高凝缩油罐操作温度和降低吸收塔操作温度。与现有流程和操作相比,提出的优化流程及操作方案可使干气中C3+液化气组分体积分数降低42.09%、系统能耗降低17%。     

天然气脱硫脱碳工艺的模拟优化

为了解决某天然气净化厂天然气硫、碳含量超标的问题,采用HYSYS模拟软件,对吸收塔的胺液进料量、吸收塔塔板数、胺液进料方式及再生塔的塔板数进行模拟。结果表明:在脱硫脱碳过程中,混合胺溶液m(H_2O)∶m(甲基二乙醇胺)∶m(二乙醇胺)为52∶45∶3最佳;吸收塔最优操作条件为:贫胺液总进料量为1 600 kmol/h,吸收塔塔板数为12块,贫胺液Ⅰ由吸收塔第1块塔板进料,贫胺液Ⅱ由吸收塔第5块塔板进料,m(贫胺液Ⅰ)/m(贫胺液Ⅱ)为7∶3时,吸收过程具有良好的脱酸气效果,天然气中H_2S的质量浓度为2 mg/m~3,CO_2的体积分数为2.32%。再生塔宜选用14或15块塔板。     

基于浅冷油吸收法的C1/C2分离装置标定总结

介绍了某公司采用浅冷油吸收法干气回收技术新建的一套0.9 Mt/a C₁/C₂分离装置情况，并对装置性能标定结果进行了总结。根据不同干气原料的特点，将6股原料干气归类为不饱和干气、饱和干气和富烃干气，并以浅冷油吸收技术为核心，将上述3种类型的炼厂干气回收路线通过系统集成整合后分别得到富乙烯气、富乙烷气、轻烃和氢气等产品，有机衔接了炼油装置和下游化工装置。装置开工后运行稳定，负荷率在89%。装置性能标定结果表明：产品分布达到了指标要求，乙烯、乙烷回收率分别达到了91.91%和98.37%,均高于性能保证值。该装置工艺技术路线的选择和工程设计完全可行，对国内大规模复杂原料C₁/C₂分离装置具有很好的示范效果。     

吸收稳定系统的模拟与分析

针对国内吸收稳定系统普遍存在的干气中C3、C4含量较高、液化气产率低等问题,以国内某石化企业延迟焦化装置为例,在计算机模拟与分析的基础上,探讨吸收稳定系统的模拟策略,如单元模型、热力学方法的选取等,并对影响系统分离效果的主要因素进行分析,提出改善吸收稳定过程分离效果的操作方案。结果表明：RKS方程是较适宜应用于吸收稳定系统的热力学模型,其模拟计算结果与工业标定数据吻合较好;从全流程角度出发,解吸塔进料温度升高、稳定汽油吸收剂流量降低都有利于系统节能,但系统吸收效果出现下降;解吸塔塔釜温度对液化气组成与流量、干气中C3、C4含量都有一定的影响,在生产中应充分重视解吸塔塔釜温度的波动;稳定塔的回流比存在一个"理想值",小于该值时随回流比增加系统吸收效果改善明显,实际操作回流比应小于该"理想值"。     

钴铁尖晶石在CO2加氢中的结构演变与催化特性

利用原位X射线衍射(XRD)分析结合密度泛函理论(DFT)计算,揭示了采用溶胶-凝胶法合成的结构明确的钴铁尖晶石(CoFe₂O₄)在催化CO₂加氢转化中的结构演变与催化特性。原位XRD分析结果表明,CoFe₂O₄在预还原过程中形成Co₃Fe₇合金,Co₃Fe₇合金在反应中保持稳定,且其催化加氢能力较强,转化产物主要为甲烷与C₂～C₄烷烃(C₂⁰～C₄⁰)。K-CoFe₂O₄(将CoFe₂O₄用K₂CO₃助剂改性)的预还原过程中出现富钴合金(K-Co₁Fe₁)向富铁合金(K-Co_3...