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。     

柴油加氢装置分馏系统模拟及进料温度影响分析

柴油加氢精制是加工劣质原料和生产清洁柴油的重要途径,但由于加氢过程涉及高温、高压、临氢,反应产物组成复杂,柴油加氢装置分馏系统能耗较高。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,可为装置优化操作、节能降耗、寻找生产瓶颈提供指导。应用Aspen Plus流程模拟软件,建立了某120×104t/a柴油加氢精制装置的分馏系统流程模拟,研究了汽提塔的进料温度、汽提蒸汽量对汽提塔底物流H2S及H2O含量、分馏塔重沸炉的影响,同时分析了提高分馏塔进料温度对塔的气-液相负荷、汽柴油产量和重沸炉负荷产生的影响。通过对以上研究结果的综合分析发现,提高汽提塔进料温度可以强化塔的汽提效果,降低汽提蒸汽用量和分馏塔重沸炉热负荷;提高分馏塔进料温度,可使塔内气-液相负荷分布更加平均,操作稳定性增加,汽油产量增加、柴油产量减小,提高装置的经济效益,显著降低重沸炉负荷。当分馏塔进料温度提升15℃时,可节省燃料气209kg/h。     

蜡油加氢装置换热网络分析与优化

洛阳石化蜡油加氢装置由反应、分馏、富氢气体脱硫、热回收和产汽系统以及装置公用工程部分等组成,设计年加工能力220×104t/a,以减压蜡油、焦化蜡油和脱沥青混合油为原料,采用抚顺石油化工研究院开发的FFHT蜡油加氢处理工艺技术,催化剂采用FF-18型,主要生产低硫含量的精制蜡油,同时副产少量石脑油和柴油,富氢气体经脱硫后送至制氢装置作原料.利用换热网络优化软件PINCH2.0,对蜡油加氢装置换热网络进行模拟,得出现行工艺条件下换热网络最小冷却公用工程和最小加热公用工程用量,提出以现行换热网络的操作工艺为基础,停运分馏塔进料加热炉,提高反应进料加热炉热负荷,在不增加装置换热网络换热器换热面积前提下,充分利用装置现有换热器换热面积余量,增大换热器的换热负荷.实施换热网络优化方案后,降低蜡油加氢装置耗能105.5kg标油/h,年运行时间以8400h计算,年实现节能886.2t标油,标油价格按照3600元/t计算,年实现经济效益319万元;装置进料量按照295t/h计算,则降低装置综合能耗0.358kg标油/t原料.     

长庆石化连续重整装置低温热回收利用浅析

中国石油长庆石化公司60×104t/a连续重整装置预处理系统原设计流程为先加氢、再汽提、后分馏,这种工艺解决了预分馏塔顶拔头油的质量问题,减缓了设备腐蚀。但是运行过程中,由于预加氢原料性质变化较大,造成预加氢进料加热炉负荷较高,炉膛温度较高,给装置长周期运行带来隐患;同时,拔头油低温热不能合理回收利用,增加了装置电耗和水耗。通过对预处理工艺流程进行优化分析,在常压石脑油进预加氢混合进料换热器前新增一台预加氢进料油与石脑油分馏塔顶拔头油换热器,充分利用预处理石脑油分馏塔顶低温热源,提高预加氢进料温度,降低预加氢进料炉炉膛温度,确保进料加热炉安全平稳运行。分馏塔顶低温热源回收利用后,连续重整装置综合能耗下降了3.52kg标油/t,每年可产生经济效益约576万元。     

青岛炼化蜡油加氢装置流程模拟及优化

应用Aspen Plus软件,对青岛炼化3.2Mt/a蜡油加氢装置进行流程模拟,得到与实际工况相吻合的稳态流程模拟模型,通过对模型进行综合分析,以节能优化和经济效益最大化为目标,对分馏塔侧线抽出量及分馏加热炉出口温度进行操作参数优化,降低全厂柴汽比,年增产汽油7000t。以汽油与柴油差价300元/t折算,优化操作后,每年可多创造经济效益270万元。加氢装置高压空冷器运行工况具有高温高压、油气(氢气)、水三相混合的工艺特点,根据装置实际生产数据以及化验分析数据(主要用来计算NH3浓度),应用流程模拟软件自带的物性方法,对该装置高压空气冷却器进行模拟,准确计算出高压空冷器的物流腐蚀系数,以模拟数据为指导,提出腐蚀预防措施,主要包括:根据原料氮含量,调整注水量;保证缓蚀剂的加入量,减少NH4HS的结垢与沉积。     

蜡油加氢装置节能优化分析

中国石化洛阳分公司220×104t/a蜡油加氢装置设计年开工时数8400h,主要由反应部分(包括新氢、循化氢压缩机、循环氢脱硫)、分馏部分、富氢气体脱硫部分、热回收和产汽系统以及蜡油加氢处理装置公用工程部分等组成。主要生产低硫含量的精制蜡油,为催化裂化装置提供优质原料,同时副产少量石脑油和柴油,富氢气体经脱硫后去制氢装置作原料。装置于2009年5月20日一次开车成功,设计能耗为12.96kg标油/t。开工运行一周年以来,蜡油加氢处理装置通过开展装置优化,节水、节电、节气,增大装置加工负荷,大幅降低了能耗。2009年蜡油加氢处理装置累计综合能耗为12.46kg标油/t,达到设计要求。2010年,通过节能优化措施,综合能耗从2009年的12.46kg标油/t降至8.85kg标油/t,下降3.46kg标油/t,降幅达29%,在中国石化(Sinopec)同类装置中名列前茅。     

流程模拟技术在湛江东兴柴油加氢装置上的应用

应用Aspen Plus软件,对湛江东兴石化150×104t/a柴油加氢改质装置进行流程模拟,得到了与装置实际操作接近的理想模型,通过模型分析,为装置优化操作、节能降耗、寻找生产瓶颈提供依据。在实际生产中,应用模型对各塔关键操作变量进行优化,在满足产品质量指标的前提下,优化汽提蒸汽量和稳定塔底温度,将硫化氢汽提塔汽提蒸汽量由2.3t/h降至1.8t/h,能够保证脱气效果;将产品分馏塔底汽提蒸汽由4.0t/h降至2.5t/h,柴油闪点温度和石脑油干点温度仍然合格,两项措施共计节约蒸汽2.0t/h,降低能耗(以每天加工原料4000t计算)0.912kg标油/t。将稳定塔底温度控制在175～180℃,吸收稳定系统运行平稳率得到改善,基本杜绝了稳定塔回流罐顶气体经常放火炬线现象,液化气收率由0.3%提高到0.44%。柴油加氢装置实施流程模拟优化操作后,全年实现创效825.1万元。     

流程模拟技术在延迟焦化装置上的应用

延迟焦化是石油加工中的一种主要加工过程,广泛应用于国内外的炼油厂。采用Aspen Plus流程模拟软件,对延迟焦化装置的分馏塔和吸收稳定单元(包括吸收塔、再吸收塔、解吸塔、稳定塔等)进行模拟,运用模型对过程的关键参数如分馏塔取热、柴蜡重叠度、富吸收油温度、中段回流、柴油回流量、蜡油返塔量、塔压、塔顶回流、吸收剂流量、温度等进行综合分析,在各塔产品控制指标达标的前提下,选择最优的操作参数,降低装置能耗,提升装置经济效益。对中国石化所属15套装置依据流程模拟提出优化方案并予以实施,每年合计实现装置挖潜增效6546万元,在实现装置节能降耗的同时,也取得了可观的经济效益,提高了中国石化延迟焦化装置的精细化操作水平和管理水平。     

金陵石化Ⅱ套加氢裂化装置流程模拟应用

加氢裂化装置由于涉及高温高压反应,装置能耗较高,而国内加氢裂化装置的用能水平更是参差不齐,用能水平最高与最低的装置之间,其能耗相差达2倍以上。金陵石化Ⅱ套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,实际处理量达到153×104t/a。该装置由反应、分馏、液化气分馏与脱硫、轻烃回收及气体脱硫、溶剂再生五部分组成,投用初期,能耗超过40kg标油/t原料。装置的节能降耗工作主要应从节约瓦斯、节电和节汽三方面展开。主汽提塔进料温度比设计值低、汽提塔底流出温度低,是导致金陵石化Ⅱ套加氢裂化装置能耗较高的重要原因,同时易造成主汽提塔汽提效果不好、产品的硫含量超标。应用Aspen Plus软件,对该装置进行流程模拟,考察了主汽提塔进料温度及目的产品收率对工艺能耗的影响。应用模型,对各塔关键操作变量进行优化,对换热流程进行改造,在满足产品指标前提下,降低装置能耗,提升装置经济效益。实施后可实现装置挖潜增效415万元/a。     

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。     

俄罗斯原油评价数据及加工流程的优化选择

原油评价是在实验室对原油进行一系列分析和馏分切割,分析原油和各段馏分油的性质,确定产品分布及产品收率,为制定原油加工流程提供优化方案,以生产出合适的产品,使原油资源得到合理利用。原油评价认为,俄罗斯原油属于含硫中间基原油,初馏点至180℃石脑油馏分经石脑油加氢精制后,分离出液态烃、轻石脑油及重石脑油;150~230℃喷气燃料馏分进入加氢精制装置,生产3号喷气燃料或柴油调和组分;200~350℃柴油馏分进入柴油加氢精制装置,生产合格的柴油产品;350~560℃混合蜡油馏分进入加氢裂化装置,生产石脑油、高品质航空煤油(3号喷气燃料)及柴油;大于560℃渣油馏分经渣油加氢精制后,可作为催化原料直接进入重油催化裂化装置。俄罗斯原油的盐含量为24.0mg/kg,在加工过程中,容易形成"HCl-H2S-H2O"腐蚀,对设备影响较大,要重视工艺防腐和设备防腐。     

焦化汽柴油加氢装置反应器撇头原因分析与对策

惠州炼化汽柴油加氢精制装置设计加工延迟焦化汽柴油,为提高乙烯裂解原料品质,降低柴油产品中的硫、氮含量,该装置保持着苛刻的反应条件。针对该装置一反一床层压差连续两次快速上升的现象进行分析,进料中携带的焦粉和金属离子是该装置频繁撇头的主要原因,其中焦粉来自上游延迟焦化装置,金属离子主要为钠离子,脱硫联合装置含碱液和二硫化物的反抽提溶剂进入加氢精制装置原料罐,随装置原料进入反应器,被床层顶部的保护剂吸附,且吸附量逐渐增加,最终使床层顶部催化剂板结,导致一反一床层压差持续上升。通过平稳上游装置操作,减少焦粉夹带,调整含碱二硫化物油走向,避免钠离子污染,彻底清理装置原料罐区,抬高原料抽出口高度,加氢装置内自动反冲洗,以及强化罐区沉降脱水等措施,改善原料质量,该装置实现了连续三年超负荷平稳运行。     

镇海炼化4号柴油加氢装置流程模拟应用

镇海炼化4号柴油加氢装置设计处理能力为300×104t/a,进料由焦化汽柴油、催化柴油、直馏柴油组成,装置反应部分采用炉前混氢流程,设置热高分、热低分流程。热低分油、冷低分油混合后进入脱硫化氢汽提塔(T-2101)。装置分馏部分为双塔汽提流程。从2002年开工至今,运行情况总体良好。装置希望通过流程模拟,对目前运行参数和换热流程进行优化,改善装置运行工况。应用Aspen Plus软件,对装置分馏部分进行流程模拟,得到了与装置实际操作工况接近的理想模型,为装置优化操作、节能降耗及寻找生产瓶颈提供依据。本次模拟目标为初步应用,主要以模型为指导,研究增产石脑油时分馏塔顶回流比对汽油干点、柴油闪点温度的影响,以及提高T-2101塔汽提蒸汽量对塔顶硫化氢量的影响,实现了汽油产量增加2.37%和T-2101塔汽提蒸汽降低0.1t/h的目标。实施流程模拟优化后,装置全年共产生经济效益132.6万元,表明镇海炼化4号柴油加氢装置流程模拟优化取得成功。     

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。     

乙烯裂解原料组成的选择与优化

惠州炼化主要采用加氢裂化和加氢精制工艺生产乙烯料组分,可能作为乙烯料的组分有蜡油加氢裂化轻石脑油、蜡油加氢裂化重石脑油、煤柴油加氢裂化轻石脑油、煤柴油加氢裂化重石脑油、汽柴油加氢精制石脑油、重整戊烷油、芳烃抽余油等。对潜在的乙烯裂解原料组分进行分析对比,选择理想的乙烯料组分。分析各种可能的乙烯料组分性质发现,蜡油加氢裂化重石脑油和煤柴油加氢裂化重石脑油烷烃含量均低于40％,不适合作为乙烯料,但是它们的环烷烃含量较高,是优质的重整原料。其他5种组分烷烃含量均满足乙烯料的质量要求。其中,汽柴油加氢精制石脑油的正构烷烃含量高达48．7％,是理想的乙烯裂解原料。实际生产中,对乙烯料组分进行优化调整,生产出的乙烯料正构烷烃含量约为30％,异构烷烃含量约为45％,且硫含量低,属于优质的乙烯料。