塔河石化重整装置工艺过程模拟和研究

以中国石化塔河分公司15×104t/a固定床半再生重整装置为研究对象,采用Aspen Plus流程模型软件,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,对催化重整装置分馏系统的脱水塔、分馏塔、重整稳定塔以及供热系统进行灵敏度分析,研究各塔分馏效果、热负荷、进料温度、回流比、抽出量等参数间的相互关系,并以模型为指导,对装置进行如下流程模拟分析及装置优化调整:通过定量分析分馏塔、脱戊烷塔、脱水塔的温度、压力和回流量对各塔分馏效果、轻石脑油和液化气产量以及精制油和稳定汽油初馏点等影响,来寻找装置生产瓶颈,优化装置操作条件,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,获得最佳经济效益,提高企业的竞争能力。通过以上优化调整,全年实现装置增效140万元,     

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.     

镇海炼化连续重整装置流程模拟与优化

中国石化镇海炼化Ⅳ套连续重整装置处理能力为120×104t/a,重整、催化剂再生部分采用美国UOP公司专利技术,其中预加氢分馏部分采用先汽提后分馏的两塔流程,重整油后分馏部分采用先脱丁烷的三塔流程:脱丁烷塔、脱己烷塔、脱戊烷塔,主要产品为高辛烷值重整汽油(芳烃)以及大量副产氢气。以该连续重整装置为研究对象,采用Aspen Plus流程模拟软件,建成了装置预分馏部分以及重整后分馏部分与实际工况相吻合的稳态流程模拟模型。利用此模型,对重整装置的汽提塔、石脑油分馏塔、稳定塔、脱己烷塔、脱戊烷塔进行综合分析。以节能降耗为目标,对稳定塔和脱己烷塔进行如下操作参数优化:脱丁烷塔顶压力由0.92MPa降至0.80MPa,脱己烷塔顶压力由0.03MPa降至0.01MPa。装置优化后,脱丁烷塔底蒸汽消耗减少2.2t/h,脱己烷塔底蒸汽消耗减少3.0t/h,合计装置节能2.55kg标油/t,全年可产生经济效益727万元。     

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。     

3.5Mt/a重油催化裂化装置吸收稳定系统优化

大连石化生产丙烯流程中,3.5Mt/a催化裂化装置液化气中乙烷含量对气体分馏装置的操作产生直接影响。脱乙烷塔顶排出乙烷时,会造成丙烯的伴随排放,造成经济损失。利用大连石化OTS平台的Unisim Design流程模拟软件,对3.5Mt/a催化裂化装置吸收稳定系统进行建模,分析影响液化气中乙烷含量的主要影响因素,并依据流程模拟结果,对操作条件进行寻优,进而指导装置生产。本次寻优只针对液化气中乙烷含量对气体分馏装置的影响,其他优化不在本次研究范围内。通过对装置实际操作条件的优化,液化气中乙烷含量较优化前下降0.684%(体积分数),干气中丙烯含量下降0.102%(体积分数),从2010年5月开始,至当年11月,已产生直接经济效益960万元。通过流程模拟软件指导装置生产,进行操作寻优,投资少,回报率高,见效快,是企业精细化管理的一条新路。     

分馏与吸收稳定系统的关联性分析及优化

由于原料性质不断"变重",影响了长庆石化公司1.4Mt/a重油催化裂化装置分馏与吸收稳定系统的平稳操作。对分馏与吸收稳定系统主要的关联性操作,即分馏塔顶的富气和粗汽油作为吸收塔进料的单向关联、分馏一中回流与稳定塔底温度的双向关联、轻柴油进再吸收塔与富吸收油返分馏塔的双向关联进行了分析,提出了优化措施建议:应适时调整补充吸收剂的量,使之与粗汽油的量之比保持在0.7～1.3的范围内;在减渣进料加工量为110t/h的工况下,将补充吸收剂流量控制在50t/h;稳定塔底重沸器取热量跟踪温度控制应尽快投用;将热量换算更换为流量换算;对一中和稳定塔底的换热流程进行优化;在处理量变化的情况下,应随着贫气量的变化,适时调节贫吸收剂的流量,保证再吸收塔的吸收效果;贫吸收油可改用分馏塔顶顶循油。     

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。     

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。     

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。     

延迟焦化装置的用能分析与优化策略研究

延迟焦化装置具有工艺成熟、原料灵活、操作和投资费用低等特点,其优化用能的系统化策略包括:要以装置总物料流程优化为基础,优化原料、产品流程以及装置循环比,缩短生焦周期;在保证装置产品质量的前提下,优化装置的反应条件,选取合适的反应温度、压力,优化装置的反应用能;优化分馏系统取热,优化换热网络与发汽量,加强热量回收,提高原料换热终温,降低加热炉负荷;优化吸收稳定系统中各塔操作条件,加强分馏系统与吸收稳定系统的热集成,回收利用稳定汽油的热量,结合全厂实际选择合理的压缩机驱动源;总结延迟焦化装置单元过程与设备节能措施,包括加热炉优化、大吹汽改造、除焦优化等;在对延迟焦化装置进行优化之后,选择合理的措施回收利用装置低温热,加强装置上下游的热联合,实现热供料,装置内部无法消化的低温热纳入全厂低温热系统。     

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。     

催化裂化干气制乙苯装置苯耗高的原因分析及改进措施探讨

从原料组成、反应产物吸收稳定系统、精馏分离过程等方面分析了大连石化公司催化裂化干气制乙苯装置苯耗较高的原因。总结了历年来在降低装置苯耗方面所采取的措施,即加强对原料催化裂化干气及苯质量指标的监控,优化烃化／反烃化反应控制,优化吸收稳定系统及精馏分离系统。分析了制约装置苯耗进一步降低的主要因素。提出了进一步完善催化裂化干气制乙苯第二代技术和利用催化裂化干气制乙苯第三代技术对装置进行改造的两种进一步降低苯耗的设想方案。     

改善吸收稳定系统操作减少干气中C3组分的探讨

系统的阐述了重油催化裂化装置吸收稳定系统的工艺特点,应用重质烃或低分子烃作吸收油吸收催化裂化装置生产的炼厂气中C3及其较重组分的影响因素。以及如何优化吸收稳定系统的操作条件,确保征税出质量合格的稳定汽油、液化石油气和干气的技术措施。     

苯乙烯装置乙苯单元的流程模拟与优化

苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料,是仅次于聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧乙烷(EO)的第四大乙烯衍生产品,用途十分广泛。采用Aspen Plus流程模拟软件对苯乙烯装置的催化干气脱丙烯单元、乙苯分离单元进行模拟,精馏塔采用Rad Frac模块,换热器采用Heater模块,分离器采用Flash2模块,混合器采用Mixer模块,分流器采用FSplit模块,泵采用Pump模块;物性方法选用PENG-ROB。通过模型对过程的关键参数,如塔的回流比、进料板位置和侧抽板位置、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前提下,选择最优操作参数,降低装置能耗,提升装置经济效益。中国石化共有苯乙烯装置10套,其中2套装置依据本文提出的优化方案实施流程模拟后,合计实现装置挖潜增效632万元,提高了苯乙烯装置的精细化操作水平和管理水平。     

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。     

芳烃联合装置模拟与优化(Ⅴ)——二甲苯精馏单元的模拟与优化

二甲苯精馏单元是PX联合装置的重要组成部分,其作用是通过精馏的方法,将来自连续重整、歧化及烷基转移和异构化单元的C8+A原料分离成符合吸附分离单元要求的C8芳烃、歧化及烷基转移单元所需的C9+A。采用Aspen Plus流程模拟软件,对芳烃联合装置中二甲苯精馏单元包括二甲苯塔、邻二甲苯塔、重芳烃塔等塔设备及换热流程进行模拟,通过模型对过程的关键参数如回流比、塔底热负荷、塔压、塔顶采出量等进行综合分析,在各塔产品控制指标(PX纯度和OX纯度)达标前提下,选择最优的操作参数,降低装置能耗,提升装置经济效益。通过对中国石化四套PX装置中的二甲苯精馏单元进行模拟优化,合计实现装置节能效益881万元,并指导装置产品方案的切换,在降低装置能耗和提升装置经济效益的同时,也提高了中国石化芳烃装置二甲苯精馏单元的精细化操作水平。     

芳烃联合装置模拟与优化(Ⅳ)——芳烃吸附分离单元的模拟与优化

对二甲苯(PX)是石油化工生产中的重要基本原料,来源于混合二甲苯。高纯度对二甲苯的分离方法主要有深冷结晶法、络合分离法、吸附分离法、共晶、磺化等,工业上采用的大多为吸附分离法。中国石化共有10套生产对二甲苯的装置,均设有吸附分离单元,大部分采用UOP公司的PAREX工艺技术。通常,为保证产品质量,装置操作往往偏于保守,操作方法以及操作参数设置不甚合理,过分离现象普遍存在,导致装置能耗增加。模拟移动床吸附分离设备的操作尚存在解吸剂用量大、公用工程消耗高、对二甲苯收率低等问题。采用Aspen Chromatography和Aspen Plus流程模拟软件,对芳烃联合装置中芳烃吸附分离单元,主要包括吸附塔、抽余液塔、抽出液塔和产品塔进行模拟,通过模型对过程关键参数如回流比、塔底热负荷、塔顶采出量等进行综合分析,在各塔产品控制指标达标前提下,选择最优的操作参数,以降低装置能耗,提升装置经济效益。     

炼厂气体脱硫装置中影响脱硫效果因素分析

炼油厂气体脱硫丁艺装置中影响脱硫效果的因素主要有：脱硫塔操作温度、脱硫塔操作压力、气液比、贫胺液浓度、贫液中H2S含量、脱硫塔的塔板数等．以某炼油厂催化裂化和延迟焦化两个装置的混合干气为例,介绍了利用VMGSim流程模拟软件对上述影响因素进行数据计算并进行定量分析．从而选择合适的工艺设备、确定最佳的操作条件的方法。     

芳烃联合装置模拟与优化（Ⅲ）——甲苯歧化／烷基转移单元的模拟与优化

甲苯歧化与C芳烃烷基转移工艺是大型芳烃联合装置中重要的工艺过程之一,其目的是将直接用途较少、相对过剩的甲苯和C,芳烃转化成用途广泛但供应不足的苯和对二甲苯。采用AspenPlus流程模拟软件。对芳烃联合装置中甲苯歧化／烷基转移单元精馏部分,包括汽提塔、苯塔、甲苯塔和重芳烃塔等进行模拟。通过模拟结果。对过程的关键参数,如回流比、塔底热负荷、塔压、塔顶采出量等进行综合分析,在各塔产品控制指标达标前提下。选择最优的操作参数,降低装置能耗,提升装置经济效益。中国石化（S1NOPEC）共有PX装置7套,均有甲苯歧化／烷基转移单元．依据流程模拟提出的优化方案,实施后,合计实现装置挖潜增效2200余万元,降低了装置能耗。提升了装置经济效益,也提高了中国石化芳烃装置甲苯歧化,烷基转移单元的精细化操作水平。     

应用流程模拟技术控制延迟焦化装置干气质量

以青岛炼化公司2.5Mt/a延迟焦化装置吸收稳定部分为研究对象,运用Aspen流程模拟软件,以标定数据为基准,建立吸收稳定部分模型,对焦化干气质量控制进行模拟,并研究了改变补充吸收剂的流量、温度和性质后对干气质量的影响。以模拟结果为依据,对装置操作进行优化,补充吸收剂量控制在105t/h,脱吸塔、稳定塔塔底温度控制在145℃和198℃时,干气中C3以上含量可以控制在1.8%～2.0%,日增液化气6.8t,年增收益600万元以上,同时,装置能耗降低1.02kgEo/t;通过进一步研究表明,降低补充吸收剂温度,能够有效提高干气质量,但是由于受到循环水温度的局限,补充吸收剂温度无法进一步降低。为此,研究了模拟使用深冷技术,将补充吸收剂、吸收塔一中二中回流深冷至20℃后,干气中C3以上含量可以降至1%以内,并可使装置能耗进一步降低,为装置进一步优化指明了方向。