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。     

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。     

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。     

低温热在气体分馏装置上的应用

中国石化洛阳分公司气体分馏装置原设计规模为30×104t/a,采用五塔流程,2008年扩能改造后,加工能力达到65×104t/a,实际采用四塔流程,由脱丙烷塔(T501)、脱乙烷塔(T502)、丙烯塔(T503AB/CD)、脱异丁烷塔(T504)组成。装置设计能耗为56.53kg标油/t原料,2009年装置实际能耗为51.77kg标油/t原料,但与同期中国石化先进装置能耗(37.34kg标油/t原料)相比,在蒸汽和电的单耗上,尚有差距。对此,提出实施催化装置低温热与气体分馏装置深度热联合,以及气体分馏装置内部低温优化,可取消气体分馏装置能级高的蒸汽热源,用低温热替代蒸汽伴热,蒸汽作为装置备用热源,可以节约0.3MPa蒸汽10t/h,降低装置综合能耗0.9个单位。     

气体分馏装置节能降耗技术分析

洛阳分公司二套联合气体分馏装置原设计加工能力为30×104t/a,2008年扩能改造为65×104t/a,采用脱丙烷塔(T501)、脱乙烷塔(T502)、丙烯塔(T503AB/CD)、脱异丁烷塔(T504)四塔加工流程,目标产品是从液化石油气中分馏出99.6%的高纯度丙烯和氢氟酸烷基化原料。装置设计能耗为56.53kg标油/t原料。装置改造后,由于加工负荷小于设计值(仅为设计值的60%~80%),导致蒸汽、热水、电等动力能耗比设计值偏高;同时,原料中C2等轻组分多,造成瓦斯大量排放,导致装置加工损耗大,装置实际能耗比设计值高出4.87个能耗单位。为此,通过技术分析及实际论证,采用降压操作、工艺优化、热联合等措施,装置各动力消耗明显降低,装置能耗降低9.31kg标油/t原料。提出预热器E512加热流程改造、停用脱乙烷塔进料预热器、T501塔原料预热流程改造等节能新思路。     

乙烯装置脱乙烷塔与制冷系统的联合操作优化

中国石化（SINOPEC）某乙烯装置处理量为640kt／a,主流程为前脱丙烷前加氢、双脱丙烷流程,制冷系统为三元混合制冷系统。该制冷系统在为分离系统提供冷量．满足一些低温精馏塔再沸器加热需求的同时．还通过冷剂的预冷及过冷,有效回收工艺物流的冷量。利用流程模拟软件及其他相关优化软件,建立该乙烯装置分离系统和制冷系统的工艺模型,并利用模型分析在当前工况下,脱乙烷塔进料分配量发生变化时,对该塔、冷箱及制冷系统的影响．根据本装置特点,进行脱乙烷塔和三元制冷系统的联合操作优化。将脱乙烷塔的三股进料量分别由45t／h、35t／h及70t／h调整为45t／h、45t／h及60t／h,同时适当降低三元冷剂缓冲罐VB-465的压力,以带走从脱乙烷塔进料物流侧额外回收的冷量,并将这部分冷量用于脱甲烷塔及乙烯精馏塔的冷剂用户。优化调整后,最终减少三元制冷压缩机功率消耗约1117kW,每年节省操作成本505万元,优化效果明显。     

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。     

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。     

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。     

LNG轻烃分离工艺流程设计与分析

为充分利用LNG冷能,以某LNG接收站为例,基于Peng-Robinson状态方程,选用模拟软件HYSYS,提出了一种新型LNG轻烃分离工艺流程,该流程主要分为原料预热、闪蒸塔预分离、脱甲烷塔、脱乙烷塔和管输气和液相调峰五部分,通过对流程中的脱甲烷塔和脱乙烷塔的塔顶压力和塔板数进行敏感性分析,分析其对甲烷物质的量含量和乙烷回收率的影响,从而确定最优的塔顶压力分别为2900k Pa和1950kPa、塔板数分别为12个和8个。该轻烃分离装置的富LNG处理量为348.8t/h,分离得到的管输气质量流量为171.2t/h,其物质的量分数为99.61%;乙烷质量流量为37.4t/h,纯度为97.99%;LPG质量流量为48.00t/h;轻烃分离后的天然气热值为33.94MJ/m3,满足商品天然气的热值要求。该流程总功耗为1889.49kW,单位轻烃能耗约为79.66kJ/kg,能耗较低。脱乙烷塔冷凝器和再沸器的负荷分别由加热器和工业余热提供,脱甲烷塔再沸器热负荷由海水提供。     

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。     

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。     

FDFCC-Ⅲ技术在洛阳石化催化裂化装置改造中的应用

为了适应多产丙烯和降低汽油烯烃含量的需要,2008年中国石化洛阳分公司对2号催化装置实施了FDFCC-Ⅲ(双提升管催化裂化)技术改造,并于2009年5月20日将原料切换为全加氢蜡油。改造主要内容为:应用新型预提升、高效进料喷嘴、粗旋-单级软连接等多项新技术,新增副分馏塔,采用新型高效浮阀塔盘,对反应-再生系统和产品分馏系统进行改造。改造基本达到了预期目标(采用加氢原料):①原料和操作条件达到了FDFCC-Ⅲ技术的要求;②液化气收率、总液体收率、丙烯收率分别提高了7.02、8.39、4.16个百分点,干气产率降低了1.79个百分点;③粗汽油改质后,汽油硫含量由0.066%降至0.042%,烯烃含量由36.56%降至12.32%,辛烷值(ROM)由83提高到了87;④装置能耗从63kg标油/t原料降至55kg标油/t原料,催化剂单耗从0.8kg/t原料降至0.6kg/t原料。     

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。     

镇海炼化80×10~4t/a汽柴油加氢装置能耗现状与对策

镇海炼化Ⅱ套加氢装置,系处理30×104t/a焦化汽油与50×104t/a直馏煤油的混合装置,加工能力达80×104t/a。近期,装置反应炉消耗燃料上升,催化剂活性下降,换热器换热效果变差,电耗增加,装置综合能耗已接近13kg标油/t。分析显示,装置综合能耗构成中,燃料气占50%,蒸汽占19%,电耗占23%。通过实施更换反应器上部催化剂,稳定催化剂活性,适当提高加工量以降低单耗,对换热器进行抽芯清洗堵漏,改变加氢反应的混氢点,停用反应加热炉,加强管理和优化操作等节能措施,装置能耗由2008年1~5月份的月均12.88kg标油/t,下降到9.434kg标油/t。但长远来看,装置仍存在能源的不合理利用因素,主要表现为:由于实际工况与设计有很大偏离,反应器后的换热器E201、E202/ABC换热面积不能满足换热要求,反应器出口温度升高,尚有部分热能浪费;汽提塔进料换热器E204/ABCD总换热面积为840m2,但在当前工况下,冷、热料温度均在165℃上下,二者温差很小,换热效果不理想。     

140×10^4t／a加氢裂化装置节能增效分析

高桥分公司140×10^4t/a加氧裂化装置的节能降耗主要体现在对电、蒸汽、燃料、氢气的节约上。具体措施如下：①控制好原料性质、平衡好产品收率．确保各组分的清晰分割、热高分温度的上限操作和装置的高负荷运行,有利于降低装置的氢耗;②做好阻垢剂的加注工作,可减轻甚至避免原料油换热器结垢,保证装置安、稳、长、满、优运行;③对分馏塔顶回流泵、吸收脱吸塔一中和二中回流泵增加变频调速系统,达到节电门的;④同收余热,合理用能;⑤加氢裂化轻重石脑油、柴油和尾油的综合利用对增加装置效益意义很大;⑥优化操作,实现装置的低能耗运行。