石油蒸馏过程仿真研究与探讨

石油蒸馏计算的难点在于虚拟组分的划分、石油物性的估算、相平衡模型的建立，以及复杂蒸馏塔逐板仿真算法的实现．运用Aspen P1us软件的强大石油计算功能，对单段一次通过异构裂化装置(SSOT)的分离工艺流程进行了计算机模拟，将模拟结果与原工艺设计数据进行比较，分析了误差产生的原因，从而指出了Aspen Plus在石油蒸馏计算中存在的不足之处，并针对石油蒸馏计算的难点问题进行了探讨．其结果可供国内石油化工专用流程模拟软件的开发参考．     

常压塔塔顶304不锈钢馏出线开裂分析

针对常减压装置中常压蒸馏塔塔顶馏出线腐蚀开裂现象,通过宏观微观监测手段,从材料化学成份、宏观形貌、腐蚀环境、施工质量等方面分析了常减压装置中常压蒸馏塔塔顶馏出线腐蚀开裂的原因,并提出了防范措施。     

炼油厂生产与库存系统非线性规划模型与优化

为了满足炼厂生产调度过程中能耗和库存的约束要求,针对流程工业实际情况,建立具有常减压、催化裂化、溶剂油装置和气体分离装置4个单元的炼厂全流程非线性规划优化模型。为使目标函数即炼厂的利润最大或是成本最小,对决策变量为各装置产品的产量进行优化排产,协调控制原料与产品的库存。考虑到在非线性系统的优化模型中,存在约束条件相互制约而导致无解的情况,采用矩阵最小二乘法,应用Matlab求解,得到与各个约束条件误差最小的妥协解。     

炼油常减压装置加热炉过程控制系统改造

就在炼油厂常减压装置中加热炉扩容改造中,出现的物料出口的温度控制不稳定问题进行了分析,指出了旧的前馈一负反馈控制系统存在的问题,针对加热炉扩容后出现的控制大滞后问题提出了解决办法,利用霍尼韦尔可编程调节器的组态软件,进行了前馈一增益自适应的Smith预估补偿控制系统改造,保证了主参数的平稳,而且燃料用量也相应减少,满足了工艺的要求,使加热炉出口温度的控制达到了预期的效果。     

原油常减压蒸馏装置流程优化

以初馏塔、常压塔和减压塔进料位置为优化决策变量,以常减压装置年综合收益最大为目标函数,结合蒸馏模型、换热平衡方程和泵功方程等为核心的等式约束和相应的不等式约束,建立了常减压蒸馏流程优化模型.在Pro/Ⅱ平台上进行二次开发,对优化模型进行了求解,获得了最优的进料位置,取得了良好的优化效果.对比分析了各产品收益、原油成本、泵功、加热负荷、冷却负荷和蒸汽成本对年综合收益的贡献.在收益和成本对比关系中,各产品收益对年净增收益的贡献最大,其次为泵功的减少,但这种收益的增加是以加热负荷和冷却负荷成本有所增加为代价的.     

常坟蒸馏塔的多变量预估控制

针对兰州炼油厂二套常减压装置常压蒸馏塔，采用先进的我变量预估控制器实现产品质量和实时优化控制，根据控制器在现场的实际投运表明，多变量预估控制器ＩＤＣＯＭ能成功地解决过程模型的大时滞和多个变量 有强关联作用控制应用难题。     

东北石化企业天然气利用特征及经济性分析

东北地区石化企业主要利用天然气制氢和作燃料,用气装置包括原油蒸馏装置、重整装置、加氢装置、催化裂化装置、乙烯装置、延迟焦化装置、分子筛脱蜡装置、烷基苯装置、苯乙烯装置等。年加工原油1000×10⁴ t的石化企业日用天然气量为(25~30)×10⁴ m3,影响天然气用量的主要因素包括可替代能源、季节、维检修、市场、突发事件等。应用替代价值法对天然气价格承受能力进行计算的结果表明,石脑油、液化气等可替代能源价格的高低直接影响天然气利用的经济性。理清石化企业用气特征和经济性,有利于企业用气计划的制定、成本控制及与上游供气单位的协调。     

加氢裂化换热器结垢腐蚀原因分析

加氢裂化是一种常用的石油加工工艺,但因为加工过程处于高温高压,而且石油中含有硫等杂质,所以加氢裂化的装置容易产生腐蚀。采用离子色谱、X射线荧光光谱等分析手段,对中石化天津分公司2# 加氢裂化装置E104换热器的结垢问题进行研究,并从结垢机理和各物料的性质方面分析了造成换热器结垢腐蚀的原因,提出了可以有效地解决加氢裂化装置换热器结垢的措施。     

靖三-靖二联管道原油停输后流变特性与再启动研究

长庆靖三-靖二联外输管线采用加热输送,所输送的是靖安油田典型的低胶质沥青质含量的高含蜡原油,这对安全、经济、高效的管输工艺提出了很高的要求。基于原油流变学、物理化学和凝胶化学理论,首先使用高精度控制应力流变仪对管道停输条件下,原油体系的黏-温、屈服、黏弹、触变等复杂流变行为进行了研究,然后拟合了适用于该原油的流变方程与触变模型,最后基于原油流变性、管流的流动与传热、热力与水力的耦合特性,对长庆靖三-靖二联管道的再启动特性进行了预测。结果表明,长庆原油在反常点温度以下剪切稀释性也随着温度的降低表现得更为明显。在凝点以及凝点温度以上,原油所形成的胶凝结构表现出一定的延性性质,而在凝点温度以下则表现出很强的脆性性质,并且随温度的降低,屈服值呈指数规律增大。在恒剪切速率的作用下,胶凝结构的破坏和重整发生在初期的10min内。所预测的长庆靖三-靖二联外输管线停输再启动特性,与现场数据相吻合。停输32h后,管道末端原油油温会降至其反常点附近,停输48h后,管道末端原油油温会降至其凝点附近。考虑管道运营的安全性,管道最大停输时间为32h,对应再启动压力为1.51MPa。     

反应条件对渣油悬浮床加氢裂化反应的影响

以中海油惠州炼化提供的减压渣油为研究对象,在自主研发的渣油悬浮床加氢装置中进行实验,考察了反应温度、氢分压、催化剂质量分数以及空速对转化率、产物各馏分收率的影响。结果表明,在反应温度460℃、氢分压14MPa、氢油体积比1000∶1、催化剂质量分数300μg/g、空速1.0h^-1的最优反应条件下,渣油转化率为 90.50%,生焦率为5.01%。同时分析了渣油悬浮床加氢反应的反应机理与抑焦机理,可为渣油悬浮床加氢裂化技术的工业化提供了理论指导和技术支持。     

间歇精馏分子异丙醇—水二元共沸物的模拟

以乙二醇为溶剂,使用Aspen Plus化工模拟软件中的BatchFrac模块,基于UNIFAC模型,对异丙醇-水二元共沸物的间歇萃取精馏过程进行间歇萃取精馏模拟,研究了不同操作参数（如溶剂比、回流比、溶剂进料位置、溶剂进料温度等）对整个精馏过程的影响,对各工艺参数进行了分析与优化。结果表明,对于处理量为100kmol的异丙醇-水溶液,精馏塔具有20块塔板,溶剂比为2,回流比为5,溶剂进料位置在第3块塔板,溶剂进料温度为80℃时,塔顶异丙醇质量分数可达0.998,收率可达0.978。     

工业轻烃回收装置的全流程静态仿真模型

为提高轻烃回收 (natural gas liquids recovery,NGL) 装置的产品收率、降低生产能耗,同时确保生产安全、降低装置停车造成的损失,开发了某油田轻烃回收装置的全流程静态仿真模型。基于CAPE OPEN技术,建立流程中的精馏塔等单元,通过模拟计算分析工艺参数,并以现场实际数据为参考进行校正。结合提高乙烷收率的生产要求,评价分析了各工艺参数的影响程度,给出脱甲烷塔的最佳工艺参数。结果表明:该模拟计算结果与实际工艺相吻合,最优工艺参数可应用于指导实际工业生产。     

石油胶体分散体系理论及其在工业中的应用

介绍了一种不同于传统的把石油体系看作分子溶液的概念 ,看作胶体分散体系。在分散相大小、光学性质、电学性质及稳定性方面与胶体体系的相似点进行了比较 ,并对几种比较流行的石油分散体系的物理化学模型进行了描述。介绍了以石油分散体系理论为基础的强化蒸馏和强化催化裂化 ,添加剂种类、最佳加入量及产生的效果等。在适当的强化添加剂加入量下 ,可以达到提高常减压蒸馏拔出率 ,改善催化裂化产品分布 ,提高轻油收率 ,降低焦炭产率的效果 ,并对其机理进行了论述。还介绍了几种确定体系的活化状态的方法。     

苯-甲苯双效精馏的优化计算

建立了苯－ 甲苯单塔精馏的ＭＥＳＨ 方程组,采用分割技术用计算机进行迭代求解,得到了塔内各理论板的气液流量、温度和浓度分布及塔顶和塔底热负荷,并计算了该过程的热力学效率为１３ ．９７ ％ 。在此基础上,提出了苯－ 甲苯的并流型双效精馏流程,并对该流程进行了工艺分析,确定了高压塔塔顶采出量及回流比为两个塔的协调变量。在规定各塔压和高压塔塔底流量的条件下,以综合效益为优化目标,以两塔的回流比为决策变量,采用一维定步长搜索给出决策变量改进值的方法进行优化计算,确定了双效精馏流程的工艺操作条件。优化计算结果表明,高压塔压力为３４ ．３４ Ｎ／ｃｍ ２ ,回流比为１ ．１ ,低压塔压力为常压,回流比为３ ．２ 的双效精馏比单塔精馏可节约供热量３２ ％ ,节约蒸汽用量２８ ％ ,且双效精馏过程的热力学效率可提高４ ．３９ ％ ,是一种非常有效的节能措施     

酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟

以实际工业生产装置为对象,研究酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟问题.建立过程非平衡级模型,引入分离效率函数,对模型进行求解.模拟结果与工业生产数据吻合良好,成功地解决了复杂反应精馏过程模型的建立与求解问题,并在此基础上开发出完整实用的仿真软件.软件对碳酸二甲酯的反应精馏塔的工艺设计、操作过程分析和参数调优等工作具有一定的参考价值.     

真空膜蒸馏浓缩枇杷叶提取液的可行性研究

真空膜蒸馏是一种新型膜分离技术,可以实现较低温度条件下的浓缩分离,特别适合于热敏性中药.研究了枇杷叶提取液真空膜蒸馏过程的影响因素,并分析了浓差极化问题.实验结果表明:枇杷叶有效成分通过真空膜蒸馏没有损失,渗透通量随热侧的温度和流量及冷侧的真空度的增加而增加.     

Cooling process of iron ore pellets in an annular cooler

A 3-D mathematical model was presented for the cooling process of iron ore pellets based on the laws of mass, momentum, and heat transfer. The flow, pressure, and temperature fields were obtained by numerical simulation with the commercial software FLUENT. In order to verify the model, a mass and energy balance field test was systematically carried out on an annular cooler in Shougang Mining Company. The maximum relative errors of temperature, pressure, and velocity between computational and testing results...     

芳烃热集成精馏的模拟研究

利用ASPENPLUS软件,对石油芳烃常规分离塔系的工况进行了模拟计算,提出了两种芳烃热集成精馏流程。通过工艺分析和模拟计算确定了两种热集成精馏的最佳工艺操作条件。在模拟计算的基础上,通过对常规精馏与热集成精馏的能耗比较和设备投资的经济分析,找出了较为合理的一种三塔构型有效节能流程。研究结果表明,该流程可节约供热量37%,热力学效率可提高3.56%,但换热面积需增加1倍。     

HAC-H2O共沸精馏过程中共沸剂醋酸正丁酯的模拟研究

为提高聚酯生产过程中HAC浓度和循环使用HAC,以醋酸正丁酯（NBA）为共沸剂的HAC-H2O分离过程为例,运用Aspen Plus软件,对共沸精馏过程进行了全流程模拟,得出随着NBA补给量的改变,灵敏板的位置也会改变;加大NBA的补给量,精馏段温度升高,导致系统热负荷、蒸汽冷凝器冷负荷升高;恒沸精馏流过程中最适宜的共沸剂补给量。与醋酸异丁酯（IBA）为共沸剂的精馏过程比较,综合考虑技术与成本因素,用NBA做共沸剂较为适宜。     

基于热风回流焊机热平衡机理模型的简化解耦控制

从热学机理出发建立了基于热平衡机理的热风回流焊机模型,针对该模型阶数极高,且具有强耦合性的特点,应用Pad é逼近法把模型各通道的传递函数简化成经典的二阶系统,结合不变性原理对系统进行解耦补偿设计,从仿真效果来看,任一温区的温度控制基本不再受其它温区的温度变化影响,达到了更精确的控制要求.