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。     

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。     

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.     

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。     

蜡油加氢装置流程设计优化

蜡油加氢为加氢处理工艺的一类,是指通过加氢反应,原料油的分子大小不发生变化,或者只有小于10%的分子变小的那些加氢工艺。蜡油加氢装置主要以常减压蒸馏装置的减压蜡油(VGO)、焦化蜡油(CGO)为原料,通过加氢处理,脱除原料中的硫化物,以及部分脱除氮化物、氧化物及金属杂质。蜡油加氢装置是加工含硫及高硫原料、生产清洁燃料的重要装置之一,但其典型工艺流程能耗较高。优化蜡油加氢分馏系统流程,蜡油加氢操作能耗下降5kg标油/t,产品质量稳定。在中国石化系统11套蜡油加氢装置中,已经有6套装置对分馏系统进行了优化,某些装置更是改造成了蜡油及柴油可以互相切换的原料流程,半成品精制蜡油符合催化装置低硫原料要求,加工柴油时产品质量达到国Ⅳ标准。以某厂1.8Mt/a蜡油加氢装置流程优化为例,停用的较大设备有产品分馏塔、柴油汽提塔、分馏塔进料加热炉,共节约设备费用2090万元,每年节约燃料费用3700万元,每年实际创效2407.29万元。     

焦化装置分馏塔振动故障分析及处理措施

针对中国石化济南分公司焦化分馏塔的振动情况．通过标定初步分析了振动原因并实施了缓解措施。在装置检修期间，对装置内相关设备进行了检查，发现焦炭塔至分馏塔的大油气线结焦严重，指出原料性质恶劣、焦化原料中含盐量的增加以及油气线线速的提高是造成结焦的主要原因，并且认为结焦使油气线内气体流速改变是使分馏塔产生振动的根本原因。对油气线进行消焦处理后。分馏塔振动被消除。     

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。     

催化裂化装置分馏塔结盐分析及对策

1号催化裂化装置设计规模为1.2Mt/a重油+0.88Mt/aLTAG,装置采用双反应器、双分馏塔的工艺方案。装置改造运行后分馏塔出现了几次结盐,对装置的安全平稳运行造成了一定影响。从分馏塔内盐的形成机理看,催化裂化原料中氯和氮的存在是铵盐形成的先决条件,液态水的存在是铵盐形成的充分条件。预防分馏塔结盐的措施首先是提高原油电脱盐效果,保证催化原料较低的含盐量。其次要保证分馏塔上部适宜的操作条件,在保证粗汽油质量合格的前提下,控制较高的分馏塔顶温度,适当保持冷回流量,以提高塔顶油气分压。定期对分馏塔顶循环油氯离子进行分析,结合压降变化情况综合预判系统内结盐状况。当分馏塔结盐后处理的通常方式是洗塔,而在线除盐设施的运行可较好地脱除分馏塔顶循环油中的氯离子,有效降低设备结盐腐蚀风险。     

催化装置分馏塔顶部结盐的原因分析及对策

介绍了大连石化公司三催化装置分馏塔结盐情况,对结盐现象进行了分析,通过采取在线水洗措施解决了塔顶结盐问题,取得了好的效果。     

3000kt／a柴油加氢装置节能优化分析

介绍了中国石化上海高桥分公司新建3000kt／a柴油加氢装置的工艺及生产概况．分析了目前装置节能措施现状。对其中存在不足的方面提出了改进设想。立足于装置生产实际,从优化操作参数和能量综合利用着手,分别介绍了节汽、节电、节约燃料气和节水等方面的优化方案。通过实施节能优化方案,与设计值相比,装置标定综合能耗降低了2．52kg标油／t。     

基于AspenTech的分馏塔用能优化及换热网络夹点分析

炼油工艺过程中,分馏系统的用能优化是换热网络能量优化的必然要求。以荆门石化3．5Mt／a常减压蒸馏装置为例,利用AspenP1us和AsDenEnergyAnalyzer软件,对常压塔以及换热网络的用能情况进行分析,提出能量优化利用思路：变工况条件下．首先优化分馏系统操作参数,再以此为条件,优化换热网络结构,才能实现整个网络的能量优化。利用AspenPIus软件的模型分析功能,确定了常压塔底汽提蒸汽、常压炉出口温度、中段回流以及侧线的最佳操作参数,为换热网络的夹点分析提供基础数据;在分馏塔操作优化基础上,对现有换热网络进行夹点分析,找出最优夹点温差,求得现有换热网络最高理论换热终温（317．7℃）,为进一步优化换热网络提出了目标;通过建立现有换热网络的网格图,找出跨夹点换热的换热器（总共有5台）,为换热网络的改进提供了方向。     

应急柴油发电机组的建模与瞬态仿真

建立了某柴油发电机组柴油机的瞬态仿真模型,在Matlab/Simulink仿真平台编制了仿真计算程序,根据核电站反应堆安全停堆的负荷特性,进行了柴油机突加负载瞬态仿真计算,预测了柴油机的转速、喷油量、进气压力以及齿条位置等参数的变化。将计算结果与国外某公司的计算结果进行了对比分析,验证了所建立仿真模型的准确性及实用性。     

提高延迟焦化装置原料适应性及轻质油收率的措施

中小型炼油厂常减压蒸馏装置能力不足,原料油不稳定,品种既多且杂,加之下游缺乏焦化蜡油加工手段,如何提高延迟焦化装置原料适应性以及轻质油收率,是面临的问题之一。工艺流程选择上,采取原料油进换热器换热→原料缓冲罐→两级电脱盐→换热器换热→再换热→分馏塔分馏的方案,采用三级电脱盐工艺;焦化分馏塔兼作常压蒸馏塔,原油在焦化分馏塔内进行闪蒸,以拔出其中的直馏轻组分,同时与焦化反应产物一并分离,使装置具有常压蒸馏装置和焦化装置的双重功能。提出了原料油经换热、脱盐再换热后进焦化分馏塔分馏,采用大循环比操作,以及相应的防结盐、防结焦和提高轻质油收率的措施。运行经验表明,优化原料油换热流程,增加电脱盐部分及循环比的调节,可以使延迟焦化装置对重质原料油、常渣、减渣进料都有很好的适应性;完善分馏系统、吸收稳定系统及大循环比操作,可以提高轻质油收率;相应采用有效的防结盐、结焦措施,可以提高装置的运行稳定性。     

涡流室式柴油机空气运动的3维数值模拟

通过对标准κ－ε模型作适当修正来模拟气体的湍流运动，建立了涡流室式柴油机的空气运动的３维数值计算模型，开发了大型微机化３维数值模拟程序。首次对吊钟型涡流室式柴油机的流场进行了３维计算，计算结果与ＬＤＶ实验结果具有良好的一致性。画出了涡流室纵截面，横截面和侧截面上的速度矢量图。     

柴油机切向进气道三维几何建模研究

介绍并分析了两种常用的气道几何建模方法及其各自特点,并针对切向进气道,提出了一种比较准确且快捷的气道三维几何建模方法一拉伸合并法,并介绍了其实施步骤。     

船用大功率柴油机电控喷油器仿真与优化设计研究

高压共轨电控喷油系统是提高柴油机整体性能、降低排放、污染的有效手段之一。本文对该系统核心部件一电控喷油器的结构进行仿真,采用数值模拟的方法对该喷油器进行研究,探讨了该喷油器主要结构参数对喷射过程的影响。通过研究对高压共轨电控喷油器结构参数的确定和优化具有一定的参考价值。     

船舶发动机隔振系统的隔振参数优化

利用VB开发的柴油机单层隔振系统隔振参数优化软件,以振动理论为基础,采用柴油机隔振参数对比优化的方法,计算柴油机离心力、简谐颠覆力矩、固有频率和振幅,通过柴油机的共振频率和振幅的计算比较,分析不同隔振器的隔振效果,选择隔振效果最优的方案.研究结果表明:柴油机隔振参数对比优化的方法,能够避免单一型号隔振器在柴油机隔振优化时,隔振参数优化效果没有其他隔振器好的错误;可使柴油机的减振效果最优化,且优化计算的时间短、效率高.     

基于参数化造型的气膜冷却优化方法

为了探究气膜冷却的优化设计方法,研究并搭建了气膜冷却优化设计平台。利用该优化设计平台能够实现气膜冷却结构的参数化设计、网格自动生成、自动CFD计算及后处理和自动优化寻优过程。同时在该优化平台下,利用试验设计(DOE)方法挑选出了对目标函数影响最大的几个变量。最后利用该优化平台,实现了对某型高压涡轮第一级导叶前缘气膜孔的单目标优化,优化后叶片综合平均冷却效率提高了18.8%,叶片前缘的平均温度降低了40 K。     

UG规律曲线函数在活塞精确建模中的应用

利用UG软件的规律曲线函数对活塞进行精确建模,在软件中形成活塞裙部的三维等高线图;分析活塞裙面的微观形态,进而对外圆型线进行优化;并对活塞的接触模式进行初步判断。从而优化活塞设计。