催化裂化分馏与换热过程模拟及综合优化

以国内某设计规模为240×104 t/a催化裂化(FCC)装置为背景,采用流程模拟系统Aspen Plus建立催化裂化反应油气分馏过程模拟模型;采用夹点分析和?分析方法对FCC装置的分馏及换热过程用能进行分析评价,找出过程用能瓶颈,对分馏与换热过程?损失偏大的问题提出相应的节能改进措施。结果表明：通过优化调整主分馏塔回流取热比例,合理提高高温位回流取热量,过程?总量32.71 MW增加到34.03 MW,?效率提高了4.0%;经换热网络优化后,装置多产压力为3.5 MPa的蒸汽流量约13.4 t/h,吸收稳定系统节约压力为1.0 MPa的蒸汽流量约11 t/h,产品油浆高温热量回收0.81 MW,过程低温余热回收增加2.91 MW,换热过程?总量从24.83 MW增加到27.70 MW,过程?效率提高了11.5%。     

催化裂化主分馏塔取热分布优化及操作影响研究

催化裂化装置的主分馏塔一般有2～3个循环回流,下部塔段中段回流的取热温位较高,能量利用价值大。运用PRO/II流程模拟软件,研究了塔顶循环回流（顶循）、第一中段循环回流（一中）取热量变化对分馏塔的影响。当主分馏塔的顶循、一中取热量增加时,该塔的气、液相运行负荷增加。在分馏塔顶循取热量不变情况下,增大一中取热量,会增加油浆下返塔取热量,降低油浆上返塔和油浆总取热量;同时会略微增加柴油产量,降低油浆产量。顶循取热量增加,会使顶循以下塔段的气相、液相负荷变大,重组分的分离负荷上移,汽油、柴油产品的重组分含量增加。     

200万t／a重油催化分馏塔适宜顶温的确定

对催化裂化装置分馏塔结盐的机理进行了研究,结合国内炼厂催化分馏塔的实际控制温度,对２Ｍｔ／ａ重油催化裂化分馏塔顶的结盐温度进行了模拟计算,探讨了分馏塔顶适宜的控制温度。     

催化裂化装置主分馏塔扩能改造模拟及优化分析

用Aspen Plus流程模拟软件对催化裂化装置主分馏塔进行模拟,检验当提高生产能力时主塔能否承担任务,并分析改造中段冷换设备时,通过重新分配取热负荷提高产品收率的途径.     

PRO/Ⅱ软件、Excel软件和遗传算法的集成及其应用

针对PRO/Ⅱ软件在数据处理和优化功能方面的不足,利用PRO/Ⅱ软件的COM服务器与其他程序交互的功能,在Excel软件的Visual Basic for Applications(VBA)中编写PRO/Ⅱ软件与Excel软件接口程序,在接口程序中编写遗传算法,实现PRO/Ⅱ软件、Excel软件和遗传算法的集成。该集成可提高模拟计算效率,实现化工过程的多变量优化。采用PRO/Ⅱ软件、Excel软件和遗传算法的集成对1.2 Mt/a催化裂化装置主分馏塔和吸收稳定系统的3个操作变量进行优化,可使该催化裂化装置的效益提高904.2元/h。炼油过程催化裂化装置分馏及吸收稳定系统的操作优化案例研究结果表明该方法是可行的。     

催化裂化或延迟焦化分馏塔富吸收油返塔温度优化

借助流程模拟软件PRO/Ⅱ详细分析了吸收稳定系统富吸收油返回催化裂化或延迟焦化主分馏塔温度对操作及热量回收的影响.应用经济分析原理,针对不同的设计工况,通过分馏塔不同温位取热的相互权衡对富吸收油返塔温度进行了优化,以此改善主分馏塔操作的经济性.优化结果表明,相对于基准工况,优化的富吸收油返塔温度操作工况下年经济效益增加约26.9×104RMB￥.     

蜡油加氢裂化装置分馏系统优化研究

通过专业流程模拟软件建立了中海油惠州石化有限公司4.0 Mt/a蜡油加氢裂化装置分馏系统模型,对分馏系统展开综合性、系统性地分析与诊断,找出其不合理或存在优化空间的操作参数,提出并实施了降低主分馏塔塔顶压力、最大限度降低尾油循环返回分馏加热炉的流量、优化分馏塔的汽提蒸汽量等优化措施,提高了产品分馏的清晰度,增加了重石脑油脑油、喷气燃料等高附加值产品的收率,提升了装置的经济效益。同时,对分馏系统进行能量综合优化,通过分馏塔降压操作与优化热量分配提高加热炉负荷余地,克服加热炉负荷不足的瓶颈,提高装置的生产灵活性。     

催化裂化联合装置节能降耗改进措施

针对某公司催化裂化联合装置（包括140万t/a催化裂化、30万t/a气体分馏、8万t/a甲基叔丁基醚、产品精制等4套装置）存在能耗较大的问题,分析了联合装置能耗情况,并提出节能优化改进措施。结果表明:联合装置能耗主要包括循环水、电、低压蒸汽、中压蒸汽和除盐水;采取装置联合热直供优化（催化柴油直供柴油加氢装置、催化汽油直供汽油加氢装置）、换热流程优化（分馏塔塔顶油气热量利用、分馏塔塔顶循环油热量利用、分馏塔一中段油热量利用）的节能改进措施,该联合装置可节约蒸汽21.5 t/h、循环水126.0 t/h、电214.7 kW·h,经济效益可达2 718.78万元/a,投资回报期为0.6个月。     

Aspen Plus流程模拟软件在RFCCU主分馏塔的应用

针对中国石油化工股份有限公司洛阳分公司第Ⅱ套重油催化裂化装置主分馏塔出现的在塔顶冷回流用量和顶循环流量都很大的情况下塔顶产品粗汽油干点高、质量不容易控制、顶循环抽出温度低、低温热利用率低等问题，利用Aspen Plus流程模拟软件对主分馏塔进行模拟计算，找出存在问题的原因，提出优化和改造方案，实施后主分馏塔的操作弹性增加，产品质量容易控制。     

催化裂化主分馏塔的平衡级模拟计算

提出一种新的催化裂化主分馏塔建模方法。基于油品的蒸馏数据 ,利用炼油工业中已积累的一整套经验图表和经验关联式 ,开发了一个快捷的催化裂化主分馏塔模拟系统。具有较快的模拟速度 (模拟时间不到 1min ,奔腾 13 3主机 )和满意的模拟精度 (主分馏塔温度模拟误差小于 6% ) ,为过程优化和决策提供了一条可行的有效途径     

不同基属FCC油浆的萃取分离与应用研究

采用一种新型溶剂对环烷基，中间基，石蜡基FCC油浆进行萃取，分别得到饱和烃和芳烃。考察了溶剂的萃取性能、萃取分离的操作条件、抽提油与抽余油的性质和可能的利用途径。结果表明：该溶剂对三种油浆萃取均有明显效果，但具体操作条件有异，各部分收率也不同。所得芳烃可切割成橡胶填充油、软化剂和沥青改性剂，由环烷基和中间基油浆得到的软化剂和填充油符合质量指标，而石蜡基油浆得到的产品需改进凝点和粘度。油浆中的固体颗粒可以完全转移至饱和烃中，饱和烃可以作为FCC进料返回FCC装置，其中石蜡基油浆所得饱和烃还可以进一步开发为润滑油料和石蜡。     

BTX分离流程能量集成研究

综述了苯、甲苯、二甲苯(BTX)分离的普通流程、热泵流程(包括常压直接序列热泵流程、常压间接序列热泵流程)和热集成流程。提出了新的BTX热耦分离流程,它由预分塔和主塔构成,通过预分塔使轻、重关键组分分离,主塔则对预分产物进一步分离,得到目的产品;并提出相应热耦流程的模拟方法。使用流程模拟软件对常压直接序列热泵流程、常压间接序列热泵流程、热集成流程、热耦合流程进行了全流程模拟设计,在模拟数据的基础上,对各流程进行了有效能分析。常压热泵流程由于压缩机功耗大,损在109 GJ/h左右;热集成流程换热物流温位匹配合理,泵及压缩机损也小,在90.1 GJ/h左右;热耦合流程再沸炉内传热损较大,主塔塔顶汽不能用于加热工艺物流,冷却损大,在103 GJ/h左右。最终确定热集成流程是BTX分离过程的能量集成最优流程。     

DCC-气体分离装置热集成方案分析评价

DCC(Deep Catalytic Cracking)是一种多产丙烯的深度重油催化裂解工艺。与常规的催化裂化装置相比,DCC装置的吸收稳定系统和下游的气体分离(简称气分)装置需要更多的中低温位热量。因此,DCC与气分装置的热集成方案对装置的低温余热系统、蒸汽产耗平衡和冷却负荷有着重要的影响。采用分析方法,借助流程模拟工具及能级-热量图,量化分析了DCC与气分装置的2种热集成方案,包括基于循环热媒水的直接热联合方案,以及基于热泵工艺的热联合方案。与直接热联合方案相比,热泵方案的换热过程损可减少13.1%,1.0 MPa蒸汽消耗量可降低20t/h;但是直接热集成方案的设备投资低。结果表明,DCC和气分装置中低温热源热阱的优化匹配是提高装置用能效率的重要因素。     

催化裂化汽油加氢脱硫装置能耗分析及优化方案

采用流程模拟技术,从装置负荷率、产品含硫量指标、装置能耗构成、主要用能点等方面,对催化裂化(FCC)汽油加氢脱硫装置的关键能耗因素进行定量分析,针对中国石油克拉玛依石化有限责任公司(简称克石化公司) 50万t/a FCC汽油加氢脱硫装置提出优化方案。结果表明:影响FCC汽油加氢脱硫装置能耗的主要因素为装置负荷率和产品含硫量指标,装置综合能耗主要由燃料、电、蒸汽、循环水和除盐水等构成,燃料占50%～60%;针对克石化公司装置,采用增加预加氢反应产物与装置进料换热流程的方案A,控制预加氢反应产物进分馏塔温度稳定,优化后重汽油加氢反应产物出口温度从92.0℃升至121.5℃;在方案A基础上,采用增设重汽油加氢反应产物热分离罐的方案B,能够增加精制重汽油低温热输出,按照重汽油加氢反应产物进热分离罐温度5.9℃,低温热水来水温度75℃、换热温差10℃计算,优化后装置可输出低温热169.6×10~4 kcal/h,可节约低压蒸汽2.8 t/h;在方案A和方案B基础上,采用装置进料为热进料的方案C,能够避免有效能损失,增加低温热输出,按照混合原料温度60℃计算,优化后稳定汽油输出低温热由169.6×10~4 kcal/h增加至210.9×10~4 kcal/h,折合1.0 MPa蒸汽3.5 t/h,可降低装置能耗1.4 kg/t。     

催化裂化汽油加氢脱硫(DSO)技术开发及工业试验

介绍了中国石油石油化工研究院开发的催化裂化汽油加氢脱硫(DSO)技术的特点及在玉门炼油厂320kt/a加氢装置上工业试验的情况。标定结果表明,处理玉门高烯烃含量FCC汽油(烯烃体积分数57.5%)时,原料平均硫含量从320.3μg/g降到59.3μg/g,脱硫率为81.5%,RON平均损失0.7个单位,配合炼油厂其它汽油调合组分可直接调合硫含量小于50μg/g的满足国Ⅳ标准的清洁汽油。     

催化裂化装置实际能耗的计算与分析

以大庆石化分公司 1.4 0Mt/a重油催化裂化装置标定数据为基础 ,围绕影响装置能耗的两大主线 :热量和功 ,从催化裂化工艺本身出发 ,不考虑能量形式的转化和以物耗来反应能耗的体现方式 ,提出了一种催化裂化装置实际能耗计算方法 ,装置的能耗包括反应热、进出物流的有效热、机组及机泵的功耗、低温位油品的冷却、气体压力能损失和散热损失。因出发点不同 ,实际能耗计算方法与按照能耗计算标准计算的结果存在一定的差距。装置的实际能耗在较大程度上决定于装置的设计 ,物耗和产品收率决定装置的经济效益 ,因此 ,对催化裂化装置的评价应以能耗和效益两个指标为标准。     

加氢裂化装置高压换热流程火用损分析与改进

 以国内某加氢裂化装置为研究对象,在运用流程模拟软件PRO/II对加氢高压换热流程进行模拟计算的基础上,对其进行火用分析,借助能级-热量（ε-Q）图,找出换热过程瓶颈。分析结果表明,原有的换热流程循环氢与原料油的热量分配比例不合理,循环氢载热量达31.49 MW,占反应物总需热的61.3%,导致循环氢加热炉的出口温度高达442 ℃,与仅306℃的原料油混合造成混合火用损达1.304 MW。优化方案中通过调整高压换热网络物流换热次序,循环氢与原料油换热量分配的比例分别由原来的53.2%和46.8%调整至40.0%和60.0%,优化后的流程提高能量回收率,减少了加热炉负荷,传热火用损减少了0.061 MW,混合火用损则减少了1.229 MW。     

气体分馏装置丙烯回收优化及双塔流程可行性研究

 针对气体分馏装置丙烯收率低于95%的现状,运用PRO/II软件对某0.2 Mt/a气体分馏装置进行全流程模拟,通过对设计进料和不同组成的进料进行模拟,验证了模拟方法的可靠性,分析了丙烯损失的原因及提高丙烯收率的措施。结果表明,丙烯损失主要来源于脱乙烷塔塔顶气相采出和丙烯精馏塔釜液夹带,其中前者占丙烯损失的65%以上。探讨了取消脱乙烷塔,实施气体分馏双塔流程的可行性,其关键在于要控制气体分馏装置原料中C2的摩尔分数不大于0.10%。模拟数据表明,通过采用气体分馏双塔流程和优化丙烯塔操作,气体分馏装置的丙烯收率可以达到99%以上。     

延迟焦化进料预热过程热力学分析与改进

以国内某延迟焦化装置作为研究对象,运用流程模拟软件PRO/Ⅱ对进料预热过程进行模拟分析。采用夹点分析策略,充分考虑焦化换热网络的特征,确定将工艺物流热量发生蒸汽和不发生蒸汽工况下进料的理论换热终温作为进料预热流程调整的目标温度。应用物流灵敏度分析的计算方法,定量构建原料预热过程的能级-热量（ε-Q）图,通过过程火用损计算,发现预热过程的用能“瓶颈”在于混合和大温差换热火用损。按照“温度对口,梯级利用”的原则,对进料预热过程进行优化调整。实例研究表明,进料预热流程调整后,冷、热进料的混合火用损下降80%,进料预热过程单位温升的换热火用损下降24.1%,且换热终温提高43 ℃,减少了加热炉负荷约4.2 MW,节能效果明显。