运用流程模拟技术优化焦化装置分馏塔用能

运用Aspen流程模拟软件,对九江分公司1Mt/a延迟焦化装置分馏塔的用能情况进行分析,通过优化回流取热比例,增加高温位蜡油和中段循环取热,提高原料油进分馏塔温度,明显提高了分馏塔底温度,减少了加热炉瓦斯耗量,提高了分馏塔用能效率,使得装置能耗大幅度降低,每年节能降耗效益达200万元。     

低循环比条件下的延迟焦化技术分析

对中国石化洛阳分公司延迟焦化装置采取低循环比操作技术后的效果与存在的问题进行分析,并提出解决措施。采取低循环比操作后,焦化装置的液体产品收率和渣油加工能力均提高,同时装置的综合能耗降低,但存在加热炉结焦倾向增大、分馏塔塔底结焦、设备超负荷运行等问题。通过渣油进装置在线密度仪实时检测原料性质变化,根据原料性质变化及时调整循环比和加热炉炉管注汽量等,可改变渣油在炉管内的流动状态,避免加热炉炉管结焦;通过优化分馏塔塔底换热流程,增大循环油的流动性,可以减缓分馏塔塔底结焦;通过在小吹汽、大吹汽等阶段对分馏塔提前操作,可减弱低循环比操作对分馏塔的影响;通过增加循环油并入蜡油出装置流程,可解决低循环比操作下分馏塔塔底循环油去向问题,增大分馏塔平稳操作的灵活性。     

延迟焦化装置分馏塔侧线取热优化

某公司延迟焦化装置分馏塔侧线循环取热不充分,导致分馏塔热量过剩,整体温度高于设计值,影响产品质量和下游设备的正常运行,造成能量浪费。为解决该问题,运用Aspen Plus软件,采用合适的模拟策略,建立了分馏塔系统模型,分析了分馏塔的用能情况。通过流程模拟和正交试验法,以渣油换热终温为目标变量,优化得到了各侧线循环流量的最佳组合。结果表明,增加柴油循环和塔底循环油循环流量、降低顶循环、中段循环和重蜡油循环流量,可以将减压渣油换热后的温度从295.8℃提高到306.6℃,减少加热炉燃料气耗量约275.02 Nm³/h,提高了分馏塔用能效率,降低了装置能耗。     

基于过程能量综合优化的延迟焦化装置扩大生产能力改造策略

根据延迟焦化流程的特点，分析了延迟焦化装置扩大生产能力的瓶颈，探讨了基于能量综合优化的装置扩能解除瓶颈的策略方法，基于过程能量综合优化，运用流程模拟技术，通过配套的加热炉优化，分馏塔操作优化，换热网络柔性设计等手段，实现了装置扩大生产能力的目的，并运用所提出的策略对某延迟焦化装置进行了基于能量系统优化的扩能改造，在原流程与设备的基础上，装置处理量增大18．2％，装置物耗，能耗大幅度降低，改造设备投资少，说明能量综合优化对工艺装置扩能改造具有重要意义。     

延迟焦化装置的用能分析及优化改进

 基于延迟焦化过程的用能特点及过程系统三环节能量结构理论,对国内某炼油厂延迟焦化装置进行了能量平衡和火用平衡计算及其分析,为该装置的用能状况做出了科学的分析和评价,找出了装置的用能瓶颈,并根据分析结果指出了装置的节能方向,提出了相应的用能优化改进措施。通过采取减小循环比、优化分馏塔取热、优化换热网络和利用装置低温热等措施,使装置能耗降低了19.1%。     

延迟焦化装置提高负荷率的瓶颈分析及对策

针对中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司Ⅱ套2 Mt/a延迟焦化装置扩能改造后负荷率逐年降低的问题,从原料劣质化后加热炉炉管结焦趋势上升、原料换热终温降低后加热炉辐射强度增加、内表面粗糙度大的炉管更容易结焦等方面着手分析了影响装置负荷提升的主要瓶颈,提出了优化原料组合、适当控制劣质原料掺炼比例、优化分馏塔侧线换热流程、提高原料换热终温和优化加热炉运行方式等措施,装置负荷率提高了10%,缓解了公司原油加工量提高和原油劣质化后重油平衡困难的矛盾。     

延迟焦化装置扩产和用能瓶颈分析与改进

 借助过程系统能量综合优化的"三环节"（能量转换,能量利用,能量回收）能量优化策略方法,以国内某延迟焦化装置为研究对象,探讨"三环节"理论方法对装置扩产及用能的影响,找出相应的用能瓶颈。运用流程模拟技术对装置进行模拟优化,提出基于过程能量综合优化的扩产策略：对配套的加热炉优化,分馏塔操作调优,换热网络优化匹配,循环比优化调整等。通过扩产和能量同时优化改造,处理量增大了25%,装置的能量利用效率得到提高,且改造方案中充分利用了已有设备和流程,为同类装置的扩产改造提供了参考。     

焦化分馏塔上部取热流程比较

以一套5.60 Mt/a延迟焦化装置为例,用ASPEN PLUS和HTRI软件对分馏塔顶循取热流程（流程1）、分馏塔顶冷回流取热流程（流程2）进行了模拟计算及流程分析,对产品指标、分馏塔顶结盐、投资及能耗等方面进行了比较。结果表明：两种流程均可以达到相同的分离要求,对原油换后温度没有影响;流程2分馏塔顶蒸汽分压低、温度高,有利于减少NH4Cl溶液产生,防结盐弹性大,但在线洗盐操作不易控制且污油量大;对于低温热无法再利用的装置,流程2比流程1投资多136×104RMB$,电负荷减少29 kW;对于低温热可回收的装置,推荐流程1。     

延迟焦化传统流程与可调循环比流程的工艺比较

通过对某公司1.2Mt/a延迟焦化装置传统工艺流程和1.60Mt/a延迟焦化装置的可灵活调节循环比两种流程的比较分析认为,后者具有灵活、直观的优点,对于防止分馏塔底结焦、改善辐射泵的运行环境有着独特的效果,在加工劣质渣油方面具有优势。     

延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的影响及优化设计

对催化裂化油浆的性质及掺炼油浆对延迟焦化装置造成的影响进行分析,并对延迟焦化装置的设计提出优化方案。催化裂化油浆与减压渣油相比具有黏度低、密度大、康氏残炭小、氢含量低、芳烃含量高、胶质含量低等特点。某新建1.20 Mt/a延迟焦化装置掺炼25%的催化裂化油浆后,石油焦收率增加2.7百分点,轻质油（汽油+柴油）的收率下降5百分点,焦化蜡油收率提高2百分点,总液体收率下降3百分点,焦化蜡油的残炭和芳烃含量、石油焦的灰分和挥发分均增加。催化裂化油浆中的催化剂颗粒在换热器、分馏塔、加热炉、泵及管道内造成磨损和沉积结焦,影响装置长周期运行。通过对换热器折流板形式、加热炉炉型、炉管厚度、清焦方式及分馏塔流程等进行优化设计,能够减少催化剂颗粒在分馏塔及换热器内沉积,减缓加热炉炉管结焦,延长装置运行周期。     

焦化装置长周期运行的影响因素及措施

结合中国石化上海石油化工股份有限公司延迟焦化装置的实际运行情况,从减少加热炉、焦炭塔大油气管线和分馏塔结焦方面,分析了制约延迟焦化装置长周期运行的主要因素,如原料性质、加热炉炉管平均表面热强度、加热炉出口温度、焦炭塔冷焦吹气量、焦炭塔操作负荷、急冷油和消泡剂注入方式、分馏塔操作等.在此基础上介绍了该装置为了延长运转周期所采取的一些措施,并提出了改进建议.如合理搭配原料;加热炉炉管多点注汽;焦炭塔老塔切换进料后,继续打急冷油20 min,并严格控制吹汽量;将急冷油注入点由焦炭塔顶顶端移到水平大油气管线以下,急冷油由垂直单点注入改为45°三点注入;由塔底循环泵出口引跨线至加热炉出口,以便将分馏塔底沉积焦炭排往焦炭塔;等等.     

缩短生焦周期对延迟焦化装置的影响

介绍了中国石油化工股份有限公司广州分公司延迟焦化装置2005年进行的20 h生焦周期试生产情况,阐述了生焦周期的改变对延迟焦化装置的影响以及需要解决的问题.缩短生焦周期后,装置处理量超过设计能力13%左右,单位能耗有所下降,但装置面临加热炉超负荷、焦炭塔应力变化加剧、进入分馏塔的焦粉增加等问题,设备安全保障、冷焦水系统、污油回炼等也存在隐患,需采取措施.     

延迟焦化装置能量系统优化改造

根据焦化过程的用能特点，分析了延迟焦化装置节能的途径；以过程系统三环节能量综合优化方法为指导，运用流程模拟技术，对上海炼油厂500kt/a延迟焦化装置进行了能量系统优化改造，通过回流取热优化，增加高温位蜡油循环取热产生1．0MPa蒸汽，以及回收低温热供水处理站江水预热，使得装置能耗大幅度降低，税后年利润达254万元。     

考虑产汽的延迟焦化装置分馏与换热过程集成优化

分馏、换热过程和公用工程三者的整体集成对于延迟焦化装置的用能优化极为关键。在分馏与换热过程的集成中,考虑以复杂分馏塔的取热作为关键耦合变量,建立基于换热网络分级超结构的集成优化模型(混合整数非线性模型)。从理论上探讨通过发生不同等级的蒸汽进一步强化热量回收,优化装置的产汽等级和产汽量,从而提高装置的整体用能效率和经济效益。在案例研究中,对3个优化层次,即不考虑产汽、考虑产汽的孤立优化和考虑产汽的多系统集成的结果进行对比。结果表明,考虑产汽的孤立优化、考虑产汽的多系统集成这两个优化层次比不考虑产汽优化层次的年度总费用分别降低0.2×10⁶ RMB/a和3.2×10⁶ RMB/a,考虑产汽的集成优化结果更优。模型可揭示和辨识不同过程间的相互作用关系。     

延迟焦化装置的技术改进

上海石油化工股份有限公司新近投产的1．0Mt/a延迟焦化装置在焦化加热炉、焦炭塔、主要换热流程、焦炭塔的预热等方面均进行了改进，各项技术经济指标均高于国内同类装置。     

基于热负荷自动调节的延迟焦化加热炉三点注汽量智能优化

针对国内某炼油厂延迟焦化加热炉三点注汽问题，采用热负荷自动调节的算法进行了研究。运用该模型方法，分析了三点注汽量对加热炉热负荷和炉管结焦系数的影响，发现三点注汽量的改变均会对热负荷和炉管结焦系数产生影响，主要表现为提高注汽量将会提高热负荷，同时降低结焦系数；第1点注汽量和第2点注汽量对热负荷和结焦系数的影响较强，第3点注汽量对热负荷和结焦系数的影响较弱。在实际操作中，加热炉中的结焦程度既不能太强也不能太弱，合适的结焦系数能够保证正常开工周期里炉管不结焦，也能保证瓦斯、注汽量等参数的合理分配。通过对热负荷、注汽量的智能分配，可得到不同原料油加工负荷条件下更加合理的装置运行方案。     

掺炼FCC油浆对延迟焦化装置的影响

分析了延迟焦化装置掺炼FCC油浆对装置工艺操作条件、焦化产品分布及质量的影响,对延迟焦化装置掺炼FCC油浆存在的问题进行了分析。结果表明:掺炼FCC油浆后,产品液体收率降低了1.8%,焦炭产率增加了2.0%,而且产品质量变差,炉管结焦趋势增加,分馏塔底过滤器焦粉沉积严重,装置能耗增加。为减小影响,应该做到以下几点:经延迟焦化加工之前,FCC油浆应过滤处理和有足够的沉降时间,使其催化剂粉末含量降到最低;为保证装置长周期运行,掺炼FCC油浆的比例应尽可能低;加强巡检,定期清洗和检测设备。