气体分馏装置的流程模拟与优化

国内某石化公司气体分馏装置处理能力为65×104t/a,采用先脱丙烷的四塔流程:脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔(两塔)、脱异丁烷塔,主要产品为纯度99.2%(体积分数)以上的工业精丙烯和烷基化原料。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、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,对装置进行如下优化调整:脱丙烷塔顶回流量由60t/h下调到45t/h;脱乙烷塔顶回流量由25t/h下调到22t/h;脱乙烷塔顶压力控制在2.1～2.35MPa;丙烯精馏塔T503AB顶回流量由180t/h降至140t/h,丙烯精馏塔T503CD塔顶回流比(质量比)由23.5降至17,既能满足产品质量要求,又能保证装置能耗最低。提出调整丙烯精馏塔T503AB的进料位置,在125～135层板间再开1～2个进料口,降低装置能耗的建议。通过调整优化,装置能耗由50.26kg标油/t下降到45.28kg标油/t,且每年增产丙烯约1960t,产生经济效益1205万元。     

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。     

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。     

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。     

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。     

优化操作,提高延迟焦化装置的渣油转化能力

某炼油企业重油加工量逐年增高,延迟焦化装置加工规模一再扩大。保证延迟焦化装置在大处理量下的长周期平稳运行,提高渣油转化能力,最终提高轻质油品收率,成为全厂平衡重油加工能力和提高经济效益的关键。为此,提出3项优化延迟焦化装置操作的技术措施:①提高焦炭塔的反应温度,将焦炭塔底进料温度由483℃提高到488℃,以提高反应深度,减少注气量,延长介质在炉管内的停留时间,同时,在原料中加入富含芳烃的抑制生焦剂,以增强加热炉炉管对原料的适应能力,减缓辐射泵、辐射炉和分馏塔底的结焦速率;②降低反应压力,焦炭塔顶压力由0.22MPa下降到0.18MPa,虽然原料残炭含量上升2%,但产品液体收率则由67.14%上升到66.83%;③将装置循环比由0.30下降到0.25,产品加工量明显提升,每年多加工重油6.4×104t。同时,建议提高关键设备的可靠性,延长装置运行周期;采用适合焦化工艺特点的控制方案和设备,提高装置平稳运行率。     

连续重整装置应用APC技术效果

以多变量模型预测控制为主要特征的先进控制技术(APC)是比传统的PID控制更为优异的一种控制技术,代表性技术有Aspen公司的DMCplus技术和Honeywell公司的鲁棒多变量预估控制技术(Profit Controller)。连续重整装置投用先进控制系统后,主要装置运行参数更加平稳,提高了产品质量的均匀度,降低了产品不合格率;实现了各主要操作参数的自动协调控制,同时实现了脱戊烷塔底油和脱丁烷塔底油芳烃含量的在线闭环控制,有效降低了操作人员的劳动强度;脱戊烷塔和脱丁烷塔控制器投用后,塔顶温度、塔底温度和灵敏板温度平稳性提高,通过卡边操作,降低了装置的干气产率,液体收率提高了0.15%;由于反应系统和预加氢系统操作平稳性提高,降低了反应炉的燃料气消耗,节省了0.122kg燃料气/t原料,降低了装置能耗,每年产生节能效益432.07万元。在连续重整装置上应用APC技术是当前企业节能降耗、挖潜增效的有效手段。     

炼油厂溶剂再生装置及其主要控制方案

溶剂再生装置工艺过程可分为溶剂配制、溶剂换热、溶剂再生和退溶剂等4部分,目前国内溶剂换热部分以中温闪蒸为主。溶剂配制部分通过设置水封罐和分程控制两种控制方案,防止溶剂氧化变质生成有机酸及稳定性盐。溶剂换热部分控制方案包括闪蒸罐压力的单回路定值控制和闪蒸罐液位的单回路定值控制。溶剂再生部分控制方案包括塔顶回流罐的压力和液位控制、塔底重沸器蒸汽流量控制以及塔底液位控制。其中,塔顶回流罐的液位控制包括回流罐液位的单回路定值控制、回流罐液位和回流酸性水流量的串级控制;塔顶回流罐的压力控制包括塔顶温度的单回路定值控制和塔顶酸性气压力的单回路定值控制;塔底重沸器蒸汽流量控制包括流量单回路定值控制、压力和流量的串级控制、流量和流量的串级控制、选择＋串级控制、比值＋选择＋串级控制等5种。退溶剂部分国内也已开始应用压力罐处理含硫气体。各炼厂应根据自身的具体情况因地制宜,合理选择溶剂再生装置控制方案。     

天津石化2号溶剂再生装置流程模拟与优化

以天津石化2号溶剂再生装置为研究对象,利用Aspen Plus软件建立稳态流程模拟模型,对影响装置能耗的各参数进行综合分析,研究塔压力、塔温度、回流量、胺液浓度、进料温度等参数间的相互关系,在保证塔顶酸性气和塔底贫液产品质量的前提下,以节能和经济效益最大化为目标,对装置操作进行综合优化。装置优化后,Ⅰ列再生塔(C-201)减少蒸汽消耗3t/h,Ⅱ列再生塔(C-301)减少蒸汽消耗5t/h,两列再生塔共节约蒸汽耗量8t/h。低压蒸汽价格按150元/t计算,装置全年运行时数按8400h计算,每年创造节能效益1008万元。同时,由于各机泵和空冷器的功耗下降,电单耗由1.97kW.h/t下降为1.36kW.h/t,下降了0.61kW.h/t,按照目前两列再生塔合计加工量达800t/h、电价为0.57元/kW.h计算,每年实现节电效益233.6万元。两者合计,全年共实现节能效益1241.6万元。     

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。     

洛阳石化延迟焦化装置节能分析

洛阳石化140×104t/a延迟焦化装置采用"一炉两塔"和"可灵活调节循环比"的工艺流程,2008年和2009年装置综合能耗分别为35.42kg标油/t和33.36kg标油/t,与设计值、中国石化平均水平(24.27kg标油/t)相比差距较大。综合分析,能耗较高的原因包括蜡油汽包产0.4MPa蒸汽未计入能耗、1.0MPa蒸汽放空、低温热回收系统未投用、蜡油热输出量小、装置加工负荷率低以及加热炉效率低等。为此,对装置采取用0.4MPa蒸汽替代1.0MPa蒸汽;回收分馏塔顶油气、接触冷却塔顶油气和冷焦水低温热量;增加稳定汽油热出料流程;增设节电变频设施,减少电耗;降低加热炉排烟温度和炉外壁温度;加热炉进料泵叶轮抽级或更换为小叶轮,降压节能;增上加热炉先进控制(APC)手段,保证加热炉最佳燃烧;加热炉出口管线保温及管托更新换型,增加空气预热器等措施,有效降低装置能耗。     

解决焦化装置结焦的有效技术措施

兰州石化公司120×10^4t／a延迟焦化装置焦炭塔顶经常出现油气线结焦而使塔压升高的问题,使装置的生产能力受到一定的限制;焦化馏出口产品携带一定量焦粉,影响产品质量,同时焦炭塔顶部大油气进入分馏塔底部,也加剧了分馏塔底部及其管线结焦,致使清焦过于频繁。通过分析后,将焦炭塔顶部急冷油由直接三点式注入改为在大油气线内增设环形分配器注入,阻焦剂的位置从加热炉人口移至分馏塔底部。这两项措施实施后,焦炭塔顶部压力均值由1．65MPa降至1．56MPa,大油气线压力也相对下降,大油气线结焦得到缓解;分馏塔底循环油泵的流量由5t／h提高到20t／h,缓解了塔底结焦倾向,塔底管线及过滤器清焦周期由一周延长至一个月;加热炉生产负荷由48t／h提高到52t／h,装置循环比由0．35～0．4降至0．23～0．28,提高了装置的生产能力：每年可多产生经济效益831．153万元。     

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。     

青岛炼化酸性水汽提装置流程模拟与优化

青岛炼化230t/h酸性水汽提装置是环保装置,目前正面临着兼顾环保与节能这一矛盾的难题。装置的环保功能,就是生产出合格的酸性气和净化水产品,保证使硫和氨氮对大气、水体的破坏最小;装置的节能功能,就是使作为汽提塔底热源的主要能耗——低低压蒸汽的消耗量最小。为实现这一目标,使用Aspen Plus流程模拟系统,建立青岛炼化酸性水汽提装置模型,并对模型进行验证和计算。通过模型,对装置各系统关键参数进行灵敏度分析。在此基础上,提出针对装置日常生产数据的优化方案。实施流程模拟优化后,在保证汽提塔顶含氨酸性气和塔底净化水产品质量条件下,通过有效组合、调控控制参数(中段回流量、汽提塔顶压力、中段回流温度),能使汽提塔的蒸汽能耗降低15%以上,有效解决了生产瓶颈,实现装置全年创效300万元以上。