基于CAPE-OPEN标准的简捷炼油过程建模及常减压蒸馏流程在线模拟

简捷炼油过程模型广泛应用于运行监测、在线计算、实时优化等领域,但大多数模型只是将输入、输出变量进行关联,无法计算出各组分流量组成,难以集成在模拟软件中进行全流程模拟。本研究简化了炼油分离过程,开发了基于CAPE-OPEN标准的简捷炼油塔模型。首先,将炼油过程简化为连续的分离单元,根据实际产品数据校正模型参数,实现某一实际工况流程模拟;其次,将模型参数与实际工况操作变量数据相结合,采用径向基函数插值确定操作变量对模型参数的影响关系,实现多种工况流程模拟;最后,通过常减压蒸馏工业装置实例的3种工况进行验证。结果表明:各工况模拟结果与Aspen计算结果相比,初馏塔塔顶油馏出温度点偏差大多在2%以内,常减压蒸馏塔各侧线油的馏出温度点平均偏差在3%以内;与实际结果相比,平均误差都在5%以内,符合工程允许误差范围要求。所建模型的计算速度快,各塔均在0.2 s左右完成计算,适用于在线生产、调度等。

多周期常减压蒸馏装置换热网络用能变化与柔性优化

常减压蒸馏装置能耗在整个炼油厂中最高,优化其换热网络是节能的有效手段。考虑到所加工油品会发生变化,以往针对特定原油设计的换热网络在处理其他原油时表现不再最优。提出一种多周期柔性优化方法:首先对不同原油周期进行流程模拟,随后模拟现行换热网络,辨识夹点位置偏移,发现不合理用能发生位置,通过改变管路结构并调节换热匹配,提高换热网络柔性,消除部分共有的跨夹点传热。在某炼油厂的应用结果表明,多周期柔性设计可在周期1、周期2、周期3、周期4分别节约1421,880,3842,3421 kW的加热炉热负荷和等量的冷却负荷。对多周期换热网络用能变化规律的深入研究和柔性设计,可为炼油厂节能降耗做出更大贡献。

基于程序驱动的常减压蒸馏-加氢裂化全流程模拟与分析

目的石油作为传统的化石能源,其组成较为复杂,导致很难对炼油过程进行精确控制。在智能制造的要求下,建立合理可靠的炼油过程模型,并对炼油过程中来自上下游的影响进行准确的预测,有助于实现炼油过程的智能调控及优化。方法基于Aspen HYSYS软件,依托集成了集总动力学模型的反应器模块,建立从原油到产品的常减压蒸馏-加氢裂化严格模拟流程,并在模拟的基础上探究含氢气体与油品的体积比对反应产物的流量及氢气用量的影响。在此基础上,利用Matlab驱动流程模拟的方式,在上游原油配比波动的情况下,获得下游加氢裂化装置产品产量的变化情况。结果模拟结果准确度很高,平均相对误差为0.41%。当国内原油占比从20%提升至50%时,柴油产品产量降低了13.9%,石脑油产品产量提升了6.1%,总产量降低了8.7%。结论基于程序驱动Aspen HYSYS软件建立的常减压-加氢裂化模型包括了从炼厂原油到产品的完整流程,并能对炼油过程进行分析与调优。该模型有助于智能炼化的实现及传统炼化企业向智能化、数字化方向转型。

应用HYSIM软件建立常减压蒸馏装置模拟流程

针对常减压蒸馏装置的特点,介绍了运用HYSIM软件进行全流程模拟计算的处理方法,并与我厂常减压蒸馏装置相应的操作数据作了对比。

基于联立方程法的常减压装置优化研究

以某炼油企业的常减压装置为研究对象,利用Aspen Plus流程模拟软件构建了该装置的全流程稳态模型,采用序贯模块法计算模型的基础工况初值,采用联立方程法标定了实际生产参数与模型计算值的偏差。在此基础上,采用联立方程法对实际生产过程中可调的关键操作参数进行了优化,以装置生产利润最大化为优化目标,得出常减压装置的系列优化操作参数。优化计算结果表明,通过对15个关键优化变量进行协同优化,装置经济效益提高了26.86元/t。

常减压装置生产道路沥青的工艺流程模拟与优化

利用英国KBC公司开发的Petro-Sim流程模拟软件建立了常减压联合装置的机理模型,模拟优化了300万t/a常减压装置生产道路沥青的最佳生产操作条件。结果表明:通过提高常压塔塔底汽提蒸汽注入量,优化减压塔中段回流取热,可提高常减压装置的物料分离精度。经模拟优化后,当常压炉出口温度由358.0℃降低至347.0℃时,减压炉出口温度由375.0℃升高至398.0℃,使部分常压炉负荷转移至减压炉,不仅致使该常减压装置马瑞原油加工量由272.30 t/h提高至357.60 t/h,达到原设计加工量要求;而且产物中的石脑油、混合柴油、道路沥青产量依次增加了31.01%,51.21%,30.52%,尽管混合蜡油产量变化不大,但使该联合装置综合经济效益增收447.9万元/月。

常减压装置塔顶低温系统露点腐蚀及铵盐沉积研究

炼油厂常减压装置塔顶低温部位的腐蚀和铵盐沉积是影响装置长周期安全运行的主要因素,腐蚀薄弱环节发生在露点区域,而影响露点腐蚀的关键因素是pH值。选用Aspen软件中的电解质模型,根据塔顶的组分及腐蚀气体的含量,对此低温系统的pH值进行了模拟计算,确定了露点区域溶液中的pH值,并对工艺防腐措施中的注氨和注水进行模拟计算,研究其变化对pH值的影响。利用氯化铵盐的结晶曲线分析塔顶系统的氯化铵结晶趋势,得到了沉积温度,同时探讨塔顶系统的操作压力、注氨量和注水量等变化对氯化铵盐沉积温度的影响,得到了沉积规律。

原油常减压蒸馏塔的流程模拟

常减压蒸馏装置是炼油加工的第一道工序,它的运行状况对后续装置乃至全厂都有着重要影响。针对初馏塔、常压蒸馏塔和减压蒸馏塔的稳态流程模拟,选取适合的蒸馏塔中段循环设定变量和减压塔模拟方法,最终流程模拟结果与实际工艺参数相似度极高,说明常减压蒸馏塔的流程模拟能够如实体现实际工艺状态,可以作为指导工艺生产、操作优化的有效方法。

常减压蒸馏装置负荷转移技术的模拟与优化

用ASPEN PLUS软件对卡宾达原油常减压蒸馏装置进行流程模拟计算,并通过灵敏度分析确定装置的最 大加工负荷,并找出常压塔与减压塔之间关联操作的影响因素,提出常减压装置负荷转移技术的扩能改造操作优 化方案。

常减压蒸馏装置灵活加工方案的探讨

运用校验后的常减压蒸馏装置模型,对加工3.0Mt/a高硫高酸原油和加工2.0Mt/a沙轻原油的全流程进行了模拟及水力学计算。通过分析比较,确定了该常减压蒸馏装置对两种原油进行灵活加工的工艺条件。结果表明该装置在保证加工3.0Mt/a高硫高酸原油的情况下,经过部分改造就可以加工2.0Mt/a沙轻原油,且各设备能正常运行。流程模拟为该常减压蒸馏装置的改造奠定了基础。

卡宾达原油常减压蒸馏装置负荷转移技术的模拟与分析

用ASPEN PLUS软件对卡宾达原油常减压蒸馏装置进行了流程模拟计算,通过标定值和计算值的比较,验证了所建模型的可靠性,并通过分析找出负荷转移技术操作的关键因素。在此基础上对加工同种原油不同加工量操作条件进行优化与分析。

基于流程模拟的原油性质与常减压装置能耗关系

针对某炼油厂原油常减压蒸馏工艺过程,用Aspen Plus流程模拟软件建立了常减压蒸馏流程模拟模型,模拟结果与标定值相吻合。在此基础上,以最大经济效益为目标,对Aspen Plus软件中129种原油进行了常减压蒸馏流程模拟,计算得到最大经济效益下的装置能耗。根据结果,采用数值回归的方法,建立了装置能耗与原油性质(API°、硫含量、特性因数、拔出率)的关联模型,模型的平均相对误差为4.72%。在此基础上,提出了原油性质参数Cp,发现装置能耗随参数Cp值的增大而增大,并建立了装置能耗与参数Cp的关联模型,模型平均相对误差为4.30%。

BZH-1中和缓蚀剂在装置上的应用研究

通过BZH-1型有机胺中和缓蚀剂在锦州石化公司常减压三塔顶的实验室可行性实验和装置应用实验,探索出了BZH—1有机胺中和缓蚀剂与无机氨混注这一提高三塔顶综合防蚀效果的新途径.

运用过程模拟模型提升常减压及焦化联合装置轻油收率

介绍了某炼油厂在保证汽油、柴油混合加氢精制装置产品质量的前提下,针对常减压装置的常一线油终馏点控制在235~245℃,作为生产航煤的原料;汽油、柴油混合加氢精制装置产出的加氢石脑油终馏点控制在150~160℃,以降低连续重整装置进料量;延迟焦化装置按1.8大循环比操作,不产出蜡油的运行工况,利用R-SIM全流程优化平台,开发了常减压、焦化联合装置和汽油、柴油混合加氢精制装置的过程模拟模型,实现对以上3种装置的全流程工艺计算。经计算,调整常二线油和延迟焦化柴油的95%点馏出温度的配比关系,将常二线95%点馏出温度控制在365~375℃,焦化柴油95%点馏出温度控制在360~365℃,可提高常减压、延迟焦化联合装置的轻油收率0.67百分点,经济效益显著。

流程模拟技术在常减压装置上的应用

常减压蒸馏装置是原油加工过程的第一道工序,将原油按馏程切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油、润滑油等产品或半成品,或者为下游二次加工过程提供原料,对炼厂的下游加工流程及经济效益具有重要影响。应用AspenPlus流程模拟软件建立常减压装置流程模拟模型,应用模型对装置进行多方面分析、诊断,提出相应的优化改进措施,如优化常压塔、减压塔中段取热比例,提高原油换热终温;优化常压炉出口温度和常压塔底汽提蒸汽量,提高常压拔出率;优化减压炉出口温度、减压塔真空度和塔底汽提蒸汽量,提高装置总拔出率;优化常压塔操作,降低馏分之间的重叠度,实现目标产品产率最大化;优化初馏塔,在满足初顶油终馏点的情况下,尽可能提高初馏塔拔出率。中国石化多套常减压装置应用实践证明,流程模拟技术可为常减压装置效益提升、节能降耗、技改技措提供重要的技术支撑。

利用信息技术优化常减压装置的用能

原油常减压蒸馏装置耗能极大,约占整个炼油厂炼油用能量的20%～30%,该装置能耗的高低取决于常减压蒸馏塔的操作水平和换热网络能量回收利用的水平。采用流程模拟技术和热集成技术,对常减压装置用能情况进行分析,综合考虑常/减压拔出率与装置用能之间关系,找出两者之间的最佳操作点,可以优化常减压装置操作并提高换热网络热回收水平,提高原油换热终温,降低常减压装置能耗。

一种新的原油常压蒸馏过程

从化学工程的观点出发，对现有原油常减压蒸馏流程进行了分析。提出了带提馏段的原油常压蒸馏复合过程的新流程。并应用ASPENPLUS软件对现有流程进行了模拟计算。计算结果与实际流程相当吻合。又用该软件对改进后的优化流程进行模拟计算，并提出了介于精馏与闪蒸之间的原油常压蒸馏过程可行性方案。计算结果表明，新流程与原流程相比，节能16．1％，常压拔出率提高1．8％，轻质油收率提高0．85％。新工艺的工业化应用将产生巨大的经济效益。

油品变化对于常减压蒸馏装置的影响及其技术改造

某石化公司250×10^(4) t/a原料预处理装置为常减压蒸馏装置,改造前加工含硫中间基原油,原油密度高、盐含量高、酸值低。根据生产计划调整,现加工中东南美混合油。由于油品的变换,装置已不能完全满足生产需求,故对装置进行改造。本文针对装置存在的问题及改造的措施进行阐述并利用窄点技术对换热网络进行了优化。其结果对于工程设计具有一定的指导意义。

流程模拟在常减压装置停减压过程中的应用

大庆石化公司炼油厂一套常减压装置应用ASPEN PLUS流程模拟技术，解决了停减压系统后，原油换后温度和初底油换后温度能否满足工艺要求这一难题。

流程模拟技术在常减压装置换热网络优化中的应用

针对某炼化企业常减压装置运行中存在的问题,应用流程模拟软件PRO/Ⅱ,建立了装置的换热网络模型。以加工原油性质、初馏塔、常压塔、减压塔模拟的过程参数及常减压装置对产品质量的要求作为换热网络调整的基础参数,利用Aspen Pinch软件对装置原有换热网络进行了夹点分析,运用网格图等诊断出了原有网络存在的瓶颈,同时得出了换热网络初底原油的最高理论换热终温。按照消除原换热物流跨夹点传热、中高温位热源多次合理利用、调整换热效率偏低或利用不充分的设备、现有设备布置少变动、省投资的原则对换热网络进行了改造优化。改造后,初底油进常压加热炉温度由原来的的298.6℃提高到303.0℃;西部轻油进闪蒸加热炉的温度由原来的117.5℃升高为220.0℃,降低了加热炉热负荷,合计降低了装置能耗65.74 MJ/t,折合年效益为3 110×104RMB$。