应用ASPEN PLUS软件设计及优化原油常压蒸馏塔

应用 ASPEN PLUS软件设计 及优 化原油 常压蒸馏 塔 6一 。 谢志成 张键* L (江苏石油化工学院化工系，常州，2l3ol6) Jk．J 摘要 利用A~C'ENPLUS-9．1版本PEq'ROFRAC模型对原油常压蒸馏塔进行工艺设计 和参数调优井得到重要结论。 关键词 常压蒸馏塔 设计 调优 计算机应用 1 前言 原油常压蒸馏装置是石油加工的龙头， 其设计质量的好坏直接影响直馏产品拨出率 和产品质量及下游装置的生产。为此，我们 采用美国 ASPEN公司近两 年推 出的 9．1版 本的石油馏份严格法精馏模型 PETROFR C^ 对 50×104t／a苏北油常压蒸馏塔进行工艺设 计及优化。PETROFRAC是对 以前普通蒸馏 严格模型 RADFR C^的发展。其功能主要是 可以直接对石油馏份进行设备工艺计算。9． 1版本的另一先进性是可以在 Flowsheet Sim． ulation Run下使用 ADA／t'CS(Assay Data 1area1． ysis／Pseudo C~ffnponeilt System)，即将输入的原 油实沸点或恩氏蒸馏和相对密度数据作虚拟 组分处理，得出一 系列物性数据后 ，在 Flow． sheet下 自动把这些物 性数据传 递给物流。 单独的 ADA命令只进行 D^^ ／Pcs计算 ，若 要把计算结果传递给物流 ，中间必须经过很 多环节。所以在 9．1版本引进 以前 ，国内对 AS PENPI／JS软件用于原油馏份的工艺设计 的报道很少。 ASPEN PLUS-9．1版软件既可对给定产 收藕 13期 ：199 05 石油加工专业 96届毕业生 率作核算型计算，也可以对给定产品性质作 设计型计算，且计算既迅速又准确，只要输入 的信息正确，就可得到正确结果 ，这是人工计 算所不能比拟的。该软件具 有很 高的灵敏 度，输入的关键数据稍有误差 ，就会提醒用户 严格认真 地检查输入 。 2 工艺设计过程 2．1 常压蒸馏塔模型的建立 我们实际所需要的常压模型如图 l所 示 。 图 1 实际常压塔模型示意围 不凝气量很少，计人损失中 常顶油 水 一 期 梯 l M 第 午 ～ ． 住∥ 孝 芝 维普资讯 http://www.cqvip.com 江苏化工 1996年 第 卷第 6期 调用软件模型如图 2所示 。软件内存模 型与实际所需模型一般不完全一致 ，图 2和 图 1相 比多两个中段 回流 ，只要不定义就可 行 ，另外塔顶不凝气量少 ，则冷凝器作全凝器 处理 ，相当于第一块塔板，故各物流进去位置 与图 1相 比均下移一块板。汽提塔为分开布 置 ．对设计过程无影响。 圈2 调用模型示意圈 l——进科；2，3．4，5． 蒸汽 ；7——常底油 &一 四线袖； 三线油；l 二线油 ； i1——线油；1}一 持凝水；13——常硬油 2．2 填设计菜单 根据 ASPEN PLUS软件设计计算程序依 次填入原油性质、塔的给定说明及结构菜单 · 47 · 原油与常规组分不同，是一复杂的混合物 ，必 须经 ASPEN软件处理 ，将其切割成许多窄馏 份再进行模拟计算，方可得到原油的物性数 据。AsPEN 处 理 的工 具 即 ADA／Pcs。在 ADA／PC；S Assay-Blend 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 中填人一组(至少 四个)蒸馏数据和原油的相对密度(或 API) 数据(见表 1) 在这里主要用到 ASPEN软件 的 TB 及 PRE-REL9的原 油性质计算选 择集 。由此可以得到一组完整的原油实沸点 蒸馏 曲线表、传递性质和热力学性质。 表 i 原油性质表 注：数据摘 自中石化洛阳石化 工程公 司炼制所 。苏北 原油 评价 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ”，1982年。 表 2 塔的培定说嗣 注：塔板鼓 ：42层；总汽化卓 ：36 5％；板压降：532 97 。 昭 他 6 “5∞l 8 维普资讯 http://www.cqvip.com 塔的给定说明主菜单包括原料、侧线产 品流率、进出口位置、相态、塔的实际板数 、进 料温度 、总汽化率、单板压降等，我们所采用 的具体数据为苏北原油常压蒸馏的经验值， 以此作为原料数据填入，有待进一步调优．见 表 2。 江苏化工 1996年 第 卷第 6期 填塔的结构菜单目的是为了得到塔的直 径和塔盘结构 尺寸。从 Blceks菜单 中选 Tray-Sizing，填入实际塔板数，最大汽、液负荷 处的塔板层 及板间距、塔板类型 即可 ，见表 3。 表 3 塔 结构数据 2．3 运行 结果见表 4、表 5及圈 3。 上述菜单填好后 ，即可进行运行。主要 表4 塔结构工艺计算汇总表 表 5 工艺参数表 名称 调整 前 调整后 进塔 热量lid·h-I 出塔热量lid·h-I 一 中取热量／kl·】f 0 一 中取热量占余热／％ 二中取热量110·11-。 二中取热量占余热／％ 塔顶温度,／K 塔顶油分子量 一 线抽出温度／K 一 线油分子量 一 中抽出温度／K 二线抽出温度／K 二线油分子量 三线抽出温度,／K 三线油分子量 二中抽出温度／K 四线抽 出温度,／K 四线油分子量 塔底抽出温度／K 底油分子量 2．5188× 1 204549x lo7 1．O928× 1 1．1439x 107 2．1874×l 2．1272x l 15．31 23．85 1．8∞ 5×106 5 ．9521×i 】2．64 45．40 440．37 394．07 129．02 l18．56 483．13 428．07 179．10 152．11 496．06 448．30 517．12 484．21 228．98 190．79 研 9 拍 523．9192 3Ol 5O 凇 07 562 85 516．93 598．48 569．S772 343 32 296 77 607．42 601 02 506 63 488 08 l l i 量 导 。 鲁 霉 蠹 崔 围3 调整前全塔汽液相负荷围 3 结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及优化 3．1 结果分析 由输出结果可知该设计主要存在两大问 题：一是各侧线平均分子量偏高 ，均超过该侧 线产品的要求，特别是第四侧线分子量 已达 维普资讯 http://www.cqvip.com 江苏化工 1996年 第 24卷第 6期 润滑油组分的要求。二是全塔热负荷集中在 中上部 ，各侧线温度均偏高。 3．2 分子量的调整 分子量偏高，说明各侧线油 品变重。我 们首先采用的措施是降低汽化率，原设计常 压拔 出率 为 35％，过汽化率 为 1．5％。在其 它条件不变的情况下 ，将炉出口温度由345℃ 降至 340℃，总 汽化率分 别降至 33％、32％、 31％等 ，但总是得到错误的输 出信息 ，分子量 仍居高不下。后来我们定义侧线产品质量来 反推拔 出率及各侧线收率，这一 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 很有效 ， ASPEN软件只要任意定义两个侧线产品的任 一 性质，就会收到很好的效果。我们定义 r 常顶汽油和常二线煤油的 90％、95％馏出温 度，这样各侧线分子量都基本达到要求(见表 5)。由此也得到各侧线收率值，见表 6。总汽 化率由原来的 36．5％下降到 31．5％，这说明 苏北原油如果不限定侧线产品的质量，常压 拔出率可以达到 35％。侧线产品只能作调合 油或作化工原料。如果想得到基本符合 汽、 煤、柴产品质量要求的侧线产品，则拔出率控 制在 3o％左右。这一条应作为今后苏北原油 设计的依据，以往认为苏北原油组分轻 ，常压 拔 出率在 35％以上的说法是不准确的。调整 前后各侧线收率变化如表 6。 表 6 曩I线产品收辜 变化表 ％ 3．3 全塔热平衡的调整 我们主要采取 了降低进塔温度，降低汽 提蒸汽用量和温度，增大常一中、二 中取热量 等措施来实现 前两个方法收效甚微。经热 平衡计算垒塔过剩热量为 1．33 x l kJ／h，原 设计结果常一 中取热量 占 l5．31％，常二 中 取热量 占 l2．64％，还有 72％的热需从塔顶 取走。这不仅增大塔顶冷凝冷却负荷，且大 量的低 温位 热量无法 利用。经逐步增大一 中、二中循环量，在保证抽 出层以上不干板的 前提下得到一中、=中取热量分别为23．85％ 和 45．4％，而塔顶冷凝负荷仅为30．75％。全 塔热负荷分布趋于合理 ，各侧线温度偏高的 问题也迎刃而解。但塔顶温度仍 139℃，此 时将 塔 顶压力 由原设计 的0．148MPa降 至 0．1251KPa，又适当增加汽提蒸汽量，以减小塔 顶油气分压 ，使塔 顶温度降至 121℃。调 整 后的工艺参数见表 5 塔内汽、液相负荷分布 见图 4。 ；l 藉 ；l 。 ÷墓 8 墨 。 培§ 图 4 调整后全塔汽液相负荷圈 3．4 其它方面的调试 我们 又将塔的 操作弹性 由 100％增 至 120％，则塔径 由 1．6457m增至 1．8186m，调 整后的塔结构工艺计算汇总见表 4。 实际塔板数按经验取 4l块 ，我们 曾试图 减少几块 ，但最终产品分离效果 、操作弹性不 太理想，故仍定 4l块，板效率按 100％计。 4 结论 由本次调优设计得出几点重要结论。 维普资讯 http://www.cqvip.com · 5O · 4．1 收率的控制 就苏北原油而言 ，常压部分要得到基本 符合质量要求 的侧线产品，拔出率应控制在 3O％左右，而不是 35％。从常顶到常四线的 收 率 分 别 为 7．11％ 、3％、7．99％、5％、 6．85％。这与当前装置操作基本一致。 4．2 中段回流的影响 中段回流量的大小及温度高低对全塔的 操作至关重要。50×10．t／a苏北油常压蒸馏 塔常一中、二 中抽出及返塔温度、回流量分别 控制 在 175～135℃、243～ 190℃ 和 3× 10' k h、4×10*k#h左右 比较适宜 。如果原油 性质 、处理量不变 ，当常顶冷凝器负荷偏 高， 冷却水量需不断加大时，首选调节因素是增 大常二 中回流量 ，其次是一中回流量，至于汽 提蒸汽量及温度、进料温度等不是全塔热负 江苏化工 1996年 第 24卷第 6期 荷主要调节手段。 4 3 设常四返 回线 从液相负荷分布看，从进料 39层板到第 四侧线抽出 31层板液相负荷较小，若操作发 生波动，此处易造成干板(实际操作中也时有 发生)。建议在第四侧线抽出线 上设一返回 线，将过汽化油返 回到塔 内 32层，增加一定 的内回流，以缓解液相负荷小的矛盾 ，同时还 可以起到洗涤的作用。 4、4 在线调优 根据作者多年在常压装置工作的实际经 验，应用 ASPENPLUS-9．1版 PEq~OFRAC模 型设计苏北油常压蒸馏塔及参数词优取得很 好的结果，解决了实 际生产过程不易发现和 处理的问题。若将其进一步利用到现场装置 的在线调优上，将更具魅力。 (上接第 13页) 表 3 各种发泡剂的相对价格 发泡剂 kg一价格 摩尔一 价格 4 结束语 聚氨酯作为一种优 良的节能材料，它的 开发和应用本质上与人类保护环境的宗 旨是 同一的。因此聚氨酯的发展应该 、也能够更 加促进生态、技术和经侪三方面的协调和统 一 。 相对而言，软质聚氨酯泡沫的 CFC．1 1替 代在技术和工艺上都要容易得多。对于保温 用硬质聚氨酯泡沫，由于对绝热指标的要求， 使得各 类替代 品在技术 和工艺上 的难度较 大。从发展趋势看 ，HCFC．14lb和戊烷代表 了一种主流。但 CFC．141b毕竟是过渡性替 代物．并且价格也较为昂贵。而戊烷 由于其 易燃易爆性，在泡沫加工时必须对设备和生 产区域增设安全防护系统，增加 r替代 实施 的投入 ，使这类体系的应用范围不得不受到 一 定程度的影响。 参 考 文 赫 1 JoMt Gfimming=er、PUB．-Teelutlk-heute und morgen． VDI-Vezl，1993．10 2 Uwe Seholz．PUR-Teehnik-Mute und morgen．VDI- yea，1993．65 3 临 l D．Len：dmie Kumls出 ，1995，85(4)：509 4 Plelm w KurI☆蠊 ，1990，8O(4)：470 5 Wiederman R Kumtmoffe，1990，80(8)：910 6 Mann M．Kunsmoffe，1989，79(4)：330 7 Volkert 0． m幽自0&，1993，83(9)：9 维普资讯 http://www.cqvip.com