用ASPEN PLUS软件模拟炼厂脱硫和再生系统工艺流程

32 炼油 2001年第 4胡 用 Aspen Plus软件模拟炼厂气脱硫 和再生系统工艺流程 黄 崇 平 (中石化股份有限岔司九江石化总厂设计院，九江 332004) 摘 要：Aspen Plus流程模拟软件是石油化工装置工艺设计中的重要工具。用 Aspen Plus流程模拟软 件对九江石化总厂干气、液态烃脱硫和再生系统工艺流程进行模拟计算，计算结果与装置的实际运行情况基 车吻台，说明 Aspen Plus模拟计算采用的热力学方程和建立的模拟流程有较高的可信度。 主题词：炼厂气 脱硫 计算机模拟 软件 1 前言 Aspen Plus软件是美国 Aspen Tech公司开 发的通用工艺模拟软件．主要用于化工、石油化工 流程模拟，它具有多种热力学模型，大量的组分数 据、混合物数据和 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征方法。 在炼油厂的原油加工过程中，原料中的硫组 分经过处理后部分转化为硫化氢。在生产过程 中，含硫化氢的物料不仅能够造成设备、管线的腐 蚀．而且会使催化剂中毒、产生环境污染并危害人 体健康。而硫化氢又是生产硫磺的原料，所以脱 除物料中的硫化氢既可以净化物料，还可以变害 为利。九江石化总厂 I催脱硫装置设计规模是与 原设计 120万吨／年的催化裂化装置相配套，设计 处理干气2．64万吨／年，处理液态烃 11．16万吨／ 年。随着九江石化总厂 I催反再系统改造和吸收 稳定系统改造的实施．催化干气的处理量将上升 至 5．8万吨／年、液态烃的处理量将上升至 20万 吨／年。另外随着高硫原油处理量的增加，干气、 液态烃中的硫含量亦随之增加，因此必须对现有 的脱硫装置进行改造。针对这一情况，利用 As— pen Plus软件对该装置进行了模拟计算。 2 模拟流程的建立和说明 以MDEA为吸收剂的催化干气、液态烃脱硫 和再生系统三塔模拟工艺流程见图 1。 I一千气脱硫塔(BJ)；2一分流器(璐)：3一液志烃脱硫塔(r32)；4一贫渡冷却器(B7) 5一混台器(B3)；6一贫富液换热器(B4)：7一闪蒸罐(B5)：8一溶剂再生塔(B6) 圉 1 干气与液态烃脱硫和再生系统模拟流程囤 酸性气 维普资讯 http://www.cqvip.com 用Aspen Plus软件模拟炼厂气脱硫和再生系统工艺流程——黄 崇 平 33 上模拟流程中包括了溶剂系统的循环过 程，Aspen在计算过程中需要进行叠代计算，当相 邻两次计算得到的物流流量和物流温度的相对误 差小于Aspen的规定值，模拟计算将达到稳态平 衡。流程说明：液态烃和贫溶剂分别从液态烃脱 硫塔塔底和塔顶进入液态烃脱硫塔(B2)，脱硫后 的液态烃和富溶剂分别从塔顶和塔底采出。催化 干气和贫溶剂分别从干气脱硫塔塔底和塔顶进入 干气脱硫塔(B1)，脱硫后的净化干气和富溶荆分 别从塔顶和塔底采出。液态烃脱硫塔(B2)底和 干气脱硫塔(B1)底的富溶剂经贫一富液换热器 (B4)自压进入富液闪蒸罐(B5)，富液闪蒸罐(B5) 底部富液自压进入溶剂再生塔(B6)上部，溶剂再 生塔 (B6)顶部采出酸性气，底部采出贫溶剂，溶 剂再生塔(I36)底部贫溶剂经贫 一富液换热器 (B4)、贫液冷却器(137)换热后，返回干气脱硫塔 (B1)和液态烃脱硫塔(B2)。 ‘ 3 模拟方法的选择 3·1 专用数据包和热力学模型 Aspen Plus软件提供了用于气体脱酸气的专 用数 据包，对于 动力学 平衡，采用 KENT— EISENBRG方法来模拟 H：S、CO2等与胺的化学 反应过程，对于H2S和 co2吸收过程产生的热力 学平衡，采用修正的 Claus—Clapeyron方程来提 供。 主要涉及的化学反应过程如下： RRNH2——H +RRNH RRNCOO +H O — RRNH +HCO3- H2O +co2—— H +HCO3- H2O — H +OH— HCO3- 一H co~ H2S—— H +HS— HS— H +S 3·2 模块选取情况(见表 1) 4 模拟计算 干气脱硫塔、液态烃脱硫塔、溶剂再生塔是整 个计算过程的核心计算模块，干气脱硫塔是无冷 凝器和再沸器的气液传质过程．溶剂再生塔是有 冷凝器和再沸器的气液传质过程，液态烃脱硫塔 是液液传质过程。 表 1 摸块选取情况 流程图中名称 干气脱硫塔 BI 液卷烃脱硫塔 砬 混台器 ∞ 贫富液换热器 B4 闪蒸罐 B5 4·1 基础数据 采用 I催脱硫装置2001年 1月2日生产数 据。 脱硫剂采用 MDEA溶剂．浓度为 25％，催化 干气处理量为 5800Nm3／h，液态烃的处理量为 20m]／h。进料组成见表 2。 表2 进料气组成 组 成 催化干气 渡态烃 H2S 0 0300 0 0400 CO2 0 0302 () 0 0062 0 3018 N2 0 0844 CO 0 0199 C L 0．1823 0 1632 0．0045 c3 0 0005 0 0908 i一0 0 0001 0 l391 n一已 0 0002 0 0460 i一岛 0 0086 C4- 0 1754 0 0002 Cf 0 0058 0 3859 l—CZ 0 1027 ii—C 0．0484 t—Cg 0．0772 c c 0 0505 旦一mⅢn 维普资讯 http://www.cqvip.com 炼油 2001年第4期 4·2 主要工艺参数(见表 3) 表 3 主要工艺参数 千 气 蔽志烃 溶 剂 项 几 脱硫塔 脱硫塔 再生塔 原料避塔温度／℃ 40 40 98 操作监力／kPa(A) 700 13[H] 207 溶 刹温腰／℃ 40 40 藩制重量／干气重量 2 6l 1 1 4·3 主要物流计算结果 4·3·1 干气脱硫塔 模拟计算得到的进出干气脱硫塔的物流：净 化干气、贫溶剂、富溶剂摩尔分率见表 4。 表 4 干气脱硫塔物流计算结果 组 成 l净化干气 贫溶剂 富溶剂 H!S l 0 000026 0 0004 0 0l39 “ 1 0 0208 0 0003 0 0 8 0 O 0108 0 95j4 0．9340 MDEA 0 0479 0．04747 H^ 0 3131 0 000027 N2 0 0876 0 000'H]5 CO 1 0 0207 0．000002 C J l 0 l891 0 000023 l 0 1693 0 000021 } 0 0005 i—C4 0 0001 n一“ 0 0002 L—C l c l 0 1819 0 000066 l 0 0060 0帅帅04 蹙流量／kg，h 『 4658 l2175 12548 4。3‘2 液态烃脱硫塔 模拟计算得到的进出液态烃脱硫塔的物流 脱后液态烃、贫溶剂、富溶剂摩尔分率见表5。 4·3·3 ：窖剂再生塔 模拟计算得到的进出溶剂再生塔的物流：塔 顶酸性气、塔底贫溶剂摩尔分率见表 6。 5 计算结果 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 5·1 干气脱硫塔 干气脱硫塔模拟得到的 H2s含量见表 7 表5 液态烃脱硫塔物流计算结果 脱后液志 赞溶剂 0 0000291 0 0004 0 000002l 0 0003 0 005651l 0 95l4 0．0479 表 6 溶剂再生塔物流计算结果 组 成 塔顶酸性 塔底贫潜剂 H2S 0 873ll4 0 000397 0 080878 0 000177 H!() 0 041795 0 981294 MDEA 0 O[H]'H]0 0 0481 31 C1 0．000019 c2 C3 H： c 表 7 干气脱硫塔计算结果分析 脱后干气 脱后十气 项 目 原料干气 计算疽 I宴惭 值 体积流量／Nm3·h 5800 5889 56 l 质量流量／kgth。。 4658 4324 78 l H2s质量流 ／kg·h。。 170 8 0 1092 l H2S体积含量／rag·Nm 2944 8 19 84 <1U H2S质量含量／ g·g。。 36668 1 25 24 s体积脱除率／％ 99 340 l>99 66 H2S质量脱除宰／％ 99 93l l>99 97 剂一蚰 鲫∞响 ㈣ ㈣ ⋯ ㈣ 0 O 0 0 0 0 0 一一 叭一 一＆ 鹅 雌 舯 ∞ ∞ ∞ 毗 ∞ 宝5 帅 ∞ ∞ ∞ 伽 0 0 O 0 0 0 维普资讯 http://www.cqvip.com 用 Aspen Plus软件模拟炼厂气脱硫和再生系统工艺流程——黄 崇 平 5·2 液态烃脱硫塔 液态烃脱硫塔模拟得到的H2s含量见表 8。 表 8 液态烃脱硫塔计算结果分析 原 料 脱后液化气 项 目 液化气 一算值 蛮际缸 悼 流量／Nm ，h。。 20 19 44 质量流量／kg—h 11519 11189 76 H2S质量流量／kg·h 250．36 0 03127 H2S质量含量，皑一g 21734 5 2 795 <5 H2S质量脱 障章／％ 99 987 99 981 5·3 溶剂再生塔 溶剂再生塔模拟得到的HzS含量见丧 9。 表9 溶剂再生塔计算结果分析 计 算 实 际 项 同 富谊 贫谴 富液 贫债 质量流量／kg·h。。 25634 24896 H2S质 量漉量／kg—h 421 36 t7 689 s质量音量／ g·g。。 116437 5 7l0 5 17410 660 s质量脱除率／％ 95 67 96 21 上述计算结果与装置的实际运行情况基本吻 合．说明模拟计算采用的热力学方程干仃建立的模 拟流程有较高的可信度。 6 模拟计算的要点 (i)根据脱后干气的 H2S含量．确定干气脱 硫塔的溶剂比 (2)根据脱后液态烃的 H2s含 ，确定液态 烃脱硫塔的溶剂比 (3)根据计算得到的再生贫溶剂的 H2s含 量，通过规定再生塔的回流比或塔底 s的含跫 调整贫溶剂的 s含景。 7 结束语 用 Aspen Plus软件对脱硫装罱进行模拟计 算，可以准确的得到模拟流程中的各个物流的性 质，为单体设备如塔的水力学计算、换热器的选型 及核算等提供基础数据，从而制定出改扩建方案： Aspen PIus软件不仅能为生产装鼠的技术分析和 生产 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的安排提供服务，而且为工艺设计提供 了一个强有力的工具。 Simulation of the Refinery Gas DesuIfurizatiOn and Regeneration Process with Aspen Plus Software Haung Ohongping LSINOPEC J “jiang Petrochemi~‘aL Comp￡ez。Jiujiang 332004 Abstract：Aspen Plus process simulation~ftware is an hnporrant simulation tool for petrochemi— cal proceKs design．Dry gas and liquid hydrocarbon desulfurization and regeneration system of SINOPEC Jj— ujiang Petrochemical Complex is simulated with the software，and the simulation results are in accordance with practical operation of the unit on the whole，indicating that the thermodynamic equations and the sire— ulated process flow set up with Aspen Plus mftware are highly reliable． 维普资讯 http://www.cqvip.com