流程模擬技術(shù)在天津石化3#常減壓裝置上的應用

（中國石油化工股份有限公司天津分公司煉油部，天津 300271）

流程模擬技術(shù)在天津石化3#常減壓裝置上的應用

柳化增

（中國石油化工股份有限公司天津分公司煉油部，天津 300271）

以中國石化天津分公司1000wt/年常減壓裝置為研究對象，采用Aspen Plus流程模擬軟件，建立了與實際工況相吻合的常減壓裝置穩(wěn)態(tài)流程模擬模型，通過對閃蒸塔、常壓塔和減壓塔的模擬，了解各操作參數(shù)對裝置性能的影響；通過蒸餾塔模型中的氣液相負荷分布和溫度梯度的分布情況，加深對蒸餾操作的理解。隨著重油加工工藝技術(shù)的發(fā)展，煉廠能夠加工更加劣質(zhì)的渣油，因此常減壓裝置輕油收率和總拔出率的提高，對提高原油的利用率及煉廠的經(jīng)濟效益極為重要。為此，重點對影響常減壓裝置輕油收率的關(guān)鍵操作參數(shù)進行靈敏度分析，優(yōu)化操作，實現(xiàn)提高常減壓裝置輕油收率的目的。

Aspen Plus；流程模擬；常減壓輕收能耗

一、概述

中國石油化工股份有限公司天津分公司100萬噸/年乙烯及配套項目1000萬噸／年常減壓蒸餾裝置由中國石油化工工程建設(shè)公司設(shè)計，燕華公司施工，2007年12月動工建設(shè)，預計2009年6月建成投產(chǎn)。本裝置加工沙特阿拉伯輕油和沙特阿拉伯重油的混合原油（混合比為1：1），處理能力為1000萬噸/年，年開工時數(shù)按8400小時計。

隨著重油深加工工藝技術(shù)的發(fā)展，使得煉廠可以加工更為劣質(zhì)的減壓渣油[1]。因而減壓蒸餾可以合理地提高拔出率，以降低減壓渣油的產(chǎn)率，這樣不僅可以有效提高原油利用率，同時還能增加煉廠的經(jīng)濟效益。廠高原油的利用率及煉廠的經(jīng)濟效益均流程模擬技術(shù)的推廣應用，為尋找裝置生產(chǎn)瓶頸，優(yōu)化裝置操作條件，提高裝置的輕油收率和總拔出率，降低能耗，離線培訓操作人員創(chuàng)造了條件。

建模的主要目標是建立生產(chǎn)過程的流程模擬模型，并通過模型計算滿足以下要求：

（1）對常減壓裝置的閃蒸塔、常壓塔和減壓塔進行全流程模擬。

（2）分析常一線氣提蒸汽量與常一線初餾點之間的關(guān)系。

（3）分析減壓爐出口溫度、減壓塔底吹汽量、減壓塔真空度對渣油520℃餾出量的影響，以達到節(jié)能和提高總拔的目的。

二、基本工況模擬

采用Aspen Plus流程模擬軟件，建立3#常減壓裝置流程模型，見圖1。根據(jù)裝置的實際流程，該模型采用三塔流程，即：閃蒸塔（C101）、常壓塔（C102）、減壓塔（C201）均選用PetroFrac模塊。模型的物性方法選擇BK-10，依據(jù)實際工況對模型進行校核。表1是模型計算數(shù)據(jù)與實際產(chǎn)品質(zhì)量的化驗分析數(shù)據(jù)對比。

表1 常壓塔操 作數(shù)據(jù)與計算值對比

表2 常壓塔主要產(chǎn)品餾程數(shù)據(jù)

表3 減壓塔操作數(shù)據(jù)與計算值對比

表4 常一線汽提塔蒸汽用量與航煤初餾點的關(guān)系

2.1 常壓塔

2.2 減壓塔

2.3 驗證結(jié)果說明

（1）從上面的模擬結(jié)果來看計算值和標定值有一些誤差，這與所加工原油缺乏詳細的實沸點[4]切割數(shù)據(jù)有關(guān)。另外，原油分析可能存在一定的誤差，實際加工的原油較化驗分析的原油偏重。

模型應用中也還存在部分疑問，主要如下:

減壓塔為填料塔，在模型計算過程中，換算成理論板，無法達到正確的分離效果，減壓塔下段填料效率不高，造成實際中減壓渣油與減三線重疊，渣油520℃餾出偏高。在模型建立中將下部填料分離效率人為調(diào)小。

模型結(jié)果分析

所建立的模型能一定程度上反映裝置的工藝和設(shè)備情況，與實際工況及變化基本一致。通過靈敏度分析，研究常一線汽提蒸汽與常一線初餾點及常頂油、航煤收率的關(guān)系；減壓塔真空度、塔底吹汽、減壓爐出口溫度與渣油流量和520℃餾出的關(guān)系。

下面我們利用所創(chuàng)建的模型進行靈敏度分析，主要數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)作圖如下：

3.1 常一線汽提塔蒸汽用量與常一線初餾點和石腦油收率關(guān)系對比

根據(jù)模型模擬計算數(shù)據(jù)，隨著汽提蒸汽量的提高，航煤初餾點有明顯提高，降低了常頂油與航煤的分離重疊度。但是，汽提蒸汽量的提高對常頂油和航煤收率影響并不明顯，只是當蒸汽量大于2.6t/h時，常頂油收率有輕微提高，但過高的汽提蒸汽消耗會造成整體能耗的增加，為降本增效考慮，汽提蒸汽流量不宜過高。

3.2 減壓塔頂壓力與渣油流量、渣油520℃餾出關(guān)系

減壓塔絕壓是影響減壓深拔效果的重要因素，隨著絕壓的提高，渣油流量和520℃餾出都有明顯上升，但絕壓在2KPa以下時，斜率較平緩。因此，考慮到抽真空系統(tǒng)能耗，C201頂絕壓應控制在合理范圍內(nèi)。

圖1 天津3#常減壓裝置模擬流程圖

表6 減壓塔塔底吹汽量與渣油流量、渣油520℃餾出關(guān)系

表7 減壓塔進料溫度與減底油抽出量及520℃餾出比關(guān)系

3.3 減壓塔塔底吹汽量與渣油流量、渣油520℃餾出關(guān)系

由模型計算數(shù)據(jù)得出，隨著塔底汽提蒸汽量的提高，渣油流量和520℃餾出都有明顯降低，但在實際操作中，汽提蒸汽的提高會造成減壓塔真空度下降、影響減深拔效果。

4減壓塔進料溫度與減底油抽出量及520℃含量的關(guān)系

裝置高負荷運行時加熱爐出口溫度調(diào)整余地不大，在低負荷運行時可以考慮適當提高加熱爐出口溫度，提高裝置總拔。

結(jié)語

1通過流程模擬，可以對常減壓裝置關(guān)鍵操作參數(shù)或質(zhì)量指標之間進行靈敏度分析，了解相互關(guān)系，明確操作調(diào)整后的發(fā)展趨勢，快速調(diào)整產(chǎn)品質(zhì)量，提高裝置輕油收率和總拔出率等技術(shù)經(jīng)濟指標，滿足生產(chǎn)需要，提高裝置經(jīng)濟效益。

2對常壓塔和減壓塔系統(tǒng)進行模擬計算，可以準確得到模擬流程中各物流的性質(zhì)、各精餾塔板上氣液負荷及溫度分布，清楚了解各操作參數(shù)的變化及對蒸餾塔各控制目標的影響[5]，加深對蒸餾操作中各變量之間關(guān)系的認識，提升對常減壓裝置操作的理論理解。

[1] V L Rainha,I T E Fonseca．Kinetic studieon the SRB influenced corrosion of steel:afist approach[J]．Corrosion Science,1997,39（04）:807．

[2]中國石油集團經(jīng)濟技術(shù)研究院[Z]．石油綜合信息，2010．

[3]中國石油化工總公司原油科技情報站[Z]．原油評價方法．1994．

[4]李占武編．原油評價[M]．北京：中國石油化工總公司原油科技情報站，1995 [5]侯祥麟主編．中國煉油技術(shù)[M]．北京：中國石化出版社，2001．

TQ02 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

A