常減壓蒸餾裝置模擬與操作優(yōu)化

陳亮 張興太 劉雅楠（玉門油田公司煉油化工總廠，甘肅 酒泉 735000）

煉廠的裝置比較多、產(chǎn)品種類復(fù)雜、工藝流程也比較繁多，由于又要考慮原油供應(yīng)以及產(chǎn)品需求在市場上的變化，所以就要對生產(chǎn)裝置的操作和模擬進(jìn)一步的優(yōu)化。目前許多企業(yè)都已經(jīng)應(yīng)用了最新的優(yōu)化軟件，不僅在優(yōu)化中取得了最大的經(jīng)濟(jì)效益，而且也保證裝置在完整的操作過程中完成生產(chǎn)計(jì)劃。但裝置在運(yùn)行過程中還存在著許多問題，需要我們再進(jìn)一步的探究。

1 裝置中存在的問題

分析本廠常減壓裝置中存在的問題，找出流程的模擬結(jié)果。近年來，本廠原油性質(zhì)變化較大，重質(zhì)化劣質(zhì)化加劇，在供給上一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，由于處于被動(dòng)模式，所以在原油種類以及比例變化上都給工廠的生產(chǎn)造成許多問題。在大量使用塔指油、玉門原有等原料后，摻煉原油比例發(fā)生重大變化，在及時(shí)調(diào)整操作的情況下，初餾塔輕質(zhì)油大量增加，以至于裝置出現(xiàn)了沖塔現(xiàn)象，由于塔內(nèi)的分餾效果變壞，破壞了正常的傳熱傳質(zhì)裝置，使塔頂在溫度、壓力側(cè)線餾出口上的溫度上升，塔底的液位突然下降，使餾出油的顏色變黑，從而實(shí)現(xiàn)裝置在運(yùn)行中保守生產(chǎn)的模式。所以技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，得出計(jì)劃對初餾塔裝置進(jìn)行改造。

2 利用圣金橋模擬分析工具

運(yùn)用圣金橋過程仿真模擬軟件，在科學(xué)合理的流程規(guī)劃上，選擇適合煉油的方法，在流程中進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)模擬計(jì)算，分析與實(shí)際生產(chǎn)過程中的模擬數(shù)據(jù)，建立常減壓蒸餾裝置的模擬流程。而且，為了得到完整的混煉比例上的變化以及參數(shù)物料變化上的方法，通過改變模型的流程，使靈敏度工具能夠完成并解決問題。

2.1 模擬軟件在混煉比中的優(yōu)劣勢

圣金橋過程仿真模擬軟件是用于對受某些操作變量影響程度的一個(gè)靈敏度工具，主要對關(guān)鍵操作變化的變量和反映的設(shè)計(jì)變量這一過程進(jìn)行檢驗(yàn)。如果操作變量在已經(jīng)給定的范圍內(nèi)變化，定量計(jì)算結(jié)果變量的相應(yīng)變化趨勢。我們可以改變一個(gè)或多個(gè)流程變量，并用它探究在其他流程變量上的影響，用靈敏度分析工具驗(yàn)證，看一個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)定的解是否在操作變化的范圍之內(nèi)，還可以對簡單的執(zhí)行過程進(jìn)行優(yōu)化。該工具是廠家專門為玉門煉廠設(shè)計(jì)，其平臺(tái)在流程工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛，對煉油行業(yè)的分離有很好的作用。靈敏度工具在混煉比中的優(yōu)勢，在于分析變化變量值上，對每個(gè)組合的變化都會(huì)生成一組結(jié)果，這些結(jié)果是變量組合下生成的模擬結(jié)果，就是變量是否合理選取，主要反映不同的混煉比例在裝置模擬上的數(shù)據(jù)結(jié)果的影響。如果以原油比例的變化變量為例，利用一定的方法使變量變化，根據(jù)靈敏度工具的特點(diǎn)進(jìn)行分析，得到的結(jié)果就反應(yīng)了在不同混煉比中對裝置模擬結(jié)果的影響。靈敏度工具在混煉比中的劣勢影響，根據(jù)靈敏度工具的特點(diǎn)，從變量變化生成變量組合，如果變化變量的數(shù)目多，而且在變化頻率上也越來越高時(shí)，生成的組合數(shù)據(jù)就越大。在整個(gè)流程模擬的穩(wěn)定性、結(jié)果合理性以及計(jì)算機(jī)的性能上都要提出要求。在混合原油的比值輸入上，主要是通過化驗(yàn)樣品或調(diào)和樣品混合規(guī)定的，但在靈敏度工具中沒有對它變量的選項(xiàng)，所以要變成對原油輸入量的方法，就要對模擬流程進(jìn)行改造。由于運(yùn)用靈敏度工具在生成的變量組合與模擬結(jié)果是有限的，只是對反映變量變化上產(chǎn)生一定的影響，還不能完全做到變量完整變化的影響。

2.2 利用圣金橋過程仿真模擬軟件實(shí)現(xiàn)裝置模擬

首先，對初餾塔、常壓塔、減壓塔以及穩(wěn)定塔之間組成的常壓蒸餾裝置進(jìn)行模擬，煉油廠為我們提供裝置的模擬數(shù)據(jù)，進(jìn)行主裝置的設(shè)備參數(shù)和工藝參數(shù)分析。如果對原油的進(jìn)料溫度和壓力進(jìn)行模擬計(jì)算，得到的結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。而且利用該工具進(jìn)行夾點(diǎn)分析，從而優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)。對夾點(diǎn)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)新的換熱網(wǎng)絡(luò)。如果傳統(tǒng)的換熱器不能滿足，就需要增加新的換熱器。應(yīng)用軟件集成工具Aspen Pinch制作換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的操作界面，從而得到換熱網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行分析。還可以利用Aspen B-JAC校核舊換熱器，從而設(shè)計(jì)所需要的新?lián)Q熱器，對舊換熱器的數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，然后利用Aspen B-JAC計(jì)算界面對新增的換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后實(shí)現(xiàn)全餾程模擬，根據(jù)主裝置的模擬結(jié)果，換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化對常減壓裝置進(jìn)行模擬，換掉不合適的換熱器，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的全流程模式。通過Aspen Pinch、Aspen B-JAC這些軟件集成工具進(jìn)行集成裝置，從而為實(shí)現(xiàn)減壓蒸餾裝置的全過程模擬得到了很好的結(jié)果。不僅可以為煉油廠減壓車間進(jìn)行直接的指導(dǎo)、改造，而且也優(yōu)化了其他常減壓蒸餾裝置流程模擬。

3 結(jié)語

本文運(yùn)用圣金橋過程仿真模擬軟件，在常減壓蒸餾模型的基礎(chǔ)上，對原油的混煉比例進(jìn)行計(jì)算，使之達(dá)成更好的模擬數(shù)據(jù)。它的利用，在工廠原油種類的發(fā)展情況下，幫助它以最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)了相對合適的混煉比，使工廠生產(chǎn)得到進(jìn)一步的指導(dǎo)過程，具體方法是可行的，玉門油田公司煉油化工總廠常減壓車間在蒸餾裝置的操作與優(yōu)化模擬中有效的解決了這一要素，實(shí)現(xiàn)了工廠生產(chǎn)的最大效率。

[1]葛玉林.常減壓蒸餾流程模擬與優(yōu)化及換熱網(wǎng)絡(luò)綜合[D].大連理工大學(xué),2007.

[2]寇峰.常減壓蒸餾裝置生產(chǎn)計(jì)劃與過程操作的優(yōu)化集成[J].化工管理,2015,11:18.