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1、化工自动化及仪表,2010,37(5):88~93研究与应用ControlandInstrumentsinChemicalIndustry原油常减压蒸馏塔的流程模拟112殷卫兵,罗雄麟,史伟(1.中国石油大学自动化研究所,北京102249;2.中国石油锦西石化分公司,辽宁葫芦岛125001)摘要: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
2、,可以作为指导工艺生产、操作优化的有效方法。关键词:原油;常减压蒸馏;流程模拟中图分类号:TE624文献标识码:A文章编号:1000-3932(2010)05-0088-06[2]1引言信息。经过二十年的发展,化工过程流程模拟已常减压蒸馏是炼油加工的第一道工序。通过蒸被化学工程师普遍采用,成为设计新装置和分析现馏可以按产品生产方案将原油分割成相应的直馏汽有装置性能、改进现有装置操作的有力工具。油、煤油及各种润滑油馏分等半成品,这些半成品经常减压蒸馏装置流程模拟的关键是常压塔和减[1]过适当的精制和调配等,即可成为合格产品。蒸压塔,由于包含多个中段回流,而且减压塔多为填
3、料馏过程中,也可以根据不同生产方案分割出二次加蒸馏塔,这也成为常减压蒸馏装置流程模拟的难点。工原料。常减压蒸馏的效果决定了石油产品的质量2工艺流程简介和收率,对炼油厂有着重要的意义。¹2.1工艺流程化工过程流程模拟就是借助计算机求解描述整锦西石化二套常减压蒸馏装置原设计能力50个化工生产过程的数学模型,通过计算机进行物料万吨/年,后经多次改造处理能力达到300万吨/年,平衡、能量平衡、化学平衡、压力平衡等计算,对过程为润滑油型常减压蒸馏装置。图1为该常减压装置进行估算和分析,得到有关该化工过程性能的相关工艺流程图。图1原油常减压蒸馏装置工艺流程图注:C-1:初馏塔;C
4、-2:常压塔;C-4:减压塔;C-3,C-5,C-6:汽提塔;F-1:常压塔加热炉;F-2:减压塔加热炉;D-:汽液分离罐,P-:泵常减压蒸馏是原油加工的第一道工序。装置蒸馏蒸馏出低沸点的汽油、煤油、柴油等组分,而是根据原油中各组分的沸点(挥发度)不同用加热的方法从原油中分离出各种石油馏分。其中常压¹收稿日期:2010-04-01(修改稿)第5期殷卫兵等.原油常减压蒸馏塔的流程模拟#89#沸点较高的蜡油、渣油等组份留在未被分出的液分的沸程范围为450~700K,对于较重的馏分也开相中。将常压渣油经过加热后,送入减压蒸馏系发了专用的方法。统,使常压渣油在避免裂解的较低温
5、度下进行分3.2收敛算法的选择馏,分离出润滑油料、催化料等二次加工原料,剩Unismi软件提供了三类收敛算法,其中Legacy下减压渣油。Inside-Out算法、ModifiedInside-Out算法用于不含化2.2工艺分析学反应的过程,NewtonRaphsonInside-Out算法、原油蒸馏装置是通过加热、汽化、分馏、冷凝和SparseContinuationSolver算法和SmiultaneousCor-冷却等传质传热过程,将原油切割成一定沸点范围rection算法可用于含有化学反应的过程,OLISolver的馏分。这种切割在精馏塔内进行。经过预处理的算
6、法用于电解质系统。原油,用泵输送,流经一系列换热器,与温度较高的LegacyInside-Out算法和ModifiedInside-Out算蒸馏产品换热到205~230e去初馏塔,塔顶出粗汽法均可用于常减压蒸馏系统,两种算法的差别是油。初馏塔底油进一步换热,并在常压炉里加热到LegacyInside-Out算法不能用于蒸馏塔子流程中,不360e去常压塔,其中汽油、煤油、柴油、重柴油等较能含有物料混合器和物料分配器。经过分析对比,轻的组分在汽化段汽化成混合油气。蜡油和重油仍最终选用ModifiedInside-Out收敛算法。然为液体,混合油气上升到塔的精馏段,与回流液
7、体4常减压装置的流程模拟相接触。混合油气中,沸点较高的组分被冷凝,而回4.1原油的定义流液体中沸点较低的则气化。气相继续上升,并逐根据常减压装置所炼原油的实沸点数据(表步冷凝,沸点较高的柴油、煤油、汽油依次冷凝为液1),在流程模拟软件中的原油管理器中,对原油进体。这样上升的气体和回流的液体在塔板上充分接行了定义。触,进行传热传质过程。因而,塔内的温度由下而上表1原油实沸点蒸馏数据是从高到低分布的,而油品的组分由下往上是由重沸点重量累计沸点重量累计到轻变化的。气液两相在一定的条件下(温度、压温度范围收率/%温度范围收率/%HK~902.49250~27
