流程模拟技术在焦化主分馏工艺中的应用.pdf

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1、第5期李奇安等．流程模拟技术在焦化主分馏工艺巾的应用621流程模拟技术在焦化主分馏工艺中的应用李奇安刘昌林刘鹏(辽宁石油化工大学信息与拄制工程学院，辽宁抚顺113001)摘要针对锦州石化延迟焦化主分馏塔能耗较大的问题，运用流程模拟软件SimSci／PR0II对延迟焦化分馏单元进行了模拟，选取Rennery估算方法和Gnyson—streed物性选择集对延迟焦化分馏单元进行了模拟。模拟结果与实际生产数据基本一致，说明流程模拟技术对实际生产有很好的指导作用。关键词延迟焦化分馏塔流程模拟SimSci／PR0II中图分类号TE624文献标识码A文章编号1000一3932(2011)05旬62l_0

2、3延迟焦化是目前最先进的石油焦制备方法，延迟焦化装置是重油加工的重要装置之一，分馏塔是实现产品分离的重要单元，从焦炭塔顶来的高温反应油气进入分馏塔分离成蜡油、柴油、汽油和富气等产品¨一1，分馏塔的设计和运行参数优化对整个装置能耗影响比较大H1。因此对延迟焦化主分馏塔的工艺模拟很有必要。但是延迟焦化装置主分馏塔的进料油气成分复杂，包括从于气到重蜡油范围内的所有组分，并且夹带少量焦炭粉末，很难确定其组成。另外，油气进料邻近的塔板为换热段，塔底至蜡油抽出管问均为过热状态，属于非平衡级，运用平衡级塔板很难准确模拟。虽然针对很多具体炼油装置的模拟计算已有一些应用研究报道。4“一，但对于延迟焦化主分馏

3、塔的模拟分析报道很少见。r笔者选取锦州石化延迟焦化装置作为研究对象，该装置目前处理鼍为2ML／a，处理原料为减压渣油。由于原油处理鼍的加大，渣油二次加工量的增多，油质变重，含硫量也提升，这就要求装置的加工能力进一步扩大。为了使装置能够更高效经济地运行，且满足逐渐增长的重油原料深加工要求，对延迟焦化装置进行了全面标定，对分馏单元进行了全过程模拟。本研究借助流程模拟软件SimSci／PROII对延迟焦化分馏单元进行流程模拟计算。针对延迟焦化分馏塔进料组成很难确定的问题，采用主分馏塔出料反推进料组成，将塔底的换热段与精馏段分开处理，非平衡级的塔底换热段采用闪蒸代替。1工艺流程延迟焦化装置分馏单元

4、流程如图l所示。分馏塔有分馏和换热两个功能。温度为4lO℃左右的高温过热反应油气进入分馏塔底部，其中包括蜡油、柴油、汽油、液化气、干气和循环油等馏分，此外还有水蒸气、少量夹带的焦炭粉末等，分馏塔把高温油气按其组分的挥发度不同分离成蜡油、柴油、汽油和富气等产品。减压渣油在分馏塔底与高温油气换热后，温度可达385—390℃以上，这样可以提高全装置的热利用率和减轻加热炉辐射的热负荷、“。图1延迟焦化装置主分馏塔单元流程示意图主分馏塔内径为4．2m，共有塔板27层。分馏塔上部精馏段设24层圆形浮阀塔板。圆形浮阀塔盘具有处理能力大、塔板压降小、液面梯度较小、气液接触状态良好及雾沫夹带量小等优点¨1。

5、分馏塔底部没有脱过热段，采用3层人字形换热板，主要目的是使上升的过热油气温度降到饱和收稿日期：2010—lO_23基金项目：国家“863”计划(2007AA042162)*”#温度以便于精馏．同时将进料中的高沸点油浆和夹带的固体粉末淋洗下来以防止上部塔板结焦，并控制残炭指标。为避免塔底结焦和堵塞，部分塔底油通过塔底泵进行循环”1。由于全塔余热较大，{殳有塔顶循环、柴油回流冲段循环、蜡油回流以厦塔底重蜡袖回流和循环，富吸收油返塔，有利于塔底负荷的降低，保证分馏塔正常平稳运行，而且可“减少一次投贷，充分利用装置余热．降低装置能耗。2数据处理主分馏塔工艺条件比较复杂，反应油气的组成数据难以准确分

6、析。本次模拟根据总物料平衡的原划，将整个延迟焦化系统的循环油、蜡油、柴油、初汽油、富气度古硫污水等所有出料累计作为厦应油气进行计算。许多设计”’肘塔底循环回流按循环油抽出板下的内回流为O设计，有些设计“在此处也保留少量的内回流．以减少循环油中的金属含量。为简化模型．笔者以内回流量为O进行模拟，根据反复调整塔的工艺操作条件、多次模拟计算使模拟结果与实际结果一致后，分馏塔板效率确定为52％，即理论塔板为14块”’。3模型的建立奉模拟采用Renneq怙算方法。考虑到BKl0是针对烃类和石油馏分开发的，其适用于O—O7Mh、一140～650℃，对氢气、氨气、硫化氢、二氧化碳不适用，而反应油气中氢及

7、术蒸气含量相对较高，且分馏塔各侧线产品沸程较宽。所以热力学模型中采用cmy⋯streed物性选择集，气液相的焙埔计算采用Peng-R0b—n法，液相密度的计算选用spec-6c法。4模拟流程建立如图2所示的模拟流程，整个模型包括分馏塔(T1)．闳蒸罐(F1．F2)，换热器(E1，E2)。T1为分馏塔上部精馏段24块塔板的模型F1为分馏塔底高温油气和循环油的换热段。5模拟结果分析分馏塔主要液相产品分馏精度对比见表1分馏塔的