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基于流程模拟的常减压操作与运行周期优化

倪杰  
【摘要】:原油作为最重要的能源之一,其需求在今后很长一段时间将保持持续的增长,而其供应的重质化和劣质化也将成为今后的发展趋势。在不断走高的油价面前,高酸原油由于其较低的价格成为炼厂提高经济效益的“机会原油”,其加工越来越受到炼油企业的重视。常减压蒸馏装置是原油加工的龙头装置,它不仅可以直接提供部分油品,还为二次加工装置提供合格原料。常减压装置的设计和操作情况将直接影响炼厂的产品质量、产量和经济效益,因此对该工艺流程的模拟和优化具有十分重要的意义。 本文以青岛炼化常减压装置为基础,以加工油品的性质数据和现场采集的操作参数为依据,在Aspen Plus流程模拟软件平台上建立该常减压装置的模型,并将主要工艺参数、物料平衡、产品性质等方面的模拟值与实际值通过对比分析进行准确性检验,得到较为准确的装置模型。 通过考察常减压装置主要产品的恩氏蒸馏曲线,发现常一线航煤和常二线轻柴油有一定的重叠度,有增产航煤的潜力,常压塔的分离精度有待提高。运用灵敏度分析的方法考察主要操作参数与常一线和常二线分离精度之间的关系,确定常二线汽提蒸汽量、常二中循环回流量和常顶采出量为操作变量,以常压塔主要产品的控制指标为约束条件进行离线寻优,得到了优化后的操作条件。结果表明:在优化后的操作条件下,航煤产量提高27%,轻质油品(包括石脑油、航煤和柴油)总体收率提高1.33个百分点。 常减压装置是加工高硫高酸原油腐蚀最为严重的区域,腐蚀问题也是影响装置操作周期的重要因素之一。本文通过考察影响常减压装置高温腐蚀的主要因素,选取温度、硫含量、酸值以及设备的材质为考察对象,研究它们与腐蚀速率的关系,运用流程模拟技术与腐蚀试验研究相结合的方法对常减压装置高温部位的腐蚀情况进行了分析。在常减压装置模型的基础上,模拟计算其内部的温度分布、硫含量分布和酸值分布,采用高温高压釜挂片腐蚀试验的方法模拟实际生产中的腐蚀情况并得到相应的规律,结合两部分的试验结果得到装置的腐蚀速率模型,并通过参考相关行业标准和实际生产中的腐蚀情况,对模型进行了修正和完善。该腐蚀速率模型基本上能够反映青岛炼化加工高硫原油时常减压装置的腐蚀情况,并能够为腐蚀防护工作的开展提供依据。 在建立的常减压模型和腐蚀分析方法的基础上,根据高硫和高酸原油的性质数据,选取较典型的高硫沙特重油和高酸苏丹原油进行掺炼的模拟分析,掺炼方案设定为苏丹原油:沙特重油=1:1,1:3和1:5(质量比)。分析了不同掺炼方案的模拟结果,从物料平衡、产品性质、装置气液相负荷和腐蚀情况等方面进行综合考察,确定掺炼方案3为较可行的方案,为炼厂的掺炼加工提供了技术指导和数据支持。


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