常頂汽油生產(chǎn)溶劑油的分離流程模擬研究
發(fā)布時間：2014-08-26 09:01
第1章前言
1.1研宄背景及意義
近年來我國原油進(jìn)口量不斷增加。2006年我國原油進(jìn)口量為1.45億噸，成為僅次于美國和日本的世界第三大石油進(jìn)口國，同時也是僅次于美國的世界第二大石油消費國。2010年突破2.39億噸，進(jìn)口依存度超過50%[1], 2011年進(jìn)口增速減慢，但仍維持6%的增速，超過2.5億噸，2012年突破2.7億噸，到2013年突破了2.8億噸的關(guān)口。在我國進(jìn)口的原油中，中東原油的比例較高[2]。從原油評價看，中東原油一般具有較高含硫量，輕油收率和總拔也較高的特點，尤其是中東輕質(zhì)原油，例如沙特輕油和伊朗輕油中的硫含量在1.5%以上，35(rC之前的館分占50%左右[3]。常頂汽油是常壓裝置頂部抽出油，主要是直館石腦油饋分，其具體館程與裝置的操作條件及上下游裝置的需求有關(guān)，一般為初館點至205(或215)°C,主要含C4至Cu的經(jīng)類及少量硫化物。這種汽油主要含飽和烴類和少量的不飽和烴類，化學(xué)穩(wěn)定性較高，是生產(chǎn)稀烴和芳烴的主要原料，也可作溶劑油的生產(chǎn)原料。溶劑油、汽油、煤油、柴油和潤滑油是我國五大石油產(chǎn)品。隨著食品加工、橡膠和涂料行業(yè)的快速發(fā)展，溶劑油成為各輕工業(yè)部門、工業(yè)部門不可或缺的原料；隨著人們生活水平的不斷提高和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對溶劑油的種類和需求數(shù)量逐年增長，溶劑油的市場前景較好。從溫州中油燃料石化有限公司所產(chǎn)的常頂汽油的恩氏館程范圍來看，用它可以生產(chǎn)液化石油氣、30號發(fā)泡劑油、60號抽提溶劑油、120號建材溶劑油和200號油漆溶劑油，從而達(dá)到資源的合理應(yīng)用。
1.2研究內(nèi)容
本課題應(yīng)用Aspen Plus軟件，對10萬噸/年規(guī)模的常頂汽油生產(chǎn)溶劑油過程中的分離流程進(jìn)行模擬。模擬內(nèi)容如下：(1)運用AspenPlus中的ADA/PCS法將原料劃分為十個虛擬組分，選擇合適的物性方法；(2)利用Aspen Plus軟件中DSTWU模塊，對14種不同分離序列的的分離流程進(jìn)行簡捷設(shè)計，再利用RadFrac模塊對不同的分離流程進(jìn)行精確計算和優(yōu)化，綜合對比分析模擬結(jié)果，找出較優(yōu)分離序列；(3)對較優(yōu)序列進(jìn)行填料設(shè)計和熱集成設(shè)計；(4)利用AspenPlus軟件中的PetroFrac模塊，進(jìn)行有側(cè)線釆出的復(fù)雜塔的摸索設(shè)計，并與上述較優(yōu)序列進(jìn)行綜合對比分析。通過對模擬結(jié)果進(jìn)行分離效果及經(jīng)濟(jì)核算的綜合比較，選出最佳分離流程，以期獲得經(jīng)濟(jì)效益的最大化及分離效果的最優(yōu)化，為實驗及工業(yè)化提供研究依據(jù)。
第2章文獻(xiàn)綜述
2.1常頂汽油概述
2.1.1原油蒸館原油蒸館f4]是原油加工的第一道工序，直接提供部分油品，并為二次加工裝置提供原料，在石油煉制工藝過程中起著舉足輕重的作用。根據(jù)原油性質(zhì)和加工產(chǎn)品的不同，原油的加工方案大致可分為三類：一、燃料型，主要生成汽油、煤油、柴油等作燃料的石油產(chǎn)品，減壓餾分油和減壓澄油除了用于生產(chǎn)部分重油燃料油外，還通過各種輕質(zhì)化過程生成各種輕質(zhì)燃料；二、燃料一潤滑油型，除了生產(chǎn)汽油、煤油、柴油等作燃料的石油產(chǎn)品外，相當(dāng)一部分減壓館分油和減壓漁油用于生產(chǎn)各種潤滑油產(chǎn)品；三、燃料一化工型，除了生產(chǎn)燃料油產(chǎn)品外，還生產(chǎn)化工產(chǎn)品和化工原料，此種加工方案充分合理地利用了石油資源，提高了煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益。原油蒸館工藝包括原油預(yù)處理、常壓蒸館和減壓蒸館三個部分。原油預(yù)處理主要是脫除原油中所含的水、鹽和固體雜質(zhì)，一般應(yīng)用電化學(xué)分離法或加熱沉降法，目的是防止鹽塘在管式爐爐管內(nèi)沉積和鹽類離解產(chǎn)生******腐燭設(shè)備。預(yù)處理后的原油加熱到230-25(rC后進(jìn)入常壓蒸懼裝置的初館塔，塔頂蒸館出大部分輕汽油。初館塔底油稱作拔頭原油，經(jīng)常壓爐加熱至360-37(rC進(jìn)入常壓塔，常壓塔的塔頂產(chǎn)物為汽油館分（又稱為直館石腦油），它與初館塔塔頂?shù)妮p汽油一起可作汽油調(diào)合組分、石油化工原料或催化重整原料。常壓塔通常開3-5根側(cè)線，側(cè)線出料進(jìn)入汽提塔，用水蒸氣或再沸器加熱，蒸出輕組分，以此來控制輕組分含量。通常，側(cè)一線為煤油館分，側(cè)二線為輕柴油，側(cè)三線為重柴油館分，塔底產(chǎn)物為常壓澄油（又稱重油）。
2.2溶劑油的相關(guān)介紹
2.2.1溶劑油的簡述
溶劑油是一系列對某些物質(zhì)起溶解、稀釋、洗漆和抽提等作用的輕質(zhì)石油產(chǎn)品的統(tǒng)稱，其主要成分為焼徑、環(huán)燒徑和少量芳烴，不含任何添加劑，其沸程范圍與汽油館分比較接近。與汽油、煤油、柴油和潤滑油一樣，溶劑油是主要的石油產(chǎn)品之一。溶劑油的用途十分廣泛，主要應(yīng)用于食用油加工、橡膠、印刷油墨、農(nóng)藥、化妝品、皮革、香料、醫(yī)藥和化工聚合等諸多領(lǐng)域目前約有二百多種溶劑油在市場上銷售，占市售溶劑的一半，隨著人們生活水平的提高，對溶劑油產(chǎn)量及其品種的需求不斷增加，溶劑油有較好的市場前景[2G]。
2.2.2溶劑油的分類
根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，溶劑油的分類方法有很多種，大概可以歸納為以下幾種。(1)按化學(xué)結(jié)構(gòu)分溶劑油可以分為鏈焼經(jīng)、環(huán)焼烴和芳香烴三大類，實際上除乙焼，甲苯和二甲苯等少數(shù)幾種純烴化合物溶劑油外，溶劑油都是各種結(jié)構(gòu)烴類的混合物。通常所說的6號、120號、200號溶劑油，就是鏈焼徑。芳香徑指苯、甲苯、二甲苯等。(2)按沸程分一般情況下，可以分為低沸點溶劑油，中沸點溶劑油和高沸點溶劑油。低沸點溶劑油的館程范圍一般小于io(rc，如6號抽提溶劑油，其饋程范圍為60-9crc，中沸點溶劑油的館程范圍一般為100-15(rc,如120號様膠溶劑油，其館程范圍為80-120°C，高沸點溶劑油的館程范圍為大于15(rc，如200號油漆溶劑油，其館程范圍為140-20(rc。目前還有更高沸點的溶劑油，其終館點可達(dá)30(rc以上，廣泛用于印刷油墨、氣霧劑等行業(yè)。有時，館程的切割各個企業(yè)也會有所不同，例如，6號溶劑油，有的廠家的館程范圍是60-75°C，通常稱之為窄6號溶劑油，以示區(qū)別。根據(jù)生產(chǎn)實際，120號溶劑油的館程往往會控制在90-120°C之間。(3)按用途分主要有用于抽出大豆油、萊籽油、花生油和骨油等動植物油脂的抽提溶劑油；用于抽提香料物質(zhì)中的香精，油脂工業(yè)部門用于抽取油料中的油脂的70號香花溶劑油；用作工業(yè)溶劑和化學(xué)試劑，也用于抽提藥物的有效組分，提取煙葉中煙堿，及抽取動植物中的油脂的90號石油醚；用于輪胎、膠鞋生產(chǎn)過程中溶解膠料和配制膠楽的120號橡膠溶劑油；用于洗漆航空發(fā)動機(jī)的機(jī)械零部件及精密儀器儀表的180號航空洗漆油；用于清洗各種機(jī)械零件，用作農(nóng)藥和醫(yī)藥工業(yè)的溶劑，及用作噴燈和打火機(jī)的燃料等的190號洗漆劑油；用作涂料工業(yè)的溶劑或稀釋劑，也可作粗洗溶劑的200號油漆溶劑油；用于礦石萃取的260號特種煤油型溶劑『21]。
第3章傳統(tǒng)精餾序列模擬.......................... 13
3.1 進(jìn)料處理........................................ 13
3.1.1 原料物性..................................... 13
3.1.2原料的切割處理........................... 13
3.1.3產(chǎn)品方案...................................... 15
3.2物性方法的選擇 ................................15
3.3流程簡介及單元模塊的選擇 .................17
3.4流程模擬 .........................................17
3.4.1方案一簡捷設(shè)計計算 .......................17
3.4.2方案一嚴(yán)格計算流程及模擬優(yōu)化 ........22
3.4.3 方案一模擬結(jié)果 ............................26
3.4.4方案二到方案十四的模擬流程及結(jié)果.. 27
3.5 最優(yōu)方案選擇 .................................46
3.6 本章小結(jié) .......................................47
第4章最優(yōu)序列填料設(shè)計和熱集成設(shè)計 .......48
4.1填料設(shè)計 ........................................48
4.1.1 填料的選擇 .................................48
4.1.2填料的設(shè)計與校核 .........................49
4.2熱集成設(shè)計 .....................................50
4.2.1 熱集成概述 .................................50
4.2.2熱集成優(yōu)化模擬 ............................50
4.3 本章小結(jié) ......................................54
第5章復(fù)雜塔模擬 .................................55
5.1 模型簡介 ......................................55
5.2模擬流程 .......................................55
5.2.1輸入?yún)?shù)及流程圖 ........................55
5.2.2 豐旲擬結(jié)果 ................................56
5.3 本章小結(jié) ......................................58
第5章復(fù)雜塔模擬
5.1模型簡介
Aspen Plus流程軟件中的石油蒸餾模塊（PetroFrac)是嚴(yán)格計算的模型，可以用來模擬石油煉制工藝中復(fù)雜類型的汽液分離操作，例如：預(yù)閃蒸塔、常壓塔、減壓塔、延遲焦化主分餾塔、催化裂化主分餾塔、急冷塔組合及乙烯裝置初餾塔等。PetroFrac模塊可模擬有一個主塔、任意數(shù)目的中段回流、任意數(shù)目的側(cè)線汽提塔和一個加熱爐組成的塔結(jié)構(gòu)，此模塊可以檢測出塔的冷凝器或任意位置的自由水，并能在任意塔板上析出自由水。
5.2模擬流程
5.2.1輸入?yún)?shù)及流程圖
由于工業(yè)數(shù)據(jù)的缺乏，復(fù)雜塔的理論塔板數(shù)、進(jìn)料位置及方式、汽提塔抽出位置、汽提蒸汽壓力及溫度等初始參數(shù)均未知。根據(jù)原油蒸餾的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，估算常頂汽油切割生產(chǎn)溶劑油的精餾塔初始參數(shù)，釆用原油蒸餾中常壓塔從塔底經(jīng)加熱爐進(jìn)料的方式，進(jìn)行模擬，結(jié)果不理想，產(chǎn)品流程范圍太寬。經(jīng)過各種探索嘗試，得到的較好的模擬結(jié)果如下。本模擬釆用有三個側(cè)線采出的復(fù)雜塔，根據(jù)傳統(tǒng)精餾模擬的最優(yōu)序列方案五的模擬結(jié)果，可以得到各產(chǎn)品流量。為了提高側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量，可以釆用側(cè)線汽提塔。在汽提塔底部吹入適量水蒸氣，降低側(cè)線產(chǎn)品的油氣分壓，使產(chǎn)品中的輕餾分汽化，返回蒸懷塔內(nèi)，提高分離要求，操作簡便。選擇側(cè)線汽提所用的水蒸汽量為側(cè)線產(chǎn)品的2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，釆用420°C、0.3MPa的過熱水蒸汽，汽提塔塔板數(shù)為4層。
第6章結(jié)論
本文運用Aspen Plus軟件對常頂汽油生產(chǎn)溶劑油工藝中的切割流程進(jìn)行了模擬優(yōu)化，根據(jù)原料的餾程范圍確定了五種產(chǎn)品的生產(chǎn)方案。對于五種產(chǎn)品的分離流程，可以采用傳統(tǒng)精餾方式，幾個精餾塔串聯(lián)分離，或釆用一塔多釆的方式。通過用虛擬組分處理進(jìn)料，選擇合適的物性方法；對十四種分離序列的設(shè)計，模擬和優(yōu)化，對模擬結(jié)果進(jìn)行綜合分析對比，選出最優(yōu)分離序列，并對其進(jìn)行填料設(shè)計與校核；對一塔多采的復(fù)雜塔進(jìn)行探索性模擬計算，得到如下的結(jié)論。(1)在石油煉制工藝模擬流程中，對于成分復(fù)雜、組分繁多等原因而無法得到其詳細(xì)化學(xué)組成的原料，可以釆用Aspen Plus軟件化驗數(shù)據(jù)分析（ADA)和虛擬組分系統(tǒng)(PCS),利用已有的油品性質(zhì)數(shù)據(jù)對其進(jìn)行虛擬組分處理，將原料切割成有限數(shù)目的窄餾分，每個窄餾分都視為一個純組分。(2)在石油煉制體系中，物性方法BK10、GRAYSON和CHAO-SEA均可用于壓力較低的常減壓塔模擬，通過分析每種物性方法的適用溫度、壓力范圍及適用體系，結(jié)合原料的性質(zhì)，本模擬選用CHAO-SEA物性方法比較合適。(3)在簡捷設(shè)計模塊DSTWU中，通過設(shè)置關(guān)鍵組分的回收率、操作壓力等條件可以得到各個塔的基本參數(shù)、回流比與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線等，通過分析回流比與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線可以選擇合適的塔板數(shù)。DSTWU模塊模擬所得的結(jié)果數(shù)據(jù)可作為嚴(yán)格計算模塊RadFmc的輸入數(shù)據(jù)，運用RadFmc模塊分離流程進(jìn)行校核和優(yōu)化，得到每個精餾塔的最優(yōu)設(shè)計參數(shù)及每股物流的詳細(xì)信息。從設(shè)備費用、操作費用及分離效果等因素綜合考慮，選擇方案五為最優(yōu)分離序列。
參考文獻(xiàn)（略）
本文編號：8448
1.1研宄背景及意義
近年來我國原油進(jìn)口量不斷增加。2006年我國原油進(jìn)口量為1.45億噸，成為僅次于美國和日本的世界第三大石油進(jìn)口國，同時也是僅次于美國的世界第二大石油消費國。2010年突破2.39億噸，進(jìn)口依存度超過50%[1], 2011年進(jìn)口增速減慢，但仍維持6%的增速，超過2.5億噸，2012年突破2.7億噸，到2013年突破了2.8億噸的關(guān)口。在我國進(jìn)口的原油中，中東原油的比例較高[2]。從原油評價看，中東原油一般具有較高含硫量，輕油收率和總拔也較高的特點，尤其是中東輕質(zhì)原油，例如沙特輕油和伊朗輕油中的硫含量在1.5%以上，35(rC之前的館分占50%左右[3]。常頂汽油是常壓裝置頂部抽出油，主要是直館石腦油饋分，其具體館程與裝置的操作條件及上下游裝置的需求有關(guān)，一般為初館點至205(或215)°C,主要含C4至Cu的經(jīng)類及少量硫化物。這種汽油主要含飽和烴類和少量的不飽和烴類，化學(xué)穩(wěn)定性較高，是生產(chǎn)稀烴和芳烴的主要原料，也可作溶劑油的生產(chǎn)原料。溶劑油、汽油、煤油、柴油和潤滑油是我國五大石油產(chǎn)品。隨著食品加工、橡膠和涂料行業(yè)的快速發(fā)展，溶劑油成為各輕工業(yè)部門、工業(yè)部門不可或缺的原料；隨著人們生活水平的不斷提高和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對溶劑油的種類和需求數(shù)量逐年增長，溶劑油的市場前景較好。從溫州中油燃料石化有限公司所產(chǎn)的常頂汽油的恩氏館程范圍來看，用它可以生產(chǎn)液化石油氣、30號發(fā)泡劑油、60號抽提溶劑油、120號建材溶劑油和200號油漆溶劑油，從而達(dá)到資源的合理應(yīng)用。
1.2研究內(nèi)容
本課題應(yīng)用Aspen Plus軟件，對10萬噸/年規(guī)模的常頂汽油生產(chǎn)溶劑油過程中的分離流程進(jìn)行模擬。模擬內(nèi)容如下：(1)運用AspenPlus中的ADA/PCS法將原料劃分為十個虛擬組分，選擇合適的物性方法；(2)利用Aspen Plus軟件中DSTWU模塊，對14種不同分離序列的的分離流程進(jìn)行簡捷設(shè)計，再利用RadFrac模塊對不同的分離流程進(jìn)行精確計算和優(yōu)化，綜合對比分析模擬結(jié)果，找出較優(yōu)分離序列；(3)對較優(yōu)序列進(jìn)行填料設(shè)計和熱集成設(shè)計；(4)利用AspenPlus軟件中的PetroFrac模塊，進(jìn)行有側(cè)線釆出的復(fù)雜塔的摸索設(shè)計，并與上述較優(yōu)序列進(jìn)行綜合對比分析。通過對模擬結(jié)果進(jìn)行分離效果及經(jīng)濟(jì)核算的綜合比較，選出最佳分離流程，以期獲得經(jīng)濟(jì)效益的最大化及分離效果的最優(yōu)化，為實驗及工業(yè)化提供研究依據(jù)。
第2章文獻(xiàn)綜述
2.1常頂汽油概述
2.1.1原油蒸館原油蒸館f4]是原油加工的第一道工序，直接提供部分油品，并為二次加工裝置提供原料，在石油煉制工藝過程中起著舉足輕重的作用。根據(jù)原油性質(zhì)和加工產(chǎn)品的不同，原油的加工方案大致可分為三類：一、燃料型，主要生成汽油、煤油、柴油等作燃料的石油產(chǎn)品，減壓餾分油和減壓澄油除了用于生產(chǎn)部分重油燃料油外，還通過各種輕質(zhì)化過程生成各種輕質(zhì)燃料；二、燃料一潤滑油型，除了生產(chǎn)汽油、煤油、柴油等作燃料的石油產(chǎn)品外，相當(dāng)一部分減壓館分油和減壓漁油用于生產(chǎn)各種潤滑油產(chǎn)品；三、燃料一化工型，除了生產(chǎn)燃料油產(chǎn)品外，還生產(chǎn)化工產(chǎn)品和化工原料，此種加工方案充分合理地利用了石油資源，提高了煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益。原油蒸館工藝包括原油預(yù)處理、常壓蒸館和減壓蒸館三個部分。原油預(yù)處理主要是脫除原油中所含的水、鹽和固體雜質(zhì)，一般應(yīng)用電化學(xué)分離法或加熱沉降法，目的是防止鹽塘在管式爐爐管內(nèi)沉積和鹽類離解產(chǎn)生******腐燭設(shè)備。預(yù)處理后的原油加熱到230-25(rC后進(jìn)入常壓蒸懼裝置的初館塔，塔頂蒸館出大部分輕汽油。初館塔底油稱作拔頭原油，經(jīng)常壓爐加熱至360-37(rC進(jìn)入常壓塔，常壓塔的塔頂產(chǎn)物為汽油館分（又稱為直館石腦油），它與初館塔塔頂?shù)妮p汽油一起可作汽油調(diào)合組分、石油化工原料或催化重整原料。常壓塔通常開3-5根側(cè)線，側(cè)線出料進(jìn)入汽提塔，用水蒸氣或再沸器加熱，蒸出輕組分，以此來控制輕組分含量。通常，側(cè)一線為煤油館分，側(cè)二線為輕柴油，側(cè)三線為重柴油館分，塔底產(chǎn)物為常壓澄油（又稱重油）。
2.2溶劑油的相關(guān)介紹
2.2.1溶劑油的簡述
溶劑油是一系列對某些物質(zhì)起溶解、稀釋、洗漆和抽提等作用的輕質(zhì)石油產(chǎn)品的統(tǒng)稱，其主要成分為焼徑、環(huán)燒徑和少量芳烴，不含任何添加劑，其沸程范圍與汽油館分比較接近。與汽油、煤油、柴油和潤滑油一樣，溶劑油是主要的石油產(chǎn)品之一。溶劑油的用途十分廣泛，主要應(yīng)用于食用油加工、橡膠、印刷油墨、農(nóng)藥、化妝品、皮革、香料、醫(yī)藥和化工聚合等諸多領(lǐng)域目前約有二百多種溶劑油在市場上銷售，占市售溶劑的一半，隨著人們生活水平的提高，對溶劑油產(chǎn)量及其品種的需求不斷增加，溶劑油有較好的市場前景[2G]。
2.2.2溶劑油的分類
根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，溶劑油的分類方法有很多種，大概可以歸納為以下幾種。(1)按化學(xué)結(jié)構(gòu)分溶劑油可以分為鏈焼經(jīng)、環(huán)焼烴和芳香烴三大類，實際上除乙焼，甲苯和二甲苯等少數(shù)幾種純烴化合物溶劑油外，溶劑油都是各種結(jié)構(gòu)烴類的混合物。通常所說的6號、120號、200號溶劑油，就是鏈焼徑。芳香徑指苯、甲苯、二甲苯等。(2)按沸程分一般情況下，可以分為低沸點溶劑油，中沸點溶劑油和高沸點溶劑油。低沸點溶劑油的館程范圍一般小于io(rc，如6號抽提溶劑油，其饋程范圍為60-9crc，中沸點溶劑油的館程范圍一般為100-15(rc,如120號様膠溶劑油，其館程范圍為80-120°C，高沸點溶劑油的館程范圍為大于15(rc，如200號油漆溶劑油，其館程范圍為140-20(rc。目前還有更高沸點的溶劑油，其終館點可達(dá)30(rc以上，廣泛用于印刷油墨、氣霧劑等行業(yè)。有時，館程的切割各個企業(yè)也會有所不同，例如，6號溶劑油，有的廠家的館程范圍是60-75°C，通常稱之為窄6號溶劑油，以示區(qū)別。根據(jù)生產(chǎn)實際，120號溶劑油的館程往往會控制在90-120°C之間。(3)按用途分主要有用于抽出大豆油、萊籽油、花生油和骨油等動植物油脂的抽提溶劑油；用于抽提香料物質(zhì)中的香精，油脂工業(yè)部門用于抽取油料中的油脂的70號香花溶劑油；用作工業(yè)溶劑和化學(xué)試劑，也用于抽提藥物的有效組分，提取煙葉中煙堿，及抽取動植物中的油脂的90號石油醚；用于輪胎、膠鞋生產(chǎn)過程中溶解膠料和配制膠楽的120號橡膠溶劑油；用于洗漆航空發(fā)動機(jī)的機(jī)械零部件及精密儀器儀表的180號航空洗漆油；用于清洗各種機(jī)械零件，用作農(nóng)藥和醫(yī)藥工業(yè)的溶劑，及用作噴燈和打火機(jī)的燃料等的190號洗漆劑油；用作涂料工業(yè)的溶劑或稀釋劑，也可作粗洗溶劑的200號油漆溶劑油；用于礦石萃取的260號特種煤油型溶劑『21]。
第3章傳統(tǒng)精餾序列模擬.......................... 13
3.1 進(jìn)料處理........................................ 13
3.1.1 原料物性..................................... 13
3.1.2原料的切割處理........................... 13
3.1.3產(chǎn)品方案...................................... 15
3.2物性方法的選擇 ................................15
3.3流程簡介及單元模塊的選擇 .................17
3.4流程模擬 .........................................17
3.4.1方案一簡捷設(shè)計計算 .......................17
3.4.2方案一嚴(yán)格計算流程及模擬優(yōu)化 ........22
3.4.3 方案一模擬結(jié)果 ............................26
3.4.4方案二到方案十四的模擬流程及結(jié)果.. 27
3.5 最優(yōu)方案選擇 .................................46
3.6 本章小結(jié) .......................................47
第4章最優(yōu)序列填料設(shè)計和熱集成設(shè)計 .......48
4.1填料設(shè)計 ........................................48
4.1.1 填料的選擇 .................................48
4.1.2填料的設(shè)計與校核 .........................49
4.2熱集成設(shè)計 .....................................50
4.2.1 熱集成概述 .................................50
4.2.2熱集成優(yōu)化模擬 ............................50
4.3 本章小結(jié) ......................................54
第5章復(fù)雜塔模擬 .................................55
5.1 模型簡介 ......................................55
5.2模擬流程 .......................................55
5.2.1輸入?yún)?shù)及流程圖 ........................55
5.2.2 豐旲擬結(jié)果 ................................56
5.3 本章小結(jié) ......................................58
第5章復(fù)雜塔模擬
5.1模型簡介
Aspen Plus流程軟件中的石油蒸餾模塊（PetroFrac)是嚴(yán)格計算的模型，可以用來模擬石油煉制工藝中復(fù)雜類型的汽液分離操作，例如：預(yù)閃蒸塔、常壓塔、減壓塔、延遲焦化主分餾塔、催化裂化主分餾塔、急冷塔組合及乙烯裝置初餾塔等。PetroFrac模塊可模擬有一個主塔、任意數(shù)目的中段回流、任意數(shù)目的側(cè)線汽提塔和一個加熱爐組成的塔結(jié)構(gòu)，此模塊可以檢測出塔的冷凝器或任意位置的自由水，并能在任意塔板上析出自由水。
5.2模擬流程
5.2.1輸入?yún)?shù)及流程圖
由于工業(yè)數(shù)據(jù)的缺乏，復(fù)雜塔的理論塔板數(shù)、進(jìn)料位置及方式、汽提塔抽出位置、汽提蒸汽壓力及溫度等初始參數(shù)均未知。根據(jù)原油蒸餾的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，估算常頂汽油切割生產(chǎn)溶劑油的精餾塔初始參數(shù)，釆用原油蒸餾中常壓塔從塔底經(jīng)加熱爐進(jìn)料的方式，進(jìn)行模擬，結(jié)果不理想，產(chǎn)品流程范圍太寬。經(jīng)過各種探索嘗試，得到的較好的模擬結(jié)果如下。本模擬釆用有三個側(cè)線采出的復(fù)雜塔，根據(jù)傳統(tǒng)精餾模擬的最優(yōu)序列方案五的模擬結(jié)果，可以得到各產(chǎn)品流量。為了提高側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量，可以釆用側(cè)線汽提塔。在汽提塔底部吹入適量水蒸氣，降低側(cè)線產(chǎn)品的油氣分壓，使產(chǎn)品中的輕餾分汽化，返回蒸懷塔內(nèi)，提高分離要求，操作簡便。選擇側(cè)線汽提所用的水蒸汽量為側(cè)線產(chǎn)品的2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，釆用420°C、0.3MPa的過熱水蒸汽，汽提塔塔板數(shù)為4層。
第6章結(jié)論
本文運用Aspen Plus軟件對常頂汽油生產(chǎn)溶劑油工藝中的切割流程進(jìn)行了模擬優(yōu)化，根據(jù)原料的餾程范圍確定了五種產(chǎn)品的生產(chǎn)方案。對于五種產(chǎn)品的分離流程，可以采用傳統(tǒng)精餾方式，幾個精餾塔串聯(lián)分離，或釆用一塔多釆的方式。通過用虛擬組分處理進(jìn)料，選擇合適的物性方法；對十四種分離序列的設(shè)計，模擬和優(yōu)化，對模擬結(jié)果進(jìn)行綜合分析對比，選出最優(yōu)分離序列，并對其進(jìn)行填料設(shè)計與校核；對一塔多采的復(fù)雜塔進(jìn)行探索性模擬計算，得到如下的結(jié)論。(1)在石油煉制工藝模擬流程中，對于成分復(fù)雜、組分繁多等原因而無法得到其詳細(xì)化學(xué)組成的原料，可以釆用Aspen Plus軟件化驗數(shù)據(jù)分析（ADA)和虛擬組分系統(tǒng)(PCS),利用已有的油品性質(zhì)數(shù)據(jù)對其進(jìn)行虛擬組分處理，將原料切割成有限數(shù)目的窄餾分，每個窄餾分都視為一個純組分。(2)在石油煉制體系中，物性方法BK10、GRAYSON和CHAO-SEA均可用于壓力較低的常減壓塔模擬，通過分析每種物性方法的適用溫度、壓力范圍及適用體系，結(jié)合原料的性質(zhì)，本模擬選用CHAO-SEA物性方法比較合適。(3)在簡捷設(shè)計模塊DSTWU中，通過設(shè)置關(guān)鍵組分的回收率、操作壓力等條件可以得到各個塔的基本參數(shù)、回流比與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線等，通過分析回流比與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線可以選擇合適的塔板數(shù)。DSTWU模塊模擬所得的結(jié)果數(shù)據(jù)可作為嚴(yán)格計算模塊RadFmc的輸入數(shù)據(jù)，運用RadFmc模塊分離流程進(jìn)行校核和優(yōu)化，得到每個精餾塔的最優(yōu)設(shè)計參數(shù)及每股物流的詳細(xì)信息。從設(shè)備費用、操作費用及分離效果等因素綜合考慮，選擇方案五為最優(yōu)分離序列。
參考文獻(xiàn)（略）
本文編號：8448
本文鏈接：http://www.lk138.cn/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/8448.html
最近更新
教材專著
