常頂汽油生產(chǎn)溶劑油的分離流程模擬研究
發(fā)布時(shí)間：2014-08-26 09:01
第1章前言
1.1研宄背景及意義
近年來(lái)我國(guó)原油進(jìn)口量不斷增加。2006年我國(guó)原油進(jìn)口量為1.45億噸，成為僅次于美國(guó)和日本的世界第三大石油進(jìn)口國(guó)，同時(shí)也是僅次于美國(guó)的世界第二大石油消費(fèi)國(guó)。2010年突破2.39億噸，進(jìn)口依存度超過(guò)50%[1], 2011年進(jìn)口增速減慢，但仍維持6%的增速，超過(guò)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(guó)進(jìn)口的原油中，中東原油的比例較高[2]。從原油評(píng)價(jià)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(diǎn)，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(diǎn)至205(或215)°C,主要含C4至Cu的經(jīng)類(lèi)及少量硫化物。這種汽油主要含飽和烴類(lèi)和少量的不飽和烴類(lèi)，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(rùn)滑油是我國(guó)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(mén)、工業(yè)部門(mén)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(duì)溶劑油的種類(lèi)和需求數(shù)量逐年增長(zhǎng)，溶劑油的市場(chǎng)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(lái)看，用它可以生產(chǎn)液化石油氣、30號(hào)發(fā)泡劑油、60號(hào)抽提溶劑油、120號(hào)建材溶劑油和200號(hào)油漆溶劑油，從而達(dá)到資源的合理應(yīng)用。
1.2研究?jī)?nèi)容
本課題應(yīng)用Aspen Plus軟件，對(duì)10萬(wàn)噸/年規(guī)模的常頂汽油生產(chǎn)溶劑油過(guò)程中的分離流程進(jìn)行模擬。模擬內(nèi)容如下：(1)運(yùn)用AspenPlus中的ADA/PCS法將原料劃分為十個(gè)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(duì)14種不同分離序列的的分離流程進(jìn)行簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)，再利用RadFrac模塊對(duì)不同的分離流程進(jìn)行精確計(jì)算和優(yōu)化，綜合對(duì)比分析模擬結(jié)果，找出較優(yōu)分離序列；(3)對(duì)較優(yōu)序列進(jìn)行填料設(shè)計(jì)和熱集成設(shè)計(jì)；(4)利用AspenPlus軟件中的PetroFrac模塊，進(jìn)行有側(cè)線(xiàn)釆出的復(fù)雜塔的摸索設(shè)計(jì)，并與上述較優(yōu)序列進(jìn)行綜合對(duì)比分析。通過(guò)對(duì)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(shí)驗(yàn)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(guò)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(lèi)：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(guò)各種輕質(zhì)化過(guò)程生成各種輕質(zhì)燃料；二、燃料一潤(rùn)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(rùn)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(chǎng)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(gè)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(lèi)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(chēng)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(chēng)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(kāi)3-5根側(cè)線(xiàn)，側(cè)線(xiàn)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(lái)控制輕組分含量。通常，側(cè)一線(xiàn)為煤油館分，側(cè)二線(xiàn)為輕柴油，側(cè)三線(xiàn)為重柴油館分，塔底產(chǎn)物為常壓澄油（又稱(chēng)重油）。
2.2溶劑油的相關(guān)介紹
2.2.1溶劑油的簡(jiǎn)述
溶劑油是一系列對(duì)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(chēng)，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(rùn)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(chǎng)上銷(xiāo)售，占市售溶劑的一半，隨著人們生活水平的提高，對(duì)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(chǎng)前景[2G]。
2.2.2溶劑油的分類(lèi)
根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，溶劑油的分類(lèi)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(lèi)，實(shí)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(lèi)的混合物。通常所說(shuō)的6號(hào)、120號(hào)、200號(hào)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(diǎn)溶劑油，中沸點(diǎn)溶劑油和高沸點(diǎn)溶劑油。低沸點(diǎn)溶劑油的館程范圍一般小于io(rc，如6號(hào)抽提溶劑油，其饋程范圍為60-9crc，中沸點(diǎn)溶劑油的館程范圍一般為100-15(rc,如120號(hào)様膠溶劑油，其館程范圍為80-120°C，高沸點(diǎn)溶劑油的館程范圍為大于15(rc，如200號(hào)油漆溶劑油，其館程范圍為140-20(rc。目前還有更高沸點(diǎn)的溶劑油，其終館點(diǎn)可達(dá)30(rc以上，廣泛用于印刷油墨、氣霧劑等行業(yè)。有時(shí)，館程的切割各個(gè)企業(yè)也會(huì)有所不同，例如，6號(hào)溶劑油，有的廠(chǎng)家的館程范圍是60-75°C，通常稱(chēng)之為窄6號(hào)溶劑油，以示區(qū)別。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，120號(hào)溶劑油的館程往往會(huì)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(dòng)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(mén)用于抽取油料中的油脂的70號(hào)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(dòng)植物中的油脂的90號(hào)石油醚；用于輪胎、膠鞋生產(chǎn)過(guò)程中溶解膠料和配制膠楽的120號(hào)橡膠溶劑油；用于洗漆航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械零部件及精密儀器儀表的180號(hào)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(hào)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(hào)油漆溶劑油；用于礦石萃取的260號(hào)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(jiǎn)介及單元模塊的選擇 .................17
3.4流程模擬 .........................................17
3.4.1方案一簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................17
3.4.2方案一嚴(yán)格計(jì)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(jì)和熱集成設(shè)計(jì) .......48
4.1填料設(shè)計(jì) ........................................48
4.1.1 填料的選擇 .................................48
4.1.2填料的設(shè)計(jì)與校核 .........................49
4.2熱集成設(shè)計(jì) .....................................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(jiǎn)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(jiǎn)介
Aspen Plus流程軟件中的石油蒸餾模塊（PetroFrac)是嚴(yán)格計(jì)算的模型，可以用來(lái)模擬石油煉制工藝中復(fù)雜類(lèi)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(gè)主塔、任意數(shù)目的中段回流、任意數(shù)目的側(cè)線(xiàn)汽提塔和一個(gè)加熱爐組成的塔結(jié)構(gòu)，此模塊可以檢測(cè)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(yàn)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(guò)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(gè)側(cè)線(xiàn)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(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量，可以釆用側(cè)線(xiàn)汽提塔。在汽提塔底部吹入適量水蒸氣，降低側(cè)線(xiàn)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(jiǎn)便。選擇側(cè)線(xiàn)汽提所用的水蒸汽量為側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品的2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，釆用420°C、0.3MPa的過(guò)熱水蒸汽，汽提塔塔板數(shù)為4層。
第6章結(jié)論
本文運(yùn)用Aspen Plus軟件對(duì)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(duì)于五種產(chǎn)品的分離流程，可以采用傳統(tǒng)精餾方式，幾個(gè)精餾塔串聯(lián)分離，或釆用一塔多釆的方式。通過(guò)用虛擬組分處理進(jìn)料，選擇合適的物性方法；對(duì)十四種分離序列的設(shè)計(jì)，模擬和優(yōu)化，對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行綜合分析對(duì)比，選出最優(yōu)分離序列，并對(duì)其進(jìn)行填料設(shè)計(jì)與校核；對(duì)一塔多采的復(fù)雜塔進(jìn)行探索性模擬計(jì)算，得到如下的結(jié)論。(1)在石油煉制工藝模擬流程中，對(duì)于成分復(fù)雜、組分繁多等原因而無(wú)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(yàn)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(duì)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(gè)窄餾分都視為一個(gè)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(guò)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(jiǎn)捷設(shè)計(jì)模塊DSTWU中，通過(guò)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(gè)塔的基本參數(shù)、回流比與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)等，通過(guò)分析回流比與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)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(jì)算模塊RadFmc的輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)用RadFmc模塊分離流程進(jìn)行校核和優(yōu)化，得到每個(gè)精餾塔的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)及每股物流的詳細(xì)信息。從設(shè)備費(fèi)用、操作費(fèi)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(hào)：8448
1.1研宄背景及意義
近年來(lái)我國(guó)原油進(jìn)口量不斷增加。2006年我國(guó)原油進(jìn)口量為1.45億噸，成為僅次于美國(guó)和日本的世界第三大石油進(jìn)口國(guó)，同時(shí)也是僅次于美國(guó)的世界第二大石油消費(fèi)國(guó)。2010年突破2.39億噸，進(jìn)口依存度超過(guò)50%[1], 2011年進(jìn)口增速減慢，但仍維持6%的增速，超過(guò)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(guó)進(jìn)口的原油中，中東原油的比例較高[2]。從原油評(píng)價(jià)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(diǎn)，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(diǎn)至205(或215)°C,主要含C4至Cu的經(jīng)類(lèi)及少量硫化物。這種汽油主要含飽和烴類(lèi)和少量的不飽和烴類(lèi)，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(rùn)滑油是我國(guó)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(mén)、工業(yè)部門(mén)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(duì)溶劑油的種類(lèi)和需求數(shù)量逐年增長(zhǎng)，溶劑油的市場(chǎng)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(lái)看，用它可以生產(chǎn)液化石油氣、30號(hào)發(fā)泡劑油、60號(hào)抽提溶劑油、120號(hào)建材溶劑油和200號(hào)油漆溶劑油，從而達(dá)到資源的合理應(yīng)用。
1.2研究?jī)?nèi)容
本課題應(yīng)用Aspen Plus軟件，對(duì)10萬(wàn)噸/年規(guī)模的常頂汽油生產(chǎn)溶劑油過(guò)程中的分離流程進(jìn)行模擬。模擬內(nèi)容如下：(1)運(yùn)用AspenPlus中的ADA/PCS法將原料劃分為十個(gè)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(duì)14種不同分離序列的的分離流程進(jìn)行簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)，再利用RadFrac模塊對(duì)不同的分離流程進(jìn)行精確計(jì)算和優(yōu)化，綜合對(duì)比分析模擬結(jié)果，找出較優(yōu)分離序列；(3)對(duì)較優(yōu)序列進(jìn)行填料設(shè)計(jì)和熱集成設(shè)計(jì)；(4)利用AspenPlus軟件中的PetroFrac模塊，進(jìn)行有側(cè)線(xiàn)釆出的復(fù)雜塔的摸索設(shè)計(jì)，并與上述較優(yōu)序列進(jìn)行綜合對(duì)比分析。通過(guò)對(duì)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(shí)驗(yàn)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(guò)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(lèi)：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(guò)各種輕質(zhì)化過(guò)程生成各種輕質(zhì)燃料；二、燃料一潤(rùn)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(rùn)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(chǎng)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(gè)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(lèi)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(chēng)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(chēng)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(kāi)3-5根側(cè)線(xiàn)，側(cè)線(xiàn)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(lái)控制輕組分含量。通常，側(cè)一線(xiàn)為煤油館分，側(cè)二線(xiàn)為輕柴油，側(cè)三線(xiàn)為重柴油館分，塔底產(chǎn)物為常壓澄油（又稱(chēng)重油）。
2.2溶劑油的相關(guān)介紹
2.2.1溶劑油的簡(jiǎn)述
溶劑油是一系列對(duì)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(chēng)，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(rùn)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(chǎng)上銷(xiāo)售，占市售溶劑的一半，隨著人們生活水平的提高，對(duì)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(chǎng)前景[2G]。
2.2.2溶劑油的分類(lèi)
根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，溶劑油的分類(lèi)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(lèi)，實(shí)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(lèi)的混合物。通常所說(shuō)的6號(hào)、120號(hào)、200號(hào)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(diǎn)溶劑油，中沸點(diǎn)溶劑油和高沸點(diǎn)溶劑油。低沸點(diǎn)溶劑油的館程范圍一般小于io(rc，如6號(hào)抽提溶劑油，其饋程范圍為60-9crc，中沸點(diǎn)溶劑油的館程范圍一般為100-15(rc,如120號(hào)様膠溶劑油，其館程范圍為80-120°C，高沸點(diǎn)溶劑油的館程范圍為大于15(rc，如200號(hào)油漆溶劑油，其館程范圍為140-20(rc。目前還有更高沸點(diǎn)的溶劑油，其終館點(diǎn)可達(dá)30(rc以上，廣泛用于印刷油墨、氣霧劑等行業(yè)。有時(shí)，館程的切割各個(gè)企業(yè)也會(huì)有所不同，例如，6號(hào)溶劑油，有的廠(chǎng)家的館程范圍是60-75°C，通常稱(chēng)之為窄6號(hào)溶劑油，以示區(qū)別。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，120號(hào)溶劑油的館程往往會(huì)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(dòng)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(mén)用于抽取油料中的油脂的70號(hào)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(dòng)植物中的油脂的90號(hào)石油醚；用于輪胎、膠鞋生產(chǎn)過(guò)程中溶解膠料和配制膠楽的120號(hào)橡膠溶劑油；用于洗漆航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械零部件及精密儀器儀表的180號(hào)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(hào)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(hào)油漆溶劑油；用于礦石萃取的260號(hào)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(jiǎn)介及單元模塊的選擇 .................17
3.4流程模擬 .........................................17
3.4.1方案一簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................17
3.4.2方案一嚴(yán)格計(jì)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(jì)和熱集成設(shè)計(jì) .......48
4.1填料設(shè)計(jì) ........................................48
4.1.1 填料的選擇 .................................48
4.1.2填料的設(shè)計(jì)與校核 .........................49
4.2熱集成設(shè)計(jì) .....................................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(jiǎn)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(jiǎn)介
Aspen Plus流程軟件中的石油蒸餾模塊（PetroFrac)是嚴(yán)格計(jì)算的模型，可以用來(lái)模擬石油煉制工藝中復(fù)雜類(lèi)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(gè)主塔、任意數(shù)目的中段回流、任意數(shù)目的側(cè)線(xiàn)汽提塔和一個(gè)加熱爐組成的塔結(jié)構(gòu)，此模塊可以檢測(cè)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(yàn)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(guò)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(gè)側(cè)線(xiàn)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(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量，可以釆用側(cè)線(xiàn)汽提塔。在汽提塔底部吹入適量水蒸氣，降低側(cè)線(xiàn)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(jiǎn)便。選擇側(cè)線(xiàn)汽提所用的水蒸汽量為側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品的2% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，釆用420°C、0.3MPa的過(guò)熱水蒸汽，汽提塔塔板數(shù)為4層。
第6章結(jié)論
本文運(yùn)用Aspen Plus軟件對(duì)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(duì)于五種產(chǎn)品的分離流程，可以采用傳統(tǒng)精餾方式，幾個(gè)精餾塔串聯(lián)分離，或釆用一塔多釆的方式。通過(guò)用虛擬組分處理進(jìn)料，選擇合適的物性方法；對(duì)十四種分離序列的設(shè)計(jì)，模擬和優(yōu)化，對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行綜合分析對(duì)比，選出最優(yōu)分離序列，并對(duì)其進(jìn)行填料設(shè)計(jì)與校核；對(duì)一塔多采的復(fù)雜塔進(jìn)行探索性模擬計(jì)算，得到如下的結(jié)論。(1)在石油煉制工藝模擬流程中，對(duì)于成分復(fù)雜、組分繁多等原因而無(wú)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(yàn)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(duì)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(gè)窄餾分都視為一個(gè)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(guò)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(jiǎn)捷設(shè)計(jì)模塊DSTWU中，通過(guò)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(gè)塔的基本參數(shù)、回流比與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)等，通過(guò)分析回流比與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線(xiàn)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(jì)算模塊RadFmc的輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)用RadFmc模塊分離流程進(jìn)行校核和優(yōu)化，得到每個(gè)精餾塔的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)及每股物流的詳細(xì)信息。從設(shè)備費(fèi)用、操作費(fèi)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(hào)：8448
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