徐進濤

(中國石化上海石油化工股份有限公司芳烴部，上海 200540)

工業(yè)化應用

重整油分離塔熱量控制方案的優(yōu)化

徐進濤

(中國石化上海石油化工股份有限公司芳烴部，上海 200540)

主要介紹了芳烴裝置工藝概況和重整油分離塔C801塔底熱量采用的控制方案、存在的問題、新熱量控制方案，并重點介紹了總熱值和凝水流量設定值的計算公式。通過優(yōu)化控制，使塔底的兩個熱源建立耦合關系，凝水流量的設定值隨重芳烴塔C803的變化及時調整，不僅降低了勞動強度，還降低了蒸汽消耗，節(jié)約了生產成本。

熱量控制方案 耦合 勞動強度 蒸汽消耗 生產成本

為了降低裝置的能耗，對芳烴裝置的能耗使用情況進行了全面排查，排查中發(fā)現(xiàn)重整油分離塔C801的能耗有進一步降低的余地，特開展了此次優(yōu)化工作。

1 目前情況及存在的問題

重整油分離塔C801塔底熱源由重芳烴塔C803塔頂混合氣和中壓脫過熱蒸汽提供，其中重芳烴塔C803塔頂混合氣通過換熱器E804為C801塔提供熱量，而脫過熱蒸汽則通過換熱器E803為C801塔提供熱量，其中C801塔大部分熱量由換熱器E804提供。工藝流程見圖1。

換熱器E804的熱量控制是通過控制重芳烴塔C803塔頂混合氣出換熱器E804的流量閥門FC80602開度來實現(xiàn)的，其中FC80602為單回路控制，一般情況下投用自動模式控制；換熱器E803的熱量則通過控制脫過熱蒸汽出換熱器E803的凝水流量閥門FC80601的開度來實現(xiàn)，而 FC80601也為單回路控制，一般情況下投用自動模式控制。

重整油分離塔塔底熱源由重芳烴塔C803塔頂混合氣和中壓脫過熱蒸汽組成，而其中絕大部分熱量由重芳烴塔C803塔頂混合氣提供，由于重芳烴塔C803塔頂物料的溫度、組分會因工藝狀況不斷發(fā)生變化，導致?lián)Q熱器E804提供的熱值發(fā)生變化。但是換熱器E803與E804之間未形成耦合關系，而是各自獨立，當E804熱量發(fā)生變化后，E803的中凝水量FC80601未及時調整，進而導致重整油分餾塔C801塔控制不穩(wěn)，整個塔需要不停地調整，浪費了大量的人力和能源，增加了操作工的勞動強度，同時裝置一直處于被動調整中，不符合現(xiàn)代石油化工企業(yè)精細化工管理的要求。

圖1 重整油分離塔C801工藝流程

2 新熱量控制方案

2.1 新控制方案介紹

在正常工藝情況下重整油分離塔C801塔底所需的熱量是基本恒定的，塔底的熱源供應主要由重芳烴塔C803塔頂混合氣和中壓脫過熱蒸汽提供，而作為塔底熱量供應大戶的重芳烴塔C803塔頂混合氣熱量會經常變化。在塔底所需的總熱量不變的情況下，讓中壓脫過熱蒸汽的量根據(jù)重芳烴塔C803塔頂混合氣的情況及時進行調整，不僅可以讓重整油分離塔C801運行的更加平穩(wěn)，同時還可以帶來中壓蒸汽消耗量的減小，實現(xiàn)一舉兩得。因此基于以上原理開展了優(yōu)化工作。

E804熱量控制使用重芳烴塔C803出換熱器的物料流量FC80602進行單回路控制，正常時FC80602投用自動模式控制，F(xiàn)C80602閥門開度根據(jù)實際流量FC80602.PV與流量設定值FC80602.SP的差值不斷進行調整。

而E803熱量控制采取與換熱器E804建立聯(lián)動關系，其中將凝水實際流量FI80601.PV作為FC80601的測量值，而熱量計算點HU80601.PV作為FC80601的設定值，當FC80601投用串級時，F(xiàn)C80601的設定值隨HU80601.PV不斷地進行變化。而HU80601.PV的值是根據(jù)當前蒸汽流量值FC80601.PV、C803塔塔頂混合氣的當前流量值FC80602.PV、C803塔頂混合氣進換熱器的溫度TI80602.PV、 出換熱器E804的溫度TI80702.PV以及3.5 MPa的蒸汽的焓值計算出來的。具體控制關系見圖2。

圖2 控制回路

2.2 重整油分離塔C801總熱值的計算

C801塔塔底熱值由重芳烴塔C803塔頂混合氣和中壓脫過熱蒸汽提供。所以C801塔總熱值顯示值FU80601.PV的計算公式為：FU80601.PV=Q1+Q2+Q3。

其中Q1為3.5MPa蒸汽流量對應的相變熱值，Q1=M×△H=(FC80601.PV/3 600)×1 749，其中M為當前每一秒內使用的蒸汽的質量；△H為3.5MPa蒸汽所對應的焓值，F(xiàn)C80601.PV為當前蒸汽的流量，單位為t/h；而1 749為1 kg的3.5 MPa蒸汽在當前溫度下的相變熱,單位為kJ/kg，1 749是通過將3.5 MPa蒸汽的溫度、壓力輸入到ASPEN公司的流程模擬軟件算出的。

而Q2為C803塔頂混合氣當前流量下對應的相變熱值，Q2=M×△H=(FC80602.PV/3 600)×305.8， 其中M為當前C803塔塔頂混合氣的質量；△H為當前C803塔塔頂混合氣所對應的焓值；FC80602.PV為當前C803塔頂物料混合氣的流量，單位為t/h,305.8為1 kg的C803塔塔頂混合氣的所對應的相變熱值，單位為kJ/kg,是通過統(tǒng)計6個月的實驗室分析數(shù)據(jù)中C803塔頂混合氣中C8、C9、C10的質量分數(shù)的平均值，進而得出混合氣的組分，然后將C8、C9、C10組分的質量分數(shù)、當前C801塔塔頂混合氣進換熱器的溫度，加上氣相分率輸入到ASPEN軟件中計算出的。

而Q3為C803塔頂混合氣因為進出換熱器后存在溫差而產生的熱值，Q3=C×M×△T=2.51×(FC80602.PV/3 600)×(TI80702.PV-TI80603.PV)，其中C為C803塔頂混合氣的比熱容；M為C803塔頂混合氣的質量；△T為進出換熱器的溫度差；2.51為C803塔塔頂混合氣的比熱容，F(xiàn)C80602.PV為C803塔頂?shù)幕旌蠚獾漠斍傲髁?單位為t/h，TI8070.PV為換熱器的入口溫度，TI80603.PV為換熱器的出口溫度。其中2.51是通過統(tǒng)計近6個月的實驗室分析數(shù)據(jù)中C803塔頂混合氣中C8、C9、C10的質量分數(shù)的平均值，進而得出混合氣的組分的質量分數(shù)，然后根據(jù)C8、C9、C10組分的質量分數(shù)、以及每個的組分的比熱容計算出的混合氣體的比熱容。

2.3 凝水流量FC80601的設定值HU80601的計算

HU80601.PV=(當前熱值人工輸入值-當前C803塔頂混合氣的總熱值)/蒸汽的焓值=(HIC80601.PV-Q2-Q3)/ 1 749 ×3 600，其中HIC80601.PV為人工手動熱值輸入值，單位為MW；Q2為C803塔頂混合氣當前流量對應的相變熱值；Q3為C803塔頂混合氣因進出換熱器后存在溫差而產生的熱值。

3 結語

通過調用實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，比對方案修改前后每1小時平均蒸汽消耗量，發(fā)現(xiàn)可以節(jié)約0.2 t/h左右的蒸汽，按照3.5 MPa蒸汽成本157.11元/t來計算，一年下來可以節(jié)約成本275 256.72元。

通過優(yōu)化控制方案，不僅可以節(jié)約大量的蒸汽，節(jié)約了生產成本，而且實現(xiàn)蒸汽的用量實時地隨著重芳烴塔C803物料組分的變化及時智能調整，不僅降低了操作工的勞動強度，而且重整油分離塔C801運行的更加平穩(wěn)，實現(xiàn)一舉多得的目的。

Optimization of Heat Control Solutions for Reformate Separation Column

Xu Jintao

(AromaticsDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

The processes outline for aromatics plant, and existing heat control scheme, problems and new heat control scheme for reformate separation column C801 bottom were introduced, with emphasis on the calculation formulas of gross calorific value, and setpoint of condensate water flow. Through optimizing the control, coupling relationship was built between the two heat sources at bottoms of the column, and the set point of condensate flow was adjusted timely with the change of heavy aromatics column C803, which not only reduces the labor intensity, but also reduces steam consumption, saving production costs.

heat control programs, coupling relationship, labor intensity, steam consumption, production costs

2015-10-08。

徐進濤，男，1987年出生，2010年畢業(yè)于常州大學自動化專業(yè)，工學學士，助理工程師，主要從事儀表管理工作，已發(fā)表論文2篇。

1674-1099 (2015)06-0031-03

TQ241

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