趙晶瑩，姜進憲

(中國石油石油化工研究院大慶化工研究中心，黑龍江 大慶 163714)

常減壓裝置常壓塔流程模擬計算

Simulation calculation of atmospheric tower process of vacuum distillation unit

趙晶瑩，姜進憲

(中國石油石油化工研究院大慶化工研究中心，黑龍江 大慶 163714)

本文介紹了常減壓裝置常壓塔基礎(chǔ)模型的建立，并對其進行流程模擬。

常減壓裝置；模擬模型；流程模擬

常減壓裝置直接處理原油，將原油切割成各種不同餾分的產(chǎn)品并消耗大量的能量。這些餾分產(chǎn)品或作為后續(xù)工段的進料，或經(jīng)調(diào)和后作為成品油出售，它們有一定的質(zhì)量要求。因此對常減壓裝置進行流程模擬，建立符合實際工業(yè)過程的常減壓裝置模型。根據(jù)煉制原油性質(zhì)的不同和餾分產(chǎn)品的質(zhì)量要求，通過模型可以尋找常減壓裝置的最優(yōu)操作參數(shù)，使常減壓裝置根據(jù)煉制原油性質(zhì)的不同和餾分產(chǎn)品的質(zhì)量要求，在最優(yōu)的操作條件下，并在保證各餾分產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高各餾分產(chǎn)品的產(chǎn)量。本文運用Aspen plus流程模擬軟件建立基礎(chǔ)模型，采用流程模擬技術(shù)進行常壓系統(tǒng)的模擬計算。

1 常減壓裝置常壓塔基礎(chǔ)模型的建立

1.1 常減壓裝置流程模擬的基本條件及物性方法的選擇

（1）模擬的基本條件

處理量：350萬t/年；

常壓塔：常壓爐出口溫度為366℃；塔頂壓力為42 kPa（表壓）；

減壓塔：減壓爐出口溫度為395℃，塔頂壓力為5 kPa（絕壓）;

常壓塔設(shè)置有常一線、常二線、常三線和常四線共四個側(cè)線抽出。其中常一線產(chǎn)品為航空煤油，常二線為柴油產(chǎn)品。

初餾塔塔頂壓力：0.045 MPa（g）。

（2）物性方法的選擇

物性方法的選擇是流程模擬計算結(jié)果準(zhǔn)確程度的關(guān)鍵，對于常減壓裝置的原油模擬，有3種方法：BK10、CHAO-SEA、GRAYSON。通過3種方法的計算比較，BK10法不僅能得到很好的模擬結(jié)果，而且它比更復(fù)雜的CHAO-SEA、GRAYSON法計算速度更快，所以本項目采用BK10法進行模擬計算。BK10方法采用Braun K-10的K值關(guān)聯(lián)式，該關(guān)聯(lián)式是由真實組分和石油餾分的K10圖開發(fā)出來的，真實組分包括70種烴和輕氣體。它適用于沸程范圍為177～427 ℃的石油餾分。

袁家騮與他的父親是截然不同的兩種人，勤勉踏實，樂于助人，動手能力又極強，這都給吳健雄留下良好的印象。這個東方美女在國外求學(xué)時，因容貌堪比明星，又對旗袍情有獨鐘，曾經(jīng)迷倒一大片外國優(yōu)秀男士，然而，她最終選擇了有相同文化背景的袁家騮。

1.2 常減壓裝置基礎(chǔ)模型的選取

為了能夠直觀地反映裝置的流程，在Aspen Plus中可以定義過程流程圖。

常壓塔過程流程圖及塔模型的選取

常壓塔選用帶有加熱爐、塔頂冷凝器和汽提蒸汽塔的PetroFrac模型，沒有塔底再沸器，設(shè)置有三個中段循環(huán)。常壓塔在設(shè)計時采用二級冷凝，第一級冷凝可以由塔頂冷凝器來模擬計算，對于第二級冷凝器則由圖2中的閃蒸模塊（V5）來進行計算。常壓塔有四個側(cè)線產(chǎn)品：常一線（航空煤油）、常二線（柴油）、常三線和常四線油。常壓塔流程如圖1所示，圖中物流說明見表1所示。

表1 常壓塔流程圖中各流股的說明

2 常減壓裝置實際工況流程模擬

2.1 模擬的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本文選取了實際裝置的標(biāo)定工況進行模擬，模擬計算原油分析數(shù)據(jù)包括實沸點數(shù)據(jù)和相對密度，

表2 原油實沸點蒸餾性質(zhì)

根據(jù)煉油廠工藝指標(biāo)要求，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)衡量的標(biāo)準(zhǔn)主要是產(chǎn)品的初餾點和干點。因而模擬計算的準(zhǔn)確與否也以主要產(chǎn)品的干點為衡量標(biāo)準(zhǔn)。通過對常減壓裝置常壓系統(tǒng)進行流程模擬，模擬結(jié)果與生產(chǎn)實際結(jié)果吻合的比較好，下面將模擬數(shù)據(jù)與生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)進行對比，如表3和表4所示。

圖1 常壓塔的過程流程圖

2.3 流程模擬計算結(jié)果分析

Aspen plus所建立的模型以汽液平衡作為計算的理論基礎(chǔ)。但是在實際的生產(chǎn)裝置中，汽液兩相的傳質(zhì)并不一定能夠達(dá)到平衡。比如常二線抽出板溫度，在模型中運用能量平衡和汽液相平衡來計算得到，但是在實際工況中汽液兩相并不一定達(dá)到平衡，而且不同的塔負(fù)荷狀態(tài)下傳質(zhì)的效果各不相同，再加上溫度監(jiān)測點的不一致，都會造成偏差。

在實際生產(chǎn)時，由于關(guān)鍵產(chǎn)品的質(zhì)量是每四個小時分析一次，而且數(shù)據(jù)不能實時得到，因而操作人員最關(guān)心的是關(guān)鍵點溫度的控制，如果溫度在控制范圍之內(nèi)且波動不是很大，那么產(chǎn)品的質(zhì)量也就不會偏差太大，可以得到合格的產(chǎn)品。從模擬來看，流程模擬

計算的溫度與實際工況測量值之間的誤差不超過3%，流量誤差不超過2%，說明模型建立具有較高的準(zhǔn)確性。

表3 主要產(chǎn)品干點及關(guān)鍵塔板的模擬計算結(jié)果

表4 主要物流流量的模擬計算結(jié)果

對主要產(chǎn)品干點的模擬計算結(jié)果的絕對偏差平均值為2.6℃，其平均相對誤差為1.0%；對關(guān)鍵塔板溫度的模擬計算結(jié)果絕對偏差平均值為3.6℃，其平均相對誤差為1.6%。因此建立模型有良好精度，可以基于模型系統(tǒng)分析常減壓裝置生產(chǎn)過程機理特性，考察各工藝操作條件對主要餾分產(chǎn)品質(zhì)量的影響，并據(jù)此指導(dǎo)了生產(chǎn)負(fù)荷的調(diào)整和各工藝操作條件的優(yōu)化。

(R-03)

萬華化學(xué)集團開發(fā)出聚酰亞胺制備新方法

萬華化學(xué)集團股份有限公司開發(fā)出一種聚酰亞胺制備新方法，包括以下步驟：二元伯胺溶解于弱水溶性溶劑中，逐漸加入有機酸酐發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚酰胺酸；然后升溫回流，聚酰胺酸發(fā)生脫水反應(yīng)得到半亞胺化的聚酰亞胺懸浮液；過濾懸浮液得到半亞胺化的聚酰亞胺固體，干燥后得到聚酰亞胺粉末產(chǎn)品；或者將二元伯胺溶解于弱水溶性溶劑中，逐漸加入有機酸酐發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚酰胺酸；然后升溫回流，聚酰胺酸發(fā)生脫水反應(yīng)得到半亞胺化的聚酰亞胺溶液；將得到的半亞胺化的聚酰亞胺溶液涂膜、干燥后得到聚酰亞胺薄膜。該方法不僅縮短了生產(chǎn)周期、降低了生產(chǎn)成本，而且有利于規(guī)?；a(chǎn)。

燕豐 供稿

一種生物基聚碳酸酯及其制備方法

中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所以生物基環(huán)氧脂肪酸酯為原料與CO2氣體聚合得到生物基聚碳酸酯，產(chǎn)率≥70%，數(shù)均分子量為11 000～30 000，分子量分布為1.10～1.74；所述的生物基環(huán)氧脂肪酸酯為由天然植物油脂先水解冷凍分離出不飽和脂肪酸酯后再環(huán)氧化得到，或者由天然植物油脂直接環(huán)氧化得到。該方法綠色環(huán)保，成本低廉，工藝操作簡單易行，且所用溶劑、催化劑等均可高效回收利用，環(huán)境友好，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

燕豐 供稿

提高微懸浮聚氯乙烯糊樹脂生產(chǎn)效率的方法

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司開發(fā)出一種提高微懸浮聚氯乙烯糊樹脂生產(chǎn)效率的方法。將引發(fā)劑、乳化劑、助乳化劑、氯乙烯單體和脫鹽水乳化后加入聚合釜，在40～60℃下反應(yīng)，反應(yīng)開始30～60 min后，補加氯乙烯單體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法具有減輕黏釜程度、提高生產(chǎn)效率、降低助劑消耗，且粒子粒徑和粒徑分布可以通過中間加入單體量及加入速率控制的優(yōu)點，解決了目前聚氯乙烯糊樹脂生產(chǎn)中物料均化時間較長的問題，使得均化后物料粒徑不僅滿足工藝需求而且在補加氯乙烯單體后仍能保證乳液液滴穩(wěn)定和產(chǎn)品粒徑和粒徑分布在合適的范圍，縮短了均化時間，提高了生產(chǎn)效率。

燕豐 供稿

TQ323.5

1009-797X(2016)22-087-03

B DOI∶10.13520/j.cnki.rpte.2016.22.027

趙晶瑩(1978-)，女，工程師，主要從事流程模擬優(yōu)化工作。

2016-09-09