竇建鵬(中機(jī)國能煉化工程有限公司,天津 300350)

Aspen軟件在大型石化企業(yè)中的應(yīng)用分析

竇建鵬(中機(jī)國能煉化工程有限公司,天津 300350)

隨著國家經(jīng)濟(jì)的整體提升，石化企業(yè)也在不斷的增產(chǎn)擴(kuò)容，在眾多大型石化企業(yè)的發(fā)展過程中，影響其經(jīng)濟(jì)效益的相關(guān)問題急需得到解決。基于此，本文就Aspen軟件在大型石化企業(yè)中的應(yīng)用展開分析，主要介紹了Aspen軟件在企業(yè)生產(chǎn)管理、生產(chǎn)工藝以及換熱網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)化作用。

Aspen軟件；生產(chǎn)工藝；換熱網(wǎng)絡(luò)

在大型石化企業(yè)當(dāng)中，企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模決定了其加工深度與產(chǎn)品質(zhì)量需要不斷的優(yōu)化升級，才能在激烈的市場競爭中穩(wěn)定自身的發(fā)展地位。在企業(yè)的發(fā)展過程中，由于生產(chǎn)裝置過度耗能、生產(chǎn)工藝落后、公用工程平衡度差等問題，嚴(yán)重影響了石化企業(yè)的生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及運營效益。在此種發(fā)展?fàn)顩r下，Aspen軟件作為較為先進(jìn)的過程優(yōu)化軟件，在大型石化企業(yè)中的應(yīng)用取得了較為顯著的效果。

1 Aspen軟件幫助優(yōu)化石化企業(yè)的生產(chǎn)管理

以中國石化天津分公司中Aspen PIMS軟件的應(yīng)用為例，采用軟件中的線性規(guī)劃功能與技術(shù)，對企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)流程進(jìn)行了有效優(yōu)化。主要的優(yōu)化內(nèi)容包括原料選擇、庫存優(yōu)化、產(chǎn)品優(yōu)化、供應(yīng)管理與投資計劃等，該優(yōu)化形式為計劃部門的生產(chǎn)計劃制定工作提供了極大的指導(dǎo)作用。通過Aspen PIMS軟件進(jìn)行生產(chǎn)計劃計算，良好實現(xiàn)了原油選擇與原有加工量的有效優(yōu)化，與此同時，天津分公司的內(nèi)部化工原料與逐漸趨于供求平衡的狀態(tài)。

又如在石化企業(yè)公用工程中，Aspen Utilities軟件的應(yīng)用在一定程度上提升了其優(yōu)化效果。Utilities軟件能夠?qū)灿霉こ淘趯嶋H施工過程中的耗能情況進(jìn)行全面的監(jiān)控與管理，進(jìn)而能夠幫助實現(xiàn)對工程耗能的實時優(yōu)化。通過最終的實際應(yīng)用結(jié)果統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的公用工程系統(tǒng)與前期工程相比，企業(yè)的能量成本降低了2%～8%，同時也明顯縮短了企業(yè)的投資回報期。

Aspen PIMS與Aspen ORION在原油選擇中的應(yīng)用，是由張芳華與劉初春兩人共同提出的，在應(yīng)用過程中，利用PIMS軟件中的毛利排序法，對原油進(jìn)行組合排序以及經(jīng)濟(jì)比較；緊接著利用ORION軟件對不同的原油組合在煉廠裝置上的運行可行性進(jìn)行驗證，最終得出最優(yōu)組合方案，在保障裝置穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，利用瓶頸設(shè)備實現(xiàn)石化企業(yè)的利益最大化[1]。

2 Aspen軟件幫助優(yōu)化石化企業(yè)的生產(chǎn)工藝

2.1 Aspen Plus應(yīng)用

Aspen Plus在石化企業(yè)中的的應(yīng)用，主要用于常減壓蒸餾裝置中。首先利用Aspen軟件建立三塔流程穩(wěn)態(tài)模型，針對不同的產(chǎn)品制定相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)，分別對模型中的常壓塔、初餾塔以及減壓塔進(jìn)行靈敏度分析；與此同時，對加熱爐的出口溫度、塔底蒸汽量、中段回流量等參數(shù)關(guān)系進(jìn)行考察，通過優(yōu)化參數(shù)，進(jìn)一步能夠?qū)ιa(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，幫助石化企業(yè)取得更為顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 Aspen Hysys應(yīng)用

利用Aspen Hysys能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的干氣、酸性水汽提、液化烴脫硫與溶劑再生等進(jìn)行了單元模擬，其計算結(jié)果，能夠在很大程度上滿足實際生產(chǎn)過程中對脫硫效果的相應(yīng)要求。在此基礎(chǔ)上，司長庚利用Aspen Hysys建立了液態(tài)烴脫硫塔模型，并對模型進(jìn)行相關(guān)計算，其結(jié)果與實際生產(chǎn)相比具有高度一致性。利用Aspen Hysys軟件建立液態(tài)烴脫硫塔模型，作用于生產(chǎn)現(xiàn)場突發(fā)狀況的處理上，能夠更及時、準(zhǔn)確的查找出異常生產(chǎn)的原因，司長庚最終還得出了液態(tài)烴脫硫塔應(yīng)采取11t/h為吸收劑最低循環(huán)量，對實際石化生產(chǎn)工藝的優(yōu)化具有很高的指導(dǎo)意義。

3 Aspen軟件幫助優(yōu)化石化企業(yè)的換熱網(wǎng)絡(luò)

改進(jìn)常壓蒸餾裝置中的熱平衡與換熱網(wǎng)絡(luò)，能夠促進(jìn)石化企業(yè)實現(xiàn)增產(chǎn)50%左右，而這一目標(biāo)通過夾點技術(shù)得到了有效實現(xiàn)；與此同時，由于換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，在一定程度上降低了生產(chǎn)能耗，減少環(huán)境污染，整體上提升了石化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益以及環(huán)境效益。由此，相關(guān)專業(yè)學(xué)者展開了對換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化研究，其中姜猛等人利用Aspen軟件模擬并有效優(yōu)化了熱化網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步明確了夾點技術(shù)在應(yīng)用過程中，夾點位置的熱段溫度為240℃，而冷端溫度則為225℃，從而有效降低了冷公用工程量[2]。

此外，在撫順石化的催化重整裝置中，紀(jì)明山等人利用了Aspen energy analyzer軟件，結(jié)合夾點技術(shù)對預(yù)加氫段與分餾段進(jìn)行了換熱網(wǎng)絡(luò)能量分析，通過相關(guān)分析結(jié)果，找出了裝置優(yōu)化中的瓶頸，并進(jìn)一步對換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。將優(yōu)化后的設(shè)計作用與實際石化生產(chǎn)當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)預(yù)加氫段與分餾段在公用工程當(dāng)中能夠節(jié)約能耗在23.5%左右，進(jìn)一步推動了企業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)效益提升。而Aspen Hx-net軟件在實際應(yīng)用中，則能夠?qū)Τp壓裝置的脫鹽前相關(guān)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬與優(yōu)化。

4 結(jié)語

綜上所述，Aspen軟件在大型石化企業(yè)中的應(yīng)用分析，有利于推動石化企業(yè)的整體發(fā)展與經(jīng)濟(jì)利益提升。通過相關(guān)過程優(yōu)化，使原油選擇、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)管理、工藝改進(jìn)以及節(jié)能降耗等多方面企業(yè)運營環(huán)節(jié)都得到了有效改善，為企業(yè)創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。因此，各大型石化企業(yè)應(yīng)明確Aspen軟件的良好應(yīng)用前景，不斷創(chuàng)新，拓展其應(yīng)用范圍，從而整體提升Aspen軟件在大型石化企業(yè)中的應(yīng)用價值。

[1]王洪元.ASPEN軟件在教學(xué)與科研中的應(yīng)用[J].化工高等教育,2000，(02):49-51.

[2]陳新志,張哲明,錢超.用Aspen軟件輔助化工熱力學(xué)教學(xué)(一)狀態(tài)方程計算流體的p-V-T性質(zhì)[J].教育教學(xué)論壇,2016，(21):214-216.

姓名：竇建鵬(1986- )，漢，男，山東平度人，研究生，工程師 研究方向或主要工作性質(zhì)：石化工程設(shè)計。