虚拟组分法在催化裂化吸收稳定系统流程模拟中的应用
流化催化裂化装置扩能后吸收稳定系统的瓶颈识别和改造
－
油
化
工
１ ４６ ・ １
Ｐ Ｔ Ｏ Ｈ ＭＩ Ａ Ｅ Ｈ Ｌ ＧＹ Ｅ Ｒ Ｃ Ｅ Ｃ Ｌ Ｔ Ｃ Ｎ０ ｏ
２１ 第 ３ ０ ０年 ９卷 第 １ 期 ０
鹋
ｌ２ 技术ｉ 业 ３
３ 。 。 ，
流 化 催 化 裂 化 装 置 扩 能 后 吸 收 稳 定 系统 的 瓶 颈 识 别 和 改 造
ｓａ ｉ ｚ ｔｏ ｙｓｅ ａ ｐ ｔ ｏ ｗ ａｄ． Ｔｈ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｎ ｓａ ｉ ｚ ｔｏ ｙ ｔｍ ｓ ｉ ｕ ａｅ ｔ ｔ ｔ ｂｌ ａｉ ｎ ｓ ｔｍ ｗ ｓ ｕ ｆ ｒ ｒ ｉ ｅ ｂ ｏ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｂ ｌ ａｉ ｎ ｓ ｓｅ ｐ ｉ ｗａ ｓｍ ｌｔ ｄ ａ ｗｏ
黎 浩 ，刘桂莲
（ 西安交通大学 化工系 ， 陕西 西安 ７ ０４ ） １０ ９
摘 要 ］ 针 对 某 流 化催 化 裂 化 装 置增 加 汽 油 提 升 管 后不 能 满 负 荷 生 产 的 问 题 ， 采用 Ａ ｐｎＰｕ 软 件 ， 立 了 吸 收 稳 定 系统 的模 拟 ｓｅ ｌｓ 建
模型 ， 并验证 了该模型的可靠性 。通过对吸收稳定系统流程与核心 参数 的分析， 提出了吸收稳定系统的调优方 法； 对汽油提升管 负荷 ８ ％和 １０ ０ ０ ％工况下 的吸收稳定 系统进行模拟， 并对塔设备进行 了核算。模 拟结果表 明， 千气 中丙烯含量 、 化气 中乙烷 和 液 Ｃ 组分含量均低于相应的控制指标（ 体积分数分别小于 １５ ，．％ ，． ％） 稳定塔是吸收稳定系统的瓶颈 ； ． ％ ０ ５ １５ ； 采用给稳定塔并联 副塔的方法进行改造 ， 可使吸收稳定系统在汽油提升管满负荷工况下正常操作 ， 并可增大装置的操作弹性。
Aspen经典算例
1、 装置进料数据
表进料数据
1.进出料参数
出料量Kg/h
进料温度
进料压力Kg/cm2
进料组成WT%
H2O
H2
N2
CO2
H2S
CH4
C2H6
C2H4
C3H8
C3H6
NC4
IC4
丁烯-1
异丁烯
顺丁烯-2
反丁烯-2
IC5
C5=
常压瓦斯268
11
馏程
IP
10%
30%
50%
70%
90%
EP
应用方案研究功能研究，考察贫汽油流量、贫柴油流量对贫气中C3含量、液化气中C2含量的影响。
变量：1.贫汽油流量
2.贫柴油流量
考察参数：1.贫气中C3含量
2.液化气中C2含量
三、软件版本
采用ASPEN PLUS 软件版本，文件名
MDEA脱硫流程模拟计算
一、工艺流程简述
表1 进出料参数
出料量Kg/h
进料温度
进料压力Kg/cm2
进料组成WT%
H2O
H2
N2
CO2
H2S
CH4
C2H6
C2H4
C3H8
C3H6
NC4
IC4
丁烯-1
异丁烯
顺丁烯-2
反丁烯-2
IC5
C5=
减压瓦斯268
11
馏程
IP
10%
30%
50%
70%
90%
EP
比重
产品抽出板
减顶油1550
11
86
112
167
h
中段回流3
催化裂化工艺流程
任务布置
1.绘制重油催化裂化工艺原则流程图。 2.口头复述工艺流程。
注意事项： 1.催化裂化设备的简要画法。 2.催化裂化装置一般几部分构成？
知识拓展
催化裂化的发展历程 催化裂化自1936年实现工业化至今经历了四个阶段： 固定床、移动床、流化床和提升管。
Fixed Bed
Moving Bed
Fluid Bed
同学们上节课已经学习了催化裂化原料、产品、化学反应及 催化剂。 检查同学们掌握的情况： 1、催化裂化的主要化学反应有哪些？ 2、催化裂化催化剂的组成是什么？
提出问题
催化裂化反应及产品分离是通过什么工艺实现的？催 化剂是如何参与反应并再生的？
催化裂化
催化裂化工艺流程框图
图2-1 催化裂化生产工艺方框流程图
此流程是如何实现？
催化裂化工艺原则流程图
图2-2 重油催化裂化工艺原则流程图 1 原料加热炉 2 提升管反应器 3 沉降器 4 再生器 5 辅助燃烧室 6 外取热器 7 分馏塔 9 油气分离器 10 柴油汽提塔 11 气压机 12 吸收塔 13 气压机出口油气分离器 14 解吸塔 15 再吸收塔 16 稳定塔 17 稳定塔回流罐 18 液化气碱洗罐
任务布置
1.绘制重油催化裂化工艺原则流程图。 2.口头复述工艺流程。
注意事项： 1.催化裂化设备的简要画法。 2.催化裂化装置一般几部分构成？
知识拓展
催化裂化的发展历程 催化裂化自1936年实现工业化至今经历了四个阶段： 固定床、移动床、流化床和提升管。
Fixed Bed
Moving Bed
Fluid Bed
图22重油催化裂化工艺原则流程图油气分离器10柴油汽提塔11气压机12吸收塔13气压机出口油气分离器14解吸塔15再吸收塔16稳定塔17稳定塔回流罐18液化气碱洗罐催化裂化工艺原则流程图任务布置任务布置1
信越评估在美投建乙烯项目
［ ５ ］杜翔 ， 王 利东 ， 杜 英生 ． 催 化裂 化 吸收稳 定 系统解 吸塔 双股 进料 工
艺 的改 进 【 Ｊ Ｊ ＿ 化 学工程 ， １ ９ ９ ８ ， ２ ６ （ ４ ） ： ６ — ５ ０ ．
［ ６］ 周 文娟 ， 姜斌， 李 鑫钢 ． Ｆ Ｃ Ｃ Ｕ吸 收稳 定系 统分 离技 术 的改进 【 Ｊ Ｊ ＿ 化
工 进展 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ４ （ １ ） ： ８ ５ — ８ ８ ．
［ ７］ 甄 晓波 ， 王 鼎聪 ，丁臀 巍， 赵 德 智，曹祖 宾 ． 纳米 自组 装催 化剂 对 催 化裂 化混 合油 抗结 焦性 能 的研究 ［ Ｊ ］ ． 石 油化 工高 等学校 学报 ，
２ ０ １ ３ ， ２ ６（ １） ： １ １ ．
５ 结 语
（ Ｉ ） 吸收塔操作压力和补充稳定汽油量对干气
中液化 气含 量影 响显 著 ，随着 压 力和 补充 稳定 汽油
稳 定塔 回流 比
量的提高 ，干气 中液化气含量逐渐降低 ，但能耗也 增加 ，最佳操作压力和吸收剂量要根据经济核算来 决定。 （ ２ ） 适当控制解吸塔冷进料 比例 ， 可有效控制 解吸气中 ｃ ， 组分含量 ， 使吸收塔负荷降低 ； 同时适 当调 整吸 收塔 补充 吸收 油量 ， 在满 足 干气 中 ｃ ， 组分 含量控制指标的前期下 ， 尽量减少吸收塔 、 平衡罐 、 解 吸 塔之 间 Ｃ 组分 的循 环 ， 也可 降低 解吸 塔重 沸器 热负荷 ， 提高装置运行效益 。 （ ３ ） 稳定塔 回流量对稳定塔重沸器热负荷 、 汽 油蒸气压 、 液化气 ｃ ｓ 含量有较大的影响 ， 但回流比 增 大 到一定 程 度后 ，汽油 蒸气 压 、 液 化气 Ｃ 含量 收
［ ３ ］ 张鹏飞， 张华伟， 王聪， 等． 催化裂化装景吸收稳定系统进料工艺分 析［ Ｊ ］ ． 石 油炼 制 与化工 ， ２ ０ ０ ６ ， ３ ７ （ ４ １ ： １ － １ ４ ． ［ ４］ 陆恩锡， 张慧娟， 陈志奎， 等． 催化裂化装置解吸塔工艺条件全面分
催化裂化装置分馏塔的Aspen模拟优化
催化裂化装置分馏塔的Aspen模拟优化闫雨【摘要】In order to improve the production operation of catalytic cracking unit and the economic efficiency, using Aspen plus process simulation software to model and optimize the distillation column, by comparing the model simulation value and the data of the device, the accuracy of the model was verified. Based on the model, the adjustable variables of the device were found by using the sensitivity analysis function, discussion and analysis on several optimization points of fractionation, adjusting the top circulating flow rate, the first segment flow rate and the top circulating temperature, can improve the coarse oil dry point, reduce thegasoline/diesel overlap and the maximum yield of gasoline.%为了改进催化裂化装置的生产操作，提高经济效益，本文利用Aspen plus流程模拟软件对装置的分馏塔进行建模和优化，通过模型模拟值和装置数据的对比，验证了该模型的准确性。
虚拟仿真实验心得体会 仿真实验心得体会(汇总10篇)
虚拟仿真实验心得体会仿真实验心得体会(汇总10篇)当我们备受启迪时，常常可以将它们写成一篇心得体会，如此就可以提升我们写作能力了。
我们如何才能写得一篇优质的心得体会呢？那么下面我就给大家讲一讲心得体会怎么写才比较好，我们一起来看一看吧。
虚拟仿真实验心得体会篇一经过连续两周的`仿真实习，我们练习了离心泵、换热器、液位的控制、精馏塔的冷态开车、正常停车以及相应事故处理的仿真。
通过这次仿真实习基本单元操作方法；增强了我对工艺过程的了解，进而也更加熟悉了控制系统的设计及操作。
让我对离心泵、换热器、精馏塔等有了更深刻的了解和认识。
通过本次的化工仿真实习收获颇多，对工艺流程、控制系统有了一定的了解，基本掌握了开车、停车等的规程。
开始接触化工仿真软件时，感觉很迷漫也很好奇，在后来的实习过程中我首先仔细阅读了课本上实习的具体流程，基本明白了操作的规程。
特别是在练习精馏塔单元等复杂的化工过程的时候，我觉得应该：（1）要仔细认真的阅读课本上相应的流程操作，对每一步操作都应该要有所领会、理解，因为过程的熟悉程度在操作中使至关重要的。
过程不够熟悉也许会误入歧途，错误的操作，最后事倍功半，也不能很好的掌握所需学习的内容。
（2）面对一个复杂的工艺过程时，如果不能事先了解到它们的作用和相应的位置，以及各自开到什么程度，在开车时我们可能会手忙脚乱，导致错误的操作，因此，在开车前最重要的准备工作就是熟悉整个的工艺过程。
（3）在开车后的操作中一定要有耐心，不能急于求成。
无比达到每一步的工艺要求之后，才能进行下一步的操作，否则可能造成不可挽回的质量错误。
因此在面对一个工艺流程，必须要了解这个工艺流程的作用是什么，要达到怎样的目的，了解流程中的各个环节，是如何进料的，操作条件又是如何，要达到什么样的要求。
只有这样我们才能更好的学习或掌握所练习的学习内容。
总之，通过二周的仿真实习，我明白了许多，同时也懂得了许多，在操作过程中对每一步工艺操作都要耐心的完成，要达到规定的要求，不能急于求成，否则会事倍功半。
某化工系统流程的Aspen Plus软件模拟分析
某化工系统流程的Aspen Plus软件模拟分析孙立娟;王佳;齐鹏【摘要】利用Aspen Plus软件对某化工系统流程模拟,并查看各物流结果.应用实例表明,在化工生产中应用Aspen Plus软件可以优化生产,对设备和整套生产装置的操作参数进行模拟,从而实现装置设计优化.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2015(041)002【总页数】4页(P48-50,52)【关键词】Aspen Plus软件;化工系统流程模拟;设计优化【作者】孙立娟;王佳;齐鹏【作者单位】中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266100;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266100;山东能源临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂276017【正文语种】中文【中图分类】TP319Aspen Plus化工模拟系统是美国麻省理工学院于二十世纪70年代后期研制开发的大型化工模拟软件。
化工系统工程主要包括模拟、优化、灵敏度分析和系统综合等，其中模拟是基础，也是最重要的环节。
Aspen Plus因为具有工业上最适用且完备的物性系统，作为计算机辅助性软件能精确模拟出实际化工过程而得到广泛应用。
它用严格和最新的计算方法进行单元和全过程的计算，为企业提供准确的单元操作模型，还可以评价已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计，此外，用户还能够在工艺计算的同时估算基建费用和操作费用，进行过程的技术经济评价。
目前这套系统已广泛应用于化工、炼油、石油化工、煤炭、冶金、环保、动力、节能、医药、食品等许多工业领域[1，2]。
在煤化工中的应用：徐越等[3]基于Aspen Plus平台，提出了加压气流床气化炉的性能模拟方法。
张斌等[4]利用Aspen建立了喷流床煤气化炉模型，并建立了自定义汽化炉模型，预测和模拟喷流床气化炉的性能。
孙志翱等[5]利用大型化工流程软件Aspen Plus对火电厂烟气湿法脱硫工艺进行了模拟，建立的模型对优化设计具有一定的指导意义。
3D化工实训虚拟仿真心得体会铁矿石
3D化工实训虚拟仿真心得体会铁矿石3D化工实训虚拟仿真心得体会铁矿石 1半个学期的校内化工模拟仿真实验结束了，这段时间的实验心情是复杂的。
从这里可以看出，这个实验让我学到了很多，获得了很多以前单纯从课堂上无法获得的知识、经验。
对于半个学期来的实验，在这里我以一种总结和自省的心态来完成这份报告。
也以此纪念我在校内的实验生活。
仿真是以模拟器为工具，用实时动态数学模型代替真实工厂进行教学实践的新技术。
仿真器是一种基于电子计算机、网络或多媒体组件，人工搭建的模拟工厂操作和控制或工业过程的设备，也是动态数学模型实时运行的环境。
模拟为学生提供了充分的实践机会。
他们可以在模拟器上反复进行驾驶和停车的训练，在这里学生成为学习的主体。
学生可以根据自己的具体情况有选择地学习。
比如设计和测试不同的开停车方案，测试复杂的控制方案，优化运行方案等。
可以设定各种事故和极端工况，提高学生在复杂情况下的分析能力和决策能力。
工厂绝不会允许这样。
高质量的模拟器具有较强的交互性能，使学生在模拟实验过程中发挥学习主动性，实验效果突出。
主要包括化工单元操作和典型工业生产设备的选择，如离心泵、换热器、压缩、吸收、精馏、间歇反应、连续反应、加热炉、石油化工中的催化裂化装置、常减压蒸馏装置、合成氨中的转化装置等。
计算机用于模拟操作。
在实验的过程中，使学生对装置的工艺流程，正常工况的工艺参数范围，控制系统的原理，阀门及操作点的作用以及开车规程等更加详细的了解，并掌握典型化工生产过程的开车、停车、运行和排除事故的能力。
在这里我举一些具体的实验例子来说明我们学习的内容:“精馏”、“吸收”是化学工业中进行混合物分离的两种单元操作，在化学工业中占有重要的地位。
这两部分理论较抽象，只在课堂上向学生传授相应的理论知识，学生觉得难以理解;由于没有实物参照，教师在教授这部分内容时也感到有些被动。
因此学生在学习这两部分内容的同时，进行相应的实践课就显得尤为必要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
虚拟组分法在催化裂化吸收稳定系统流程模拟中的应用
摘要：石油炼化工厂催化裂化装置的吸收稳定系统是利用吸收和精馏的方法加工粗汽油和富气，分离得到干气（c2及c2以下）、液化气（c3和c4）和稳定汽油。
在模拟过程中，由于物料组分复杂而无法使用真实组成。
本文根据恩氏蒸馏系数采用虚拟组分法确定物料组成，确定采用srk热力学方法，过程模拟结果与生产标定结果基本一致，说明虚拟组分法在催化裂化吸收稳定系统在流程模拟分析过程中有良好的适用性。
abstract： in petroleum refining plant， the absorption stabilization system of catalytic cracking unit uses absorption and distillation method to separate rich gas and crude gasoline， to get dry gas （c2 and the following），liquefied petroleum gas （c3 and c4） and stable gasoline. in the process of simulation， we can’t use real data due to the material complex composition. according to engler distillation data， we had used pseudo-component method to determine the material composition， and applied the thermodynamic method of srk. process simulation results was basically identical with the production calibration results. the pseudo-component method had good applicability in the process of simulation.
关键词：吸收稳定系统；恩氏蒸馏系数；虚拟组分法；流程模
拟
key words： the absorption stabilization system；engler distillation data；pseudo-component method；process simulation
中图分类号：o643.3 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）25-0036-03
1 概述
催化裂化（fccu）是炼油厂中重要的二次加工过程[1]。
催化裂化主要作用是在加热和催化剂的共同作用下，将常压渣油、蜡油、脱沥青渣油等重质馏分油转换成高质量的干气、液化气、汽油和柴油等轻质油品的主要过程。
催化裂化吸收稳定系统的作用是将富气与粗气油分离成干气（c2及c2以下）、液化气（c3、c4）和蒸汽压合格的稳定汽油（c4以上）。
所谓吸收稳定，目的在于将来自分馏部分的催化富气中c2以下组分与c3以上组分分离以便分别利用，同时将混入汽油中的少量气体烃分出，以降低汽油的蒸气压，保证符合商品规格。
该系统主要有吸收塔、解吸塔、稳定塔、再吸收塔以及相应的换热器等辅助设备组成。
吸收稳定系统的工艺流程已经从最初的吸收和解析在一个塔中完成的“单塔流程”逐渐发展成“双塔流程”，所谓的双塔流程即为将富气吸收和凝缩油解吸，分别放在两个塔中进行，从而提高吸收效率和解吸能力[2]。
吸收稳定系统的工艺设计与优化已经越来越多的采用过程模拟
优化手段来完成。
主要集中于工艺过程塔器作用的调整、工艺参数
的优化和设备效率提高等[3][4]。
但在实际模拟中发现主要物料组成复杂，工厂提供的标定报告往往仅有恩式蒸馏系数数据而没有具体组成，这对过程模拟产生了一定影响，在物料组成设定和热力学方法选择上如不能与真实物料性质一致就会导致模拟结果的较大
偏差，为未来装置建设或生产改进带来难以预料的影响[5]。
本文拟通过采用青海地区炼油企业吸收稳定系统实际标定的物料数据，采用虚拟组分法确定物料组成，确定热力学方法，对现有吸收稳定系统过程进行模拟，将模拟结果与生产实际相比较，来确定说选择的虚拟组分法和热力学方法的适用性。
为未来工厂采用流程模拟的方法进行流程改造和设备升级奠定基础。
2 基本工艺
本文采取模拟对象为青海地区某炼油厂，其基本工艺如图1所示，气压机压缩后的富气与来自吸收塔底部凝缩油、解吸塔顶解吸气体、酸性水一起进入空冷器冷却至50℃后进入冷凝器冷却至40℃进入油气分离器，进行平衡分离；分离后气体进入吸收塔底部，与来自塔顶的粗气油和稳定汽油逆流接触，经过吸收后的干气自吸收塔顶馏出后经干气分液罐送至高压瓦斯管网；吸收塔塔底凝缩油用解吸塔进料泵抽出，先进入油气分离罐，经分离后一部分直接进入解吸塔上部，另一部分经解吸塔进料换热器加热后送入解吸塔；解吸塔塔底脱乙烷汽油由稳定塔进料泵送到稳定塔进料/稳定汽油换热器加热，根据不同操作情况进稳定塔的不同层；稳定塔塔顶液化石油气自塔顶进入稳定塔塔顶空冷器、冷凝器冷凝冷，进入稳定塔
顶回流罐，液化气由稳定塔顶回流罐经稳定塔顶回流泵加压后，一部分返回稳定塔顶作回流，另一部分作为产品送至液化气脱硫系统；稳定汽油由稳定塔底流出经稳定塔进料换热器、解吸塔进料换热器、热媒水换热器冷却后分两路，一路经空冷、稳定汽油循环水换热器冷却后，送到吸收塔作补充吸收剂；一路送至汽油醚化装置，在汽油醚化装置停工期间，稳定汽油送至罐区[6][7][8]。
3 吸收稳定系统的工艺流程模拟
流程模拟软件aspen是常用的过程模拟工具，在石油化工中有较广泛的应用[9][10]，本研究采用该软件作为模拟工具，应用工厂的具体数据，进行模拟以检验所采用虚拟组分法的效果。