常减压装置常压塔流程模拟计算

赵晶莹，姜进宪

(中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心，黑龙江 大庆 163714)

常减压装置常压塔流程模拟计算

Simulation calculation of atmospheric tower process of vacuum distillation unit

赵晶莹，姜进宪

(中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心，黑龙江 大庆 163714)

本文介绍了常减压装置常压塔基础模型的建立，并对其进行流程模拟。

常减压装置；模拟模型；流程模拟

常减压装置直接处理原油，将原油切割成各种不同馏分的产品并消耗大量的能量。这些馏分产品或作为后续工段的进料，或经调和后作为成品油出售，它们有一定的质量要求。因此对常减压装置进行流程模拟，建立符合实际工业过程的常减压装置模型。根据炼制原油性质的不同和馏分产品的质量要求，通过模型可以寻找常减压装置的最优操作参数，使常减压装置根据炼制原油性质的不同和馏分产品的质量要求，在最优的操作条件下，并在保证各馏分产品质量的前提下，提高各馏分产品的产量。本文运用Aspen plus流程模拟软件建立基础模型，采用流程模拟技术进行常压系统的模拟计算。

1 常减压装置常压塔基础模型的建立

1.1 常减压装置流程模拟的基本条件及物性方法的选择

（1）模拟的基本条件

处理量：350万t/年；

常压塔：常压炉出口温度为366℃；塔顶压力为42 kPa（表压）；

减压塔：减压炉出口温度为395℃，塔顶压力为5 kPa（绝压）;

常压塔设置有常一线、常二线、常三线和常四线共四个侧线抽出。其中常一线产品为航空煤油，常二线为柴油产品。

初馏塔塔顶压力：0.045 MPa（g）。

（2）物性方法的选择

物性方法的选择是流程模拟计算结果准确程度的关键，对于常减压装置的原油模拟，有3种方法：BK10、CHAO-SEA、GRAYSON。通过3种方法的计算比较，BK10法不仅能得到很好的模拟结果，而且它比更复杂的CHAO-SEA、GRAYSON法计算速度更快，所以本项目采用BK10法进行模拟计算。BK10方法采用Braun K-10的K值关联式，该关联式是由真实组分和石油馏分的K10图开发出来的，真实组分包括70种烃和轻气体。它适用于沸程范围为177～427 ℃的石油馏分。

袁家骝与他的父亲是截然不同的两种人，勤勉踏实，乐于助人，动手能力又极强，这都给吴健雄留下良好的印象。这个东方美女在国外求学时，因容貌堪比明星，又对旗袍情有独钟，曾经迷倒一大片外国优秀男士，然而，她最终选择了有相同文化背景的袁家骝。

1.2 常减压装置基础模型的选取

为了能够直观地反映装置的流程，在Aspen Plus中可以定义过程流程图。

常压塔过程流程图及塔模型的选取

常压塔选用带有加热炉、塔顶冷凝器和汽提蒸汽塔的PetroFrac模型，没有塔底再沸器，设置有三个中段循环。常压塔在设计时采用二级冷凝，第一级冷凝可以由塔顶冷凝器来模拟计算，对于第二级冷凝器则由图2中的闪蒸模块（V5）来进行计算。常压塔有四个侧线产品：常一线（航空煤油）、常二线（柴油）、常三线和常四线油。常压塔流程如图1所示，图中物流说明见表1所示。

表1 常压塔流程图中各流股的说明

2 常减压装置实际工况流程模拟

2.1 模拟的基础数据

本文选取了实际装置的标定工况进行模拟，模拟计算原油分析数据包括实沸点数据和相对密度，

表2 原油实沸点蒸馏性质

根据炼油厂工艺指标要求，产品质量指标衡量的标准主要是产品的初馏点和干点。因而模拟计算的准确与否也以主要产品的干点为衡量标准。通过对常减压装置常压系统进行流程模拟，模拟结果与生产实际结果吻合的比较好，下面将模拟数据与生产实际数据进行对比，如表3和表4所示。

图1 常压塔的过程流程图

2.3 流程模拟计算结果分析

Aspen plus所建立的模型以汽液平衡作为计算的理论基础。但是在实际的生产装置中，汽液两相的传质并不一定能够达到平衡。比如常二线抽出板温度，在模型中运用能量平衡和汽液相平衡来计算得到，但是在实际工况中汽液两相并不一定达到平衡，而且不同的塔负荷状态下传质的效果各不相同，再加上温度监测点的不一致，都会造成偏差。

在实际生产时，由于关键产品的质量是每四个小时分析一次，而且数据不能实时得到，因而操作人员最关心的是关键点温度的控制，如果温度在控制范围之内且波动不是很大，那么产品的质量也就不会偏差太大，可以得到合格的产品。从模拟来看，流程模拟

计算的温度与实际工况测量值之间的误差不超过3%，流量误差不超过2%，说明模型建立具有较高的准确性。

表3 主要产品干点及关键塔板的模拟计算结果

表4 主要物流流量的模拟计算结果

对主要产品干点的模拟计算结果的绝对偏差平均值为2.6℃，其平均相对误差为1.0%；对关键塔板温度的模拟计算结果绝对偏差平均值为3.6℃，其平均相对误差为1.6%。因此建立模型有良好精度，可以基于模型系统分析常减压装置生产过程机理特性，考察各工艺操作条件对主要馏分产品质量的影响，并据此指导了生产负荷的调整和各工艺操作条件的优化。

(R-03)

万华化学集团开发出聚酰亚胺制备新方法

万华化学集团股份有限公司开发出一种聚酰亚胺制备新方法，包括以下步骤：二元伯胺溶解于弱水溶性溶剂中，逐渐加入有机酸酐发生缩聚反应生成聚酰胺酸；然后升温回流，聚酰胺酸发生脱水反应得到半亚胺化的聚酰亚胺悬浮液；过滤悬浮液得到半亚胺化的聚酰亚胺固体，干燥后得到聚酰亚胺粉末产品；或者将二元伯胺溶解于弱水溶性溶剂中，逐渐加入有机酸酐发生缩聚反应生成聚酰胺酸；然后升温回流，聚酰胺酸发生脱水反应得到半亚胺化的聚酰亚胺溶液；将得到的半亚胺化的聚酰亚胺溶液涂膜、干燥后得到聚酰亚胺薄膜。该方法不仅缩短了生产周期、降低了生产成本，而且有利于规模化生产。

燕丰 供稿

一种生物基聚碳酸酯及其制备方法

中国林业科学研究院林产化学工业研究所以生物基环氧脂肪酸酯为原料与CO2气体聚合得到生物基聚碳酸酯，产率≥70%，数均分子量为11 000～30 000，分子量分布为1.10～1.74；所述的生物基环氧脂肪酸酯为由天然植物油脂先水解冷冻分离出不饱和脂肪酸酯后再环氧化得到，或者由天然植物油脂直接环氧化得到。该方法绿色环保，成本低廉，工艺操作简单易行，且所用溶剂、催化剂等均可高效回收利用，环境友好，适用于工业化生产。

燕丰 供稿

提高微悬浮聚氯乙烯糊树脂生产效率的方法

唐山三友氯碱有限责任公司开发出一种提高微悬浮聚氯乙烯糊树脂生产效率的方法。将引发剂、乳化剂、助乳化剂、氯乙烯单体和脱盐水乳化后加入聚合釜，在40～60℃下反应，反应开始30～60 min后，补加氯乙烯单体。与现有技术相比，该方法具有减轻黏釜程度、提高生产效率、降低助剂消耗，且粒子粒径和粒径分布可以通过中间加入单体量及加入速率控制的优点，解决了目前聚氯乙烯糊树脂生产中物料均化时间较长的问题，使得均化后物料粒径不仅满足工艺需求而且在补加氯乙烯单体后仍能保证乳液液滴稳定和产品粒径和粒径分布在合适的范围，缩短了均化时间，提高了生产效率。

燕丰 供稿

TQ323.5

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

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

赵晶莹(1978-)，女，工程师，主要从事流程模拟优化工作。

2016-09-09