基于Aspen Plus的催化装置原料实施热进料优化研究

段伟峰

摘要：本文利用Aspen plus软件，通过对催化装置原料油换热网络的建模分析，对催化装置原料换热网络进行分析，通过提高渣油进装置温度，顶出油浆热量，增产3.5MPa蒸汽。通过建模分析，东蒸馏常渣油进催化装置温度提至140℃，催化装置进料按80%热进料，20%冷进料控制，混合后温度为128.5℃，增产3.5MPa蒸汽中压蒸汽4.05t/h，预计节省效益为592.44×104￥/a，降低全厂能耗0.595kgEO/t。

关键词：Aspen Plus;催化装置;热进料;能耗

1. 催化装置原料油系统简介

辽河石化80万吨/年催化装置原料为东蒸馏常渣油，常渣油由储运罐区付料，进装置温度为80℃;80℃的常渣油进催化装置后，依次与重柴油和循环油浆换热至207℃进提升管反应器。

原料油泵设计温度为100℃，原料油缓冲罐设计温度为100℃。

本文利用Aspen Plus软件，通过过程模拟、理论计算等方法来研究催化装置原料油实施热进料的可行性，通过顶出循环油热量，增产3.5MPa蒸汽，提高油浆热量利用率，达到节能降耗的目的。

2. 催化装置原料油系统现状分析

2.1原料油系统流程模拟

以催化装置原料油系统实际工况为基础，利用Aspen软件对催化装置原料油换热网络进行模拟分析，建模流程如图1所示。优化前，催化原料油换热系统参数如表1所示。

2.2 存在问题分析

利用Aspen Plus软件对原料油换热网络进行模拟测算。经计算可知，原料油/重柴换热负荷为424kW，原料油/油浆换热负荷为7353kW，由于原料进装置温度只有84℃，分馏塔底油浆热量用于给原料油换热，减少了油浆产汽负荷，油浆产3.5MPa蒸汽量减少。

因此，建议东蒸馏原料进催化装置实施热进料，以顶出油浆热量，增产3.5MPa蒸汽。

3.优化措施

3.1建模分析

催化装置原料为东蒸馏常渣油，常渣油由储运罐区付料，温度为80℃。通过东蒸馏换热网络优化，提高渣油出东蒸馏装置温度至140℃，催化装置进料按80%热进料，20%冷进料控制，建模流程如下图所示。优化后，催化原料油换热系统参数如表2所示。

由上表可知，催化装置原料实施热进料后，原料油进原料油/重柴换热器温度由80℃提至128.6℃，油浆热/原料油热负荷由7353kW降至4665kW。

3.2优化前后对比分析

催化装置实施热进料后，原料进原料/重柴换热器温度由80温都提至128.6℃。优化前后原料油/油浆换热器负荷变化如下图所示。

由上图可知，优化后，油浆/原料油换热器热负荷由7353kW减少至4665kW，即：节约油浆热量2688kW。油浆产1吨饱和蒸汽需664kW热量，则，催化装置实施热进料后，可多产3.5MPa蒸汽4.05t/h。

3.3节能量计算

东蒸馏常渣油直供至催化裂化装置做原料后，顶出油浆热量2688kW热量;

預计增产中压蒸汽4.05t/h，中压蒸汽价格为173.9￥/t，年操作时间按8400h核算，节省效益为591.6×104￥/a，降低全厂能耗0.595kgEO/t。

3.4改造内容

催化装置原料实施热进料后，进料按80%东蒸馏常渣油热直进料，20%罐区冷进料控制，具体改造内容如下

1）新增直供料调节系统，催化原料返回罐区管线扩径;

2）更换原料油泵及原料油缓冲罐，更换后的原料油泵及原料油缓冲罐设计温度为150℃左右。

4.结论

催化装置原料实施热进料后，常渣油出东蒸馏温度为140℃，进料按80%东蒸馏常渣油热直进料，20%罐区冷进料控制。

热进料实施后，顶出油浆热量2688kW热量;

预计增产中压蒸汽4.05t/h，中压蒸汽价格为173.9￥/t，年操作时间按8400h核算，节省效益为591.6×104￥/a，降低全厂能耗0.595kgEO/t。