基于吸收稳定系统操作参数调整的FCC和气分装置联合优化

摘要

随着催化裂化技术的不断发展,催化裂化装置的物料平衡发生了重大变化,其中最为主要的是多产气体,因此LPG和丙烯产率大幅度提高,这使得以富气和和粗汽油为加工对象的吸收稳定系统受到了较大影响,原有的设计操作参数已偏离最优操作区间,因此,需对吸收稳定系统操作参数进行系统优化,以适应发展,达到更好的经济效益。 本课题在前人研究和对现有装置调研的基础上,以吸收稳定系统及其上游催化主分馏塔和下游气分所组成的联合装置为研究对象,并按功能将其分为主分馏塔、吸收塔、解吸塔、再吸收塔、稳定塔、脱乙烷塔以及气压机系统等7个操作单元。首先,进行各操作单元的工艺分析和相互影响分析,找出影响其能耗和产品收率的主要因素,得出气压机出口压力、补充吸收剂流量、贫吸收油流量和脱乙烷汽油的乙烷含量是影响联合装置能耗和产品收益的四个关键(独立)变量；然后以联合装置产品收益和能耗综合效益为目标函数,以上述四个关键变量为优化变量,采用变量轮换法、黄金分割法和外推内插法实现最优化求解。优化过程中的工艺计算通过流程模拟软件Pro/Ⅱ完成。 运用本研究所提出的方法,对某厂1.4Mt/a催化裂化装置和其下游0.28Mt/t气体分馏装置进行了优化,研究结果表明,通过吸收稳定系统关键(独立)变量调优,可在联合装置实现年综合效益提升598万元。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1能源形势

1.2催化裂化装置简介

1.2.1催化裂化技术历史回顾

1.2.2催化裂化技术的新进展

1.3吸收稳定系统简介

1.3.1吸收稳定系统的发展历史

1.3.2吸收稳定系统的最新研究成果

1.4过程模拟技术

1.4.1稳态模拟

1.4.2动态模拟

1.5过程系统最优化技术

1.5.1变量轮换法

1.5.2模式搜索法

1.5.3可变单纯形法

1.5.4最速下降法

1.5.5牛顿法

1.5.6共轭梯度法

1.5.7拟牛顿法

1.6研究内容及课题创新

第二章联合装置工艺及流程分析

2.1吸收稳定系统及脱乙烷塔的工艺分析

2.1.1解吸塔

2.1.2稳定塔

2.1.3吸收塔

2.1.4再吸收塔

2.1.5脱乙烷塔

2.1.6气压机系统

2.2吸收稳定系统的流程分析

本章小节

第三章联合装置的优化

3.1关键变量的确定

3.2关键变量对联合装置效益影响

3.2.1解吸率对联合装置效益的影响

3.2.2补充吸收剂流量对联合装置效益的影响

3.2.3贫/富吸收油流量对联合装置效益的影响

3.2.4操作压力对联合装置效益的影响

3.3目标函数的确定

3.4优化求解方法

3.4.1变量轮换法

3.4.2一维搜索

本章小节

第四章实例分析

4.1基础依据

4.1.1催化裂化装置主分馏塔的基础数据

4.1.2催化裂化装置吸收稳定系统的基础数据

4.1.3气体分馏装置的基础数据

4.2联合装置的模拟

4.2.1主分馏塔的模拟

4.2.1吸收稳定系统的模拟

4.2.2气体分馏装置的模拟

4.3联合装置的优化

4.3.1目标函数的确定和初值的选取

4.3.2目标函数的优化

本章小结

结论及建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢