延迟焦化装置分馏塔循环比的优化选择

摘要

随着原油的变重及劣质化，延迟焦化工艺由于其原料适应性强、操作弹性大、工程投资低、经济效益回收效率较高、产品柴汽比高等特点，越来越受到重视。由于分馏塔循环比的选择很大程度上影响着焦化的产品分布和装置能耗，因此如何合理选择主分馏塔循环比，从而提高轻收、增加柴汽比和降低能耗是实现经济效益最大化的重要措施。为此，本文提出了结合现场操作经验，基于流程模拟和数学回归方法的延迟焦化装置分馏系统最优循环比的求解方法。 本文首先简述了延迟焦化装置的发展状况及工艺特点。近年来，为了追求最大液收，不少学者提出延迟焦化应采用低循环比，甚至单程操作，即零循环比操作。然而研究表明，低循环比增加主要的是经济价值较低的重油的收率，而经济效益较高的汽、柴油收率却下降。因此，如何选择一个合适的循环比操作，目前尚无定论，主要原因是由于焦化原料组成及焦化反应的复杂多样性，目前尚无模型能对焦化这一过程进行准确的描述。基于此，本文应用系统优化的思路，结合现场操作经验，通过采用流程模拟和数学回归的方法，分析了循环比与焦化产品分布及装置能耗的影响，建立了一定条件下循环比与各产品收率以及循坏比与装置能耗的函数关系，并进一步考虑经济因素，建立了循环比影响的经济函数，将几个循环比的经验操作变为了一定循环比区间内的连续操作，使数学意义上的以最佳产品收益和最低能量消耗为目标的最优循环比操作成为可能。文章介绍了回归分析工具的运用并提出了选择最优循环比的具体操作方法：基于装置初始物料平衡，利用PRO/Ⅱ对分馏塔进行模拟得到产品及中段回流取热分布，进而借助Aspen pinch对装置用能情况进行夹点分析，然后利用Excel回归分析工具对所得的各组离散数据进行回归，建立目标函数并寻优，最后对其进行可靠性检验。 本文通过对某炼厂延迟焦化装置进行了实例分析，建立了一定生产方案下循环比与产品分布和装置能耗之间的关系，并进行了优化分析。对所求的最优循环比进行了经济效益分析，并利用现场操作数据对建立的函数关系进行了精度检验。实现了95％置信度下产品收率的点预测及区间预测，对实际生产具有较好的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1延迟焦化装置能量优化的重要意义

1.2分析方法简述

1.2.1能量分析法

1.2.2系统工程

1.2.3多元线性回归分析法

1.3软件的应用

1.3.1流程模拟软件

1.3.2多元线性回归分析软件

1.4论文主要研究内容

第二章延迟焦化装置工艺分析

2.1国内外延迟焦化发展状况

2.1.1延迟焦化的优点

2.1.2延迟焦化的发展

2.2焦化工艺发展简介

2.2.1延迟焦化工艺路线发展

2.2.2延迟焦化装置工艺特点

2.3延迟焦化工艺模拟的发展

2.3.1焦炭塔的模拟

2.3.2延迟焦化主分馏塔工艺模拟

2.4循环比的选择

2.4.1循环比对焦化产品的影响

2.4.2循环比对装置能耗的影响

2.4.3循环比的选择现状

本章小结

第三章回归分析方法

3.1最优化方法

3.2 Excel简介

3.3 Excel回归分析

3.3.1用规划求解工具进行回归分析

3.3.2用Excel函数进行回归分析

3.3.3用回归分析工具进行回归分析

3.4回归分析可靠性检验

3.4.1一元线性回归检验

3.4.2一元非线性回归检验

3.5利用回归方程进行预测

3.5.1点预测

3.5.2区间预测

本章小结

第四章延迟焦化最优循环比选择

4.1系统变量分析

4.2优化分析方法

4.2.1基本思路

4.2.2循环比对装置产品分布影响的研究

4.2.3循环比对装置冷、热公用工程影响的研究

4.2.4循环比对装置效益影响的研究

4.3约束条件分析

4.4数学处理

4.4优化分析具体步骤

4.5优化分析需注意的问题

本章小结

第五章实例研究

5.1装置简介

5.1.1工艺流程简介

5.1.2操作条件

5.2分馏塔模拟及夹点分析

5.2.1延迟焦化主分馏塔模拟

5.2.2装置能量系统夹点分析

5.3数据分析

5.3.1能耗分析

5.3.2产品分布分析

5.3.3各中段取热分配

5.3.4回归方程检验

5.3.5不同生产方案分析

5.3.6经济模式分析

5.3.7最优循环比操作的效益分析

5.3.8灵敏度分析

5.4利用回归方程进行预测

5.4.1点预测

5.4.2区间预测

5.5精度检验

5.6涉及到的工程问题讨论

本章小结

结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见