基于装置联合的渣油综合利用

摘要

据报道预计2020年后，重质原油储量占世界原油储量的50%左右，渣油加工占全球原油加工量的比例越来越高，因此，能否对渣油进行高效转化利用，是炼油企业提升竞争力的关键。目前关于渣油的处理路线主要有加氢和脱碳两种，对应的是延迟焦化装置和渣油加氢装置。两种装置对应渣油处理的利用率是不同的，因此，如何制定合理的生产路线，组合后续的工艺就显得尤为重要。目前关于单装置的优化研究较多，联合路线全产业链优化的研究较少。 延迟焦化是目前最为常用的渣油处理装置，以减压渣油等为原料，在高温下发生深度热裂化和缩聚反应，转化成干气、液化气、汽油、柴油、蜡油和石油焦。渣油加氢相比于延迟焦化装置，是更为先进的渣油处理装置，以减压渣油为原料，在临氢环境下发生加氢裂化反应。加氢是将渣油裂化成轻质产品而又避免生成焦炭的唯一途径，所以该装置具有轻油产品收率高、质量好以及废料少的优点。由于流程中没有开式子系统，环保效果好。但是同延迟焦化装置比较，该装置投资高、能耗高、设备复杂，操作困难，且催化剂对原料的适应能力差。针对延迟焦化装置和渣油加氢装置进行全流程建模，包括反应模型和分离模型。结合实际的求解难度和工业精确度需求，延迟焦化的反应建模基于六集总反应模型，渣油加氢的反应建模基于多集总窄馏分模型，反应模型能够准确预测反应收率。基于ASPEN Plus对分离工段进行严格建模，能够准确计算出分离工段的公用工程能耗，为后续的路线经济效益核算及产品分布提供数据支持。 目前低硫石油焦价格良好，延迟焦化装置难以独立生产高品质的低硫石油焦，需要渣油加氢装置和延迟焦化装置联合，为得到最佳加工路线，建立了装置联合配套下游装置的超级结构，同时对传统的脱碳路线混炼加氢渣油和传统的加氢路线混炼焦化蜡油的经济效益进行评估分析，得出加氢路线焦化蜡油掺炼比为0.12时收益最大，延迟焦化路线加氢渣油掺炼比为0.77的经济收益最大。随后，基于渣油加氢及延迟焦化装置的严格模型，建立装置联合处理渣油的超级结构，并对生产计划中渣油加氢和延迟焦化装置的输入收率以及装置加工费用进行校核，最后优化得出最佳加工路线。

目录

声明

引言

1 文献综述

1.1 延迟焦化路线

1.1.1 延迟焦化概述

1.1.2 延迟焦化反应介绍

1.1.3 延迟焦化反应影响因素

1.1.4 延迟焦化模型研究

1.1.5 延迟焦化后续路线

1.2 渣油加氢路线

1.2.1 渣油加氢装置概述

1.2.2 渣油加氢反应介绍

1.2.3 渣油加氢反应影响因素

1.2.4 渣油加氢模型研究

1.2.5 渣油加氢后续路线

1.3 其他渣油处理路线

1.3.1 渣油气化路线

1.3.2 IGCC路线

1.4 流程模拟技术

1.4.1 发展历程

1.4.1 常用流程模拟软件介绍

1.5 本文研究内容及创新点

1.5.1 研究内容

1.5.2 研究方法

1.5.3 创新点

2 延迟焦化路线

2.1 装置工艺流程

2.1.1 焦化反应工段

2.1.2 主分馏塔工段

2.1.3 吸收稳定工段

2.2 延迟焦化反应模拟

2.2.1 焦化反应模型建立

2.2.2 操作参数的灵敏度

2.3 分离工段模拟

2.3.1 分离工段模型建立

2.3.2 模拟结果

2.4 延迟焦化置掺炼加氢渣油分析

2.4.1 技术经济模型建立

2.4.2 掺炼收益灵敏度分析

2.5 小结

3 渣油加氢路线

3.1 装置工艺流程

3.1.1 加氢反应工段

3.1.2 产品分离工段

3.2 渣油加氢反应模拟

3.2.1 渣油加氢反应模型建立

3.2.2 操作参数的灵敏度分析

3.3 分离工段模拟

3.3.1 分离工段模型建立

3.3.2 模拟结果

3.4 渣油加氢掺炼焦化蜡油分析

3.4.1 技术经济模型建立

3.4.2 掺炼收益灵敏度分析

3.5 小结

4 装置联合处理路线

4.1 路线超级结构

4.1.1 路线描述

4.1.2 优化模型

4.2 计算结果

4.3 小结

结论

附录A 装置实际生产数据

参 考 文 献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢