140×104t/a催化裂化装置运行优化及用能分析研究

摘要

随着社会的快速发展，资源的消耗急剧增长，为此能源高效利用已成为当前社会乃至各级政府及企业密切关注的焦点。在炼油行业为了最大限度的利用资源，通常利用催化裂化将减压渣油、脱沥青油及尾油等重油二次加工以达到轻质化高效利用的目的。截至目前，我国催化裂化技术在能耗和操作成本方面与世界先进水平相比，还存在一定的差距。因此，科学合理地分析催化裂化装置用能过程，降低装置能耗，提高操作水平，具有非常重要的实际应用价值。　　本文以陕西某炼油厂年产140万吨催化裂化装置为研究对象，利用Aspen HYSYS模拟软件对催化裂化装置分馏及吸收稳定系统进行了流程模拟优化分析，并利用AspenEnergy Analyzer软件对其进行能耗分析研究，取得了如下研究成果:　　(1)利用Aspen HYSYS模拟软件对催化裂化装置分馏及吸收稳定系统进行流程模拟，模拟结果能够较好的反映装置实际运行情况，为后续的优化改进提供可靠的理论基础。　　(2)在所建模型验证的基础上，对催化裂化分馏及吸收稳定系统进行了系统优化。首先分析了分馏塔各段回流取热分配比例对分馏塔顶产品及侧线采出轻柴油产品质量的影响，得出了塔顶循环量、一中循环量对产品汽油的干点、轻柴油5％馏分性质的影响规律;其次，考察了稳定塔侧线采出补充吸收剂性质、采出位置及采出量的改变对贫气和干气中C3+含量的影响;在此基础上还分析了系统关键操作参数解吸塔底温度及压力、稳定塔进料温度对吸收效果、产品质量的影响，从而使得吸收和解吸达到最佳操作。　　(3)在模拟优化研究的基础上，利用夹点技术理论，首先通过换热网络分析软件Aspen Energy Analyzer对催化裂化装置分馏及吸收稳定系统换热网络分析诊断，找出装置物流之间的不合理换热，进而提出了换热网络优化改进方案;其次利用Aspen EDR对换热网络过程中调整及新增换热器进行了校核和选型设计;最后从装置投资估算、年经济效益等方面对优化改进方案进行了可行性评估。结果表明，优化改进方案经济效益良好、回收期较短，具有实际应用价值。

目录

声明

摘要

1．1 背景及研究意义

1．2 催化裂化发展历程及趋势

1．2．1 催化裂化发展历程

1．2．2 催化裂化发展趋势

1．3 化工模拟软件发展及系统构成

1．3．1 化工模拟软件发展

1．3．2．化工模拟过程系统构成

1．4 换热网络夹点技术及应用

1．4．1 换热网络研究进展

1．4．2 夹点形成及意义

1．4．3 换热网络优化方法

1．4．4 夹点技术应用及范围

1．5 研究内容

第二章 分馏及吸收稳定系统流程模拟

2．1 装置概述

2．2 模型的建立及可靠性验证

2．2．1 数据采集整理

2．2．2 热力学方法的选择

2．2．3 分馏系统流程模拟

2．2．4 吸收稳定系统流程模拟

2．3 本章小结

第三章 分馏及吸收稳定系统流程优化

3．1 分馏系统模拟优化

3．1．1 分馏塔取热现状

3．1．2 塔顶循环量对产品质量的影响

3．1．3 一中回流量对产品质量的影响

3．1．4 分馏塔优化结果

3．1．5 水力学校核

3．2 吸收稳定系统优化

3．2．1 补充吸收剂性质

3．2．2 轻汽油补充吸收剂侧线位置的确定

3．2．3 补充吸收剂用量的影响

3．2．4 解吸塔底温度

3．2．5 解吸塔操作压力

3．2．6 吸收稳定系统优化结果

3．3 本章小结

第四章 用能分析及换热网络优化

4．1 催化裂化用能现状

4．2 换热网络分析

4．2．1 数据提取

4．2．2 最小传热温差

4．2．3 换热网络用能分析及诊断

4．3 换热网络存在问题

4．4 换热网络改进方案

4．4．1 油浆产品余热利用

4．4．2 原料油-轻柴油-循环油浆热联合优化

4．4．3 分馏塔一中回流-解吸塔底热联合

4．4．4 分馏塔顶循换取热改进

4．4．5 富吸收油换热优化改进

4．4．6 补充吸收剂换热流程改进

4．4．7 换热网络改进结果

4．5 换热器选型

4．5．1 解吸塔底再沸器

4．5．2 分馏塔顶循换热器

4．5．3 补充吸收剂换热器

4．6 投资估算及经济效益

4．6．1 投资估算

4．6．2 经济效益

4．7 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得科研成果