连续重整装置流程模拟及优化.pdf

本 文运用 Aspen Plus 软件 ，对该连续重整装置进行流程模拟 ， 以期利用该模型指导装置优化 ，降低装置能耗 2 工艺流程简介2.1 预处理部分自罐区来的石脑油进入 R101 (预加氢反应器 )反应后 ，反应产物经冷却后进入 D103(预加氢反应产物分离罐 )进行气液分离 ；反应生成油经换热后进入 C101 (汽提塔 )， 塔顶脱除 H2O、H2S、NH3及轻烃 ；塔底油经换热后进入 C102(石脑油分馏塔 )，塔顶拨出小于 80℃馏分送至 C103(脱异戊烷塔 )，塔底精制石脑油进入重整反应部分 C103 塔顶分离出异戊烷油作为汽油调合组分 ，塔顶脱异戊烷油作为轻石脑油改质装置原料 2.2 重整反应部分自重整反应器出来的反应产物经换热后进入1 前言中国石化青岛炼油化工有限责任公司 150×104t/a 连续重整装置由预处理 、重整 、催化剂再生和苯抽提 4 个部分组成 ，原则流程如图 1 所示 连续重整装置流程模拟及优化袁淑华(中国石化青岛炼油化工有限责任公司 ，山东 青岛 266500)摘 要 以中国石化青岛炼油化工有限责任公司 150t/a 连续重整装置为研究对象 ，采用 Aspen Plus 流程模拟软件 ，建立了催化重整装置及重整后分馏部分与实际工况相吻合的稳态流程模拟模型 。

利用此模型 ，对重整装置的汽提塔 、石脑油分馏塔 、脱异戊烷塔 、脱戊烷塔 、脱丁烷塔 、脱 C6塔 、脱甲苯塔 、二甲苯塔进行了综合分析 以节能和经济效益最大化为目标 ，分别对汽提塔 、石脑油分馏塔 、脱 C6塔 、脱甲苯塔和二甲苯塔进行了操作参数优化 连续重整装置优化后 ，共计节约燃料气 300m3/h(标准 )、N2(0.7MPa)88m3/h(标准 )、1.0MPa 蒸汽 4t/h，创造节能效益 780.36 万元 /a 同时 ，脱 C6塔底油中苯含量由 1.2%下降为 0.2%，多回收苯 1t/h；二甲苯收率由 19.01%提高 至 19.85%，二 甲苯产 量增 加 1.5t/h，按照苯 、二甲苯与汽油差价折算 ，创造效益 3360 万元 /a 两项效益合计为 4140.36 万元 /a关键词 流程模拟 连续重整装置 模型 节能作者简介 ：袁淑华 ，助理工程师 ，2005 年毕业于江苏工业学院石油加工专业 ，一直从事催化重整装置的生产工作 E-mail：yuanshuhua350@R101—预加氢反应器 ；D103—预加氢反应产物分离罐 ；C101—汽提塔 ；C102—石脑油分馏塔 ；C103—脱异戊烷塔 ；D201—重整产物气液分离罐 ；C201—脱戊烷塔 ；C202—脱丁烷塔 ；C203—脱 C6塔 ；C204—脱甲苯塔 ；C205—二甲苯塔图 1 预处理 、重整 、后分馏部分原则流程图石脑油R101D103C101 C102C103含硫燃料气异戊烷改质进料D201副产氢气C201C202LPGC203戊烷油苯抽提进料C204甲苯C205混合二甲苯重芳烃R201~204中 外 能 源SINO-GLOBAL ENERGY · 83·第 8 期项 目塔顶温度 /℃ 塔底温度 /℃ 塔顶压力 /MPa控制值 模拟值 控制值 模拟值 控制值 模拟值汽提塔 104.5 93.4 194.8 195.3 0.97 0.97石脑油分馏塔 100.3 98.1 174.5 174.2 0.3 0.3脱异戊烷塔 81.9 82.3 108.8 108.6 0.395 0.395脱戊烷塔 93.2 94.1 229.4 229.3 1.0 1.0脱丁烷塔 60.4 60 122.4 121.9 1.1 1.1脱 C6塔 84.4 84.2 159.7 159.6 0.071 0脱甲苯塔 121.8 121.7 185.8 185.6 0.056 0二甲苯塔 227.5 227.7 275.4 275.6 0.55 0.55表 1 各塔工艺参数模拟值与实际值的对比D201(重整产物气液分离罐 )进行气液分离 ；罐底的重整生成油换热后进入 C201(脱戊烷塔 )，塔顶拨出C5以下馏分经换热后进入 C202 (脱丁烷塔 )， 塔底C6+馏分经换热后进入 C203(脱 C6塔 )；C202 顶分离出 LPG 产品送出装置 ， 塔底得到戊烷油组分并入汽油 ；C203 顶拔出 C6馏分作为芳烃抽提原料送至苯抽提部分 ，塔底 C7+馏分经换热后进入 C204(脱甲苯塔 )；C204 顶拔出 C7馏分并入重整汽油 ，塔底 C8+馏分经换热后进入 C205(二甲苯塔 )；C205 顶分离出二甲苯产品精制后出厂 ， 塔底 C9+重芳烃经换热后与戊烷油 、C7馏分混合后作为汽油组分送出装置 。

3 基本工况模拟采用 Aspen Plus 流程模拟软件 ，建立了催化重整装置及重整后分馏部分的模型 (见图 2、图 3)汽提塔 、石脑油分馏塔 、脱异戊烷塔 、脱戊烷塔 、脱丁烷塔 、脱 C6塔 、脱甲苯塔 、二甲苯塔工艺参数模拟值与实际值的对比结果见表 1从表 1 可以看出 ，各塔的工艺参数模拟值和实际值吻合度较好 ，说明催化重整装置及重整后分馏部分的模型能较好反映该装置的实际操作状况 ，可进行进一步的应用分析 4 模型分析在保持汽提塔 、石脑油分馏塔 、脱异戊烷塔 、脱戊烷塔 、脱丁烷塔 、脱 C6塔 、脱甲苯塔 、二甲苯塔塔顶和塔底外甩量 (或物料量 、采出量 )不变条件下 ，模拟回流量对各塔主要指标的影响 (见图 4~11)C101-VC101H20C101-LC102-LC102-BE-104-02C201-FEDC-101C-101BTME-102D105-LYDREFLUXP-104P-104-OTF1C101WC101VD-105C101-VAPC101LC-102C102-LYDE-105C103-FED C-103C-103-VAC103-LYDC103-BTMC102-FEDC102-BTM图 2 预处理部分模型C201-VC201-LC201-BE-20456C201-FEDE-201C201-VAPC201VAPD-206D206-LYDF1P202C201-LYDE-208C-202C202-FBDC202-VAPD-207P-203D207-LYDC202-RC202-BTMC203-LYDP203-OTF2C202-LYDC201-RC201-BTMC203-FEDE-206E-203C203-LYDC203-BTMC-204C202-BTM P-207C204-BTMC-205C205-LYDC205-BTM1-LSE-212LC图 3 重整后分馏部分模型2010年 第 15 卷· 84 ·中 外 能 源SINO-GLOBAL ENERGY从 图 4~11 可看出 ，随着回流量的增加 ，各塔的塔底温度 、热负荷及脱甲苯塔 、二甲苯塔塔顶灵敏板温度均呈增大的趋势 ，而各塔塔顶 、塔底的各组分 (汽提塔塔顶 C5组分 、塔底 C4组分 ，石脑油分馏塔塔顶 C7组分 、塔底 C6组分 ，脱异戊烷塔塔顶正构C5、塔底异构 C5组分 ，脱戊烷塔塔顶 C6组分 、塔底C5组分 ，脱丁烷塔塔顶 C5组分 、塔底 C4组分 ，脱 C6塔塔顶 C7组分 、塔底苯 ，脱甲苯塔塔顶二甲苯 、塔底甲苯 ，二甲苯塔塔顶 C9+组分 、塔底二甲苯 )含量均呈下降的趋势 。

20.0 40.0 60.0 80.0100.0塔底热负荷/(Mcal·s-1)2.02.53.03.54.00塔顶温度/℃98.098.599.099.5塔底温度/℃191.0191.5192.0塔底C4组分含量，%(质量分数)0.00.050.1塔顶C5组分含量，%(质量分数)697173图 4 汽提塔灵敏度分析曲线100.0回流量 /(t·h-1)塔顶温度 ； 塔底 C4组分含量 ； 塔顶 C5组分含量 ； 塔底温度 ； 塔底热负荷图 5 石脑油分馏塔灵敏度分析曲线20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0塔顶C7组分含量，%(质量分数)51015塔底C6组分含量，%(质量分数)8.59.09.510.010.511.0塔底热负荷/(Mcal·s-1)2.53.03.54.04.5精制油初馏点/℃84.086.088.090.092.0塔底温度/℃178.5179.5180.5灵敏板温度/℃100.0105.0110.0回流量 /(t·h-1)灵敏板温度 ； 塔底温度 ； 精制油初馏点 ； 塔底热负荷 ； 塔底 C6组分含量 ； 塔顶 C7组分含量图 6 脱异戊烷塔灵敏度分析93.65493.65693.65893.66093.662122.625122.625122.625122.62566.72630.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0灵敏板温度/℃塔顶C5组分含量，%(体积分数)塔底温度/℃塔底热负荷/(Mcal·s-1)塔底C5组分含量/(μg·g-1)塔顶正构C5含量，%(质量分数)88.088.589.089.590.01.01.52.02.53.00510152066.72466.72566.723回流量 /(t·h-1)灵敏板温度 ； 塔顶 C5组分含量 ； 塔底温度 ； 塔底热负荷 ； 塔底 C5组分含量 ； 塔顶正构 C5含量· 85 ·第 8 期 袁淑华 . 连续重整装置流程模拟及优化综 合考虑各塔的产品质量和能耗要求 ，如异戊烷塔要求塔顶 C5纯度大于 98%并增产异构 C5，脱戊烷塔要求塔顶 C6组分 、塔底 C5组分尽量少 ，脱丁烷塔要求塔顶液化气中 C5含量小于 5%(体积分数 )、塔底戊烷油中 C4组分含量小于 15%(质量分数 )，脱C6塔要求塔底苯含量尽量少并增产苯 ，脱甲苯塔要求尽量降低塔底甲苯和塔顶二甲苯的含量 、增产二甲苯并保证二甲苯产品初馏点合格等 ，可以根据图4~11 的曲线选择各塔最佳的操作条件 ， 实现优化模拟 。

图 8 脱丁烷塔灵敏度分析灵敏板温度/℃塔底温度/℃塔底热负荷/(Mcal·s-1)塔底C4组分含量，%(质量分数)塔顶C5组分含量，%(质量分数)55.060.065.070.0120.0122.5125.0127.5130.0132.50.30.40.51015202.55.07.5104.0 6.0 8.0回流量 /(t·h-1)0510.0 12.0灵敏板温度 ； 塔底温度 ； 塔底热负荷 ； 塔顶 C5组分含量 ； 塔底 C4组分含量3.560灵敏板温度/℃塔底温度/℃塔底热负荷/(Mcal·s-1)塔底苯含量，%(质量分数)塔顶C7组分含量，%(质量分数)塔底甲苯含量/(μg·g-1)101.5102.5103.5104.5159.0159.5160.01.52.02.53.00.02.5.5.07.510.012.512131415204060.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 90.0 95.0 100.0 105.0 110.0回流量 /(t·h-1)图 9 脱 C6塔灵敏度分析灵敏板温度 ； 塔底温度 ； 塔底热负荷 ； 塔底苯含量 ； 塔顶 C7组分含量 ； 塔底甲苯含量灵敏板温度/℃塔底温度/℃塔底热负荷/(Mcal·s-1)塔顶C6组分含量，%(体积分数)塔顶苯含量，%(质量分数)塔底C5组分含量，%(质量分数)128.0130.0132.0134.0136.02182192202212221.01.52.02.53.01520253035012340.51.01.52.02.525.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0图 7 脱戊烷塔灵敏度分析回流量 /(t·h-1。