常減壓蒸餾裝置模擬與操作優化

陳亮 張興太 劉雅楠（玉門油田公司煉油化工總廠，甘肅 酒泉 735000）

煉廠的裝置比較多、產品種類復雜、工藝流程也比較繁多，由于又要考慮原油供應以及產品需求在市場上的變化，所以就要對生產裝置的操作和模擬進一步的優化。目前許多企業都已經應用了最新的優化軟件，不僅在優化中取得了最大的經濟效益，而且也保證裝置在完整的操作過程中完成生產計劃。但裝置在運行過程中還存在著許多問題，需要我們再進一步的探究。

1 裝置中存在的問題

分析本廠常減壓裝置中存在的問題，找出流程的模擬結果。近年來，本廠原油性質變化較大，重質化劣質化加劇，在供給上一直處于不穩定的狀態，由于處于被動模式，所以在原油種類以及比例變化上都給工廠的生產造成許多問題。在大量使用塔指油、玉門原有等原料后，摻煉原油比例發生重大變化，在及時調整操作的情況下，初餾塔輕質油大量增加，以至于裝置出現了沖塔現象，由于塔內的分餾效果變壞，破壞了正常的傳熱傳質裝置，使塔頂在溫度、壓力側線餾出口上的溫度上升，塔底的液位突然下降，使餾出油的顏色變黑，從而實現裝置在運行中保守生產的模式。所以技術人員應根據具體情況進行分析，得出計劃對初餾塔裝置進行改造。

2 利用圣金橋模擬分析工具

運用圣金橋過程仿真模擬軟件，在科學合理的流程規劃上，選擇適合煉油的方法，在流程中進行大量的數據模擬計算，分析與實際生產過程中的模擬數據，建立常減壓蒸餾裝置的模擬流程。而且，為了得到完整的混煉比例上的變化以及參數物料變化上的方法，通過改變模型的流程，使靈敏度工具能夠完成并解決問題。

2.1 模擬軟件在混煉比中的優劣勢

圣金橋過程仿真模擬軟件是用于對受某些操作變量影響程度的一個靈敏度工具，主要對關鍵操作變化的變量和反映的設計變量這一過程進行檢驗。如果操作變量在已經給定的范圍內變化，定量計算結果變量的相應變化趨勢。我們可以改變一個或多個流程變量，并用它探究在其他流程變量上的影響，用靈敏度分析工具驗證，看一個設計規定的解是否在操作變化的范圍之內，還可以對簡單的執行過程進行優化。該工具是廠家專門為玉門煉廠設計，其平臺在流程工業中應用最為廣泛，對煉油行業的分離有很好的作用。靈敏度工具在混煉比中的優勢，在于分析變化變量值上，對每個組合的變化都會生成一組結果，這些結果是變量組合下生成的模擬結果，就是變量是否合理選取，主要反映不同的混煉比例在裝置模擬上的數據結果的影響。如果以原油比例的變化變量為例，利用一定的方法使變量變化，根據靈敏度工具的特點進行分析，得到的結果就反應了在不同混煉比中對裝置模擬結果的影響。靈敏度工具在混煉比中的劣勢影響，根據靈敏度工具的特點，從變量變化生成變量組合，如果變化變量的數目多，而且在變化頻率上也越來越高時，生成的組合數據就越大。在整個流程模擬的穩定性、結果合理性以及計算機的性能上都要提出要求。在混合原油的比值輸入上，主要是通過化驗樣品或調和樣品混合規定的，但在靈敏度工具中沒有對它變量的選項，所以要變成對原油輸入量的方法，就要對模擬流程進行改造。由于運用靈敏度工具在生成的變量組合與模擬結果是有限的，只是對反映變量變化上產生一定的影響，還不能完全做到變量完整變化的影響。

2.2 利用圣金橋過程仿真模擬軟件實現裝置模擬

首先，對初餾塔、常壓塔、減壓塔以及穩定塔之間組成的常壓蒸餾裝置進行模擬，煉油廠為我們提供裝置的模擬數據，進行主裝置的設備參數和工藝參數分析。如果對原油的進料溫度和壓力進行模擬計算，得到的結果與實際生產的數據進行比較。而且利用該工具進行夾點分析，從而優化換熱網絡。對夾點進行分析，設計新的換熱網絡。如果傳統的換熱器不能滿足，就需要增加新的換熱器。應用軟件集成工具Aspen Pinch制作換熱網絡優化的操作界面，從而得到換熱網絡的結構圖進行分析。還可以利用Aspen B-JAC校核舊換熱器，從而設計所需要的新換熱器，對舊換熱器的數據進行核算，然后利用Aspen B-JAC計算界面對新增的換熱器進行設計。最后實現全餾程模擬，根據主裝置的模擬結果，換熱網絡的優化對常減壓裝置進行模擬，換掉不合適的換熱器，實現優化的全流程模式。通過Aspen Pinch、Aspen B-JAC這些軟件集成工具進行集成裝置，從而為實現減壓蒸餾裝置的全過程模擬得到了很好的結果。不僅可以為煉油廠減壓車間進行直接的指導、改造，而且也優化了其他常減壓蒸餾裝置流程模擬。

3 結語

本文運用圣金橋過程仿真模擬軟件，在常減壓蒸餾模型的基礎上，對原油的混煉比例進行計算，使之達成更好的模擬數據。它的利用，在工廠原油種類的發展情況下，幫助它以最小的代價實現了相對合適的混煉比，使工廠生產得到進一步的指導過程，具體方法是可行的，玉門油田公司煉油化工總廠常減壓車間在蒸餾裝置的操作與優化模擬中有效的解決了這一要素，實現了工廠生產的最大效率。

[1]葛玉林.常減壓蒸餾流程模擬與優化及換熱網絡綜合[D].大連理工大學,2007.

[2]寇峰.常減壓蒸餾裝置生產計劃與過程操作的優化集成[J].化工管理,2015,11:18.