常減壓裝置常壓塔流程模擬計算

趙晶瑩，姜進憲

(中國石油石油化工研究院大慶化工研究中心，黑龍江 大慶 163714)

常減壓裝置常壓塔流程模擬計算

Simulation calculation of atmospheric tower process of vacuum distillation unit

趙晶瑩，姜進憲

(中國石油石油化工研究院大慶化工研究中心，黑龍江 大慶 163714)

本文介紹了常減壓裝置常壓塔基礎模型的建立，并對其進行流程模擬。

常減壓裝置；模擬模型；流程模擬

常減壓裝置直接處理原油，將原油切割成各種不同餾分的產品并消耗大量的能量。這些餾分產品或作為后續工段的進料，或經調和后作為成品油出售，它們有一定的質量要求。因此對常減壓裝置進行流程模擬，建立符合實際工業過程的常減壓裝置模型。根據煉制原油性質的不同和餾分產品的質量要求，通過模型可以尋找常減壓裝置的最優操作參數，使常減壓裝置根據煉制原油性質的不同和餾分產品的質量要求，在最優的操作條件下，并在保證各餾分產品質量的前提下，提高各餾分產品的產量。本文運用Aspen plus流程模擬軟件建立基礎模型，采用流程模擬技術進行常壓系統的模擬計算。

1 常減壓裝置常壓塔基礎模型的建立

1.1 常減壓裝置流程模擬的基本條件及物性方法的選擇

（1）模擬的基本條件

處理量：350萬t/年；

常壓塔：常壓爐出口溫度為366℃；塔頂壓力為42 kPa（表壓）；

減壓塔：減壓爐出口溫度為395℃，塔頂壓力為5 kPa（絕壓）;

常壓塔設置有常一線、常二線、常三線和常四線共四個側線抽出。其中常一線產品為航空煤油，常二線為柴油產品。

初餾塔塔頂壓力：0.045 MPa（g）。

（2）物性方法的選擇

物性方法的選擇是流程模擬計算結果準確程度的關鍵，對于常減壓裝置的原油模擬，有3種方法：BK10、CHAO-SEA、GRAYSON。通過3種方法的計算比較，BK10法不僅能得到很好的模擬結果，而且它比更復雜的CHAO-SEA、GRAYSON法計算速度更快，所以本項目采用BK10法進行模擬計算。BK10方法采用Braun K-10的K值關聯式，該關聯式是由真實組分和石油餾分的K10圖開發出來的，真實組分包括70種烴和輕氣體。它適用于沸程范圍為177～427 ℃的石油餾分。

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1.2 常減壓裝置基礎模型的選取

為了能夠直觀地反映裝置的流程，在Aspen Plus中可以定義過程流程圖。

常壓塔過程流程圖及塔模型的選取

常壓塔選用帶有加熱爐、塔頂冷凝器和汽提蒸汽塔的PetroFrac模型，沒有塔底再沸器，設置有三個中段循環。常壓塔在設計時采用二級冷凝，第一級冷凝可以由塔頂冷凝器來模擬計算，對于第二級冷凝器則由圖2中的閃蒸模塊（V5）來進行計算。常壓塔有四個側線產品：常一線（航空煤油）、常二線（柴油）、常三線和常四線油。常壓塔流程如圖1所示，圖中物流說明見表1所示。

表1 常壓塔流程圖中各流股的說明

2 常減壓裝置實際工況流程模擬

2.1 模擬的基礎數據

本文選取了實際裝置的標定工況進行模擬，模擬計算原油分析數據包括實沸點數據和相對密度，

表2 原油實沸點蒸餾性質

根據煉油廠工藝指標要求，產品質量指標衡量的標準主要是產品的初餾點和干點。因而模擬計算的準確與否也以主要產品的干點為衡量標準。通過對常減壓裝置常壓系統進行流程模擬，模擬結果與生產實際結果吻合的比較好，下面將模擬數據與生產實際數據進行對比，如表3和表4所示。

圖1 常壓塔的過程流程圖

2.3 流程模擬計算結果分析

Aspen plus所建立的模型以汽液平衡作為計算的理論基礎。但是在實際的生產裝置中，汽液兩相的傳質并不一定能夠達到平衡。比如常二線抽出板溫度，在模型中運用能量平衡和汽液相平衡來計算得到，但是在實際工況中汽液兩相并不一定達到平衡，而且不同的塔負荷狀態下傳質的效果各不相同，再加上溫度監測點的不一致，都會造成偏差。

在實際生產時，由于關鍵產品的質量是每四個小時分析一次，而且數據不能實時得到，因而操作人員最關心的是關鍵點溫度的控制，如果溫度在控制范圍之內且波動不是很大，那么產品的質量也就不會偏差太大，可以得到合格的產品。從模擬來看，流程模擬

計算的溫度與實際工況測量值之間的誤差不超過3%，流量誤差不超過2%，說明模型建立具有較高的準確性。

表3 主要產品干點及關鍵塔板的模擬計算結果

表4 主要物流流量的模擬計算結果

對主要產品干點的模擬計算結果的絕對偏差平均值為2.6℃，其平均相對誤差為1.0%；對關鍵塔板溫度的模擬計算結果絕對偏差平均值為3.6℃，其平均相對誤差為1.6%。因此建立模型有良好精度，可以基于模型系統分析常減壓裝置生產過程機理特性，考察各工藝操作條件對主要餾分產品質量的影響，并據此指導了生產負荷的調整和各工藝操作條件的優化。

(R-03)

萬華化學集團開發出聚酰亞胺制備新方法

萬華化學集團股份有限公司開發出一種聚酰亞胺制備新方法，包括以下步驟：二元伯胺溶解于弱水溶性溶劑中，逐漸加入有機酸酐發生縮聚反應生成聚酰胺酸；然后升溫回流，聚酰胺酸發生脫水反應得到半亞胺化的聚酰亞胺懸浮液；過濾懸浮液得到半亞胺化的聚酰亞胺固體，干燥后得到聚酰亞胺粉末產品；或者將二元伯胺溶解于弱水溶性溶劑中，逐漸加入有機酸酐發生縮聚反應生成聚酰胺酸；然后升溫回流，聚酰胺酸發生脫水反應得到半亞胺化的聚酰亞胺溶液；將得到的半亞胺化的聚酰亞胺溶液涂膜、干燥后得到聚酰亞胺薄膜。該方法不僅縮短了生產周期、降低了生產成本，而且有利于規模化生產。

燕豐 供稿

一種生物基聚碳酸酯及其制備方法

中國林業科學研究院林產化學工業研究所以生物基環氧脂肪酸酯為原料與CO2氣體聚合得到生物基聚碳酸酯，產率≥70%，數均分子量為11 000～30 000，分子量分布為1.10～1.74；所述的生物基環氧脂肪酸酯為由天然植物油脂先水解冷凍分離出不飽和脂肪酸酯后再環氧化得到，或者由天然植物油脂直接環氧化得到。該方法綠色環保，成本低廉，工藝操作簡單易行，且所用溶劑、催化劑等均可高效回收利用，環境友好，適用于工業化生產。

燕豐 供稿

提高微懸浮聚氯乙烯糊樹脂生產效率的方法

唐山三友氯堿有限責任公司開發出一種提高微懸浮聚氯乙烯糊樹脂生產效率的方法。將引發劑、乳化劑、助乳化劑、氯乙烯單體和脫鹽水乳化后加入聚合釜，在40～60℃下反應，反應開始30～60 min后，補加氯乙烯單體。與現有技術相比，該方法具有減輕黏釜程度、提高生產效率、降低助劑消耗，且粒子粒徑和粒徑分布可以通過中間加入單體量及加入速率控制的優點，解決了目前聚氯乙烯糊樹脂生產中物料均化時間較長的問題，使得均化后物料粒徑不僅滿足工藝需求而且在補加氯乙烯單體后仍能保證乳液液滴穩定和產品粒徑和粒徑分布在合適的范圍，縮短了均化時間，提高了生產效率。

燕豐 供稿

TQ323.5

1009-797X(2016)22-087-03

B DOI∶10.13520/j.cnki.rpte.2016.22.027

趙晶瑩(1978-)，女，工程師，主要從事流程模擬優化工作。

2016-09-09