利用Aspen Hysys模擬提高常減壓裝置噴氣燃料收率

劉 鵬, 王亦成, 蔣志勇

(中國石油玉門油田公司，甘肅 酒泉 735200)

1 噴氣燃料生產需求

1.1 根據成品油利潤分析

2011年，某煉化企業實施“短流程燃料型”加工方案后，主要產品為汽油、噴氣燃料、柴油，各種牌號產品價格差異較大，具體如表1所示。由表1可見，柴油利潤較低，為了增加效益，需要在工藝條件允許的范圍內多生產汽油、噴氣燃料，減少柴油的產量。

表1 成品油價格

1.2 根據成品油市場需求分析

國內經濟進入轉型期后，對石油消費拉動減弱，現成品油需求增速維持低位。新能源汽車快速發展，汽油消費增速趨緩；主要用油行業不振，柴油需求繼續負增長，與之對應的是煉油能力不降反增。但國內噴氣燃料需求量持續高增長，年均增速8.8%左右，有較好的市場需求；從生產效益分析，生產噴氣燃料的國內銷售和出口效益均優于生產0號普通柴油[1-2]。

1.3 根據常減壓裝置生產現狀分析

查閱車間技術臺賬，得到混合原油噴氣燃料性質分析數據及2018年10月至2019年3月實際收率。表2為2018年10月至2019年3月噴氣燃料實際收率。分析表2，得到裝置加工原油中噴氣燃料組分占比均值為18.13%，即理論最高收率可達18%，而實際噴氣燃料收率均值僅為8.43%，遠低于理論值。

表2 2018年10月至2019年3月噴氣燃料實際收率(w，%)

常減壓裝置生產的噴氣燃料干點在230 ℃左右，噴氣燃料餾程范圍一般控制在140 ℃～278 ℃，目前生產的煤油干點距上限差距較大，說明煤油產量還有提升空間。柴油初餾點溫度225 ℃左右，初餾點普遍偏輕，說明噴氣燃料組分未完全拔出，柴油餾分與噴氣燃料餾分有部分重疊，需要優化操作將噴氣燃料組分從柴油組分中拔出。

2 分子模擬常壓塔蒸餾模型

2.1 研究方法

本研究利用Aspen Hysys軟件進行分子模擬優化。根據原油、產品和操作數據建立分子級常壓塔蒸餾模型進行模擬，將模擬數據與運行數據進行比較，驗證模型的準確性[2-4]。然后在驗證過的基礎模型上，進行模擬計算，結合煉油廠需求，提出優化方案。

2.2 數據收集

在建立模型前需要收集建模所需數據才可完成建模，數據收集主要包括以下幾個方面：對常減壓裝置所加工的原油和生產出的噴氣燃料樣品通過質譜、色譜、超高分辨率顯微等方法取得其分子組成；收集常壓塔進料和側線產品的物料平衡；收集常壓塔塔頂瓦斯和汽油、常一線油、常二線油、常三線油、塔底油產品的化驗分析數據，主要獲取了各側線產品的密度、餾程、閃點等數據；收集常壓塔操作數據，主要通過DCS操作畫面得到常壓塔內的各個溫度，壓力以及側線，中段的溫度、壓力、流量等操作參數[5]。

3 優化操作，設計提高噴氣燃料收率優化方案

3.1 優化方案

根據模擬結果對常壓塔操作進行優化，并制定實施方案，如表3所示。

表3 實施方案

3.2 優化調整

1)調節塔頂冷凝器循環水量，經車間現場勘查判斷塔頂冷卻器冷卻水流量負荷未達到最大狀態，還有調節余量，通過反復分析計算，結合塔頂冷卻器自身特點，多次試驗調整冷卻水流量，最終決定將冷卻水量提高至5 t/h，冷凝器溫度降低2.75 ℃。

2)調整塔頂回流比車間通過分析常壓塔模型模擬數據，將運算結果與實際操作數據相對照，決定將塔頂汽油抽出流量減少10.67%，達到增大回流比，提高常壓塔分餾效果的目的。

3)增大常一線抽出量為達到噴氣燃料產品質量與收率之間的最佳平衡點，車間利用模型數據反復計算驗證并多次試驗，根據計算及試驗結果調整常一線大塔至提輕塔抽出量，提輕塔返塔流量及出裝置流量等操作參數，最終將常一線抽出流量較原先提高34.01%。

3.3 效果驗證

實施操作優化后，對常減壓蒸餾裝置2019年7月與10月的噴氣燃料收率及柴汽比進行統計，結果見圖1所示。

圖1 2019年7月與10月噴氣燃料收率及柴汽比統計結果

由圖1可見，優化操作后裝置噴氣燃料收率持續提高，柴汽比明顯下降，噴氣燃料收率由年初的8.50%提高至10.23%。按每年2.0 Mt加工任務核算，全年可增產噴氣燃料34.6 kt，柴汽比由1.56降至1.37，優化效果顯著。

4 結語

通過對常壓塔各操作條件對常一線產品收率的影響進行考察，發現增產的方法主要有：減少常頂油抽出量，增加常一線產品抽出量，增加常頂冷凝器取熱比例，相應降低中段取熱比例。其中，以減少常頂油量影響最大。同時，在保證常壓塔其他側線產品質量達標和盡可能減少能耗的基礎上，主要通過增加常頂循環取熱比例，相應降低常二中取熱比例，保證常一線產品質量合格，即冰點保持在-42℃以下。