基于Aspen Plus的催化裝置原料實施熱進料優化研究

段偉峰

摘要：本文利用Aspen plus軟件，通過對催化裝置原料油換熱網絡的建模分析，對催化裝置原料換熱網絡進行分析，通過提高渣油進裝置溫度，頂出油漿熱量，增產3.5MPa蒸汽。通過建模分析，東蒸餾常渣油進催化裝置溫度提至140℃，催化裝置進料按80%熱進料，20%冷進料控制，混合后溫度為128.5℃，增產3.5MPa蒸汽中壓蒸汽4.05t/h，預計節省效益為592.44×104￥/a，降低全廠能耗0.595kgEO/t。

關鍵詞：Aspen Plus;催化裝置;熱進料;能耗

1. 催化裝置原料油系統簡介

遼河石化80萬噸/年催化裝置原料為東蒸餾常渣油，常渣油由儲運罐區付料，進裝置溫度為80℃;80℃的常渣油進催化裝置后，依次與重柴油和循環油漿換熱至207℃進提升管反應器。

原料油泵設計溫度為100℃，原料油緩沖罐設計溫度為100℃。

本文利用Aspen Plus軟件，通過過程模擬、理論計算等方法來研究催化裝置原料油實施熱進料的可行性，通過頂出循環油熱量，增產3.5MPa蒸汽，提高油漿熱量利用率，達到節能降耗的目的。

2. 催化裝置原料油系統現狀分析

2.1原料油系統流程模擬

以催化裝置原料油系統實際工況為基礎，利用Aspen軟件對催化裝置原料油換熱網絡進行模擬分析，建模流程如圖1所示。優化前，催化原料油換熱系統參數如表1所示。

2.2 存在問題分析

利用Aspen Plus軟件對原料油換熱網絡進行模擬測算。經計算可知，原料油/重柴換熱負荷為424kW，原料油/油漿換熱負荷為7353kW，由于原料進裝置溫度只有84℃，分餾塔底油漿熱量用于給原料油換熱，減少了油漿產汽負荷，油漿產3.5MPa蒸汽量減少。

因此，建議東蒸餾原料進催化裝置實施熱進料，以頂出油漿熱量，增產3.5MPa蒸汽。

3.優化措施

3.1建模分析

催化裝置原料為東蒸餾常渣油，常渣油由儲運罐區付料，溫度為80℃。通過東蒸餾換熱網絡優化，提高渣油出東蒸餾裝置溫度至140℃，催化裝置進料按80%熱進料，20%冷進料控制，建模流程如下圖所示。優化后，催化原料油換熱系統參數如表2所示。

由上表可知，催化裝置原料實施熱進料后，原料油進原料油/重柴換熱器溫度由80℃提至128.6℃，油漿熱/原料油熱負荷由7353kW降至4665kW。

3.2優化前后對比分析

催化裝置實施熱進料后，原料進原料/重柴換熱器溫度由80溫都提至128.6℃。優化前后原料油/油漿換熱器負荷變化如下圖所示。

由上圖可知，優化后，油漿/原料油換熱器熱負荷由7353kW減少至4665kW，即：節約油漿熱量2688kW。油漿產1噸飽和蒸汽需664kW熱量，則，催化裝置實施熱進料后，可多產3.5MPa蒸汽4.05t/h。

3.3節能量計算

東蒸餾常渣油直供至催化裂化裝置做原料后，頂出油漿熱量2688kW熱量;

預計增產中壓蒸汽4.05t/h，中壓蒸汽價格為173.9￥/t，年操作時間按8400h核算，節省效益為591.6×104￥/a，降低全廠能耗0.595kgEO/t。

3.4改造內容

催化裝置原料實施熱進料后，進料按80%東蒸餾常渣油熱直進料，20%罐區冷進料控制，具體改造內容如下

1）新增直供料調節系統，催化原料返回罐區管線擴徑;

2）更換原料油泵及原料油緩沖罐，更換后的原料油泵及原料油緩沖罐設計溫度為150℃左右。

4.結論

催化裝置原料實施熱進料后，常渣油出東蒸餾溫度為140℃，進料按80%東蒸餾常渣油熱直進料，20%罐區冷進料控制。

熱進料實施后，頂出油漿熱量2688kW熱量;

預計增產中壓蒸汽4.05t/h，中壓蒸汽價格為173.9￥/t，年操作時間按8400h核算，節省效益為591.6×104￥/a，降低全廠能耗0.595kgEO/t。