加氢裂化装置分馏塔模拟及优化开题报告

本课题的研究是基于扬子石化公司的加氢裂化装置，运用AspenPlus流程模拟软件建立了加氢裂化分馏塔的稳态模型。结合建立起的模型对分馏塔各操作参数进行了灵敏度分析并确定操纵变量对控制变量的影响因子，进而进行优化操作，确定了不同生产状态和不同生产要求下的最优生产的操作参数。通过AspenPlus的模型模拟，可以指导更加高效率高效益的生产[1]。

随着经济全球化的进一步深入，企业的竞争越来越激烈，为了提高自身的市场竞争力，炼油企业必然要求公司效益最大化。从上世纪90年代以来，由于各方面原因，比如：市场对于成品油的需求导向、国家对于资源的合理配置需求和原油品质不断劣化的影响，我国国内在原料油的统筹管理上出现了两种相应的导向：一方面是国内原油供应不足，出现了很严重的原油缺口；另一方面的问题是高硫原油的价格相对便宜和轻油收率高。因此，为了获得高质量高附加值的石油化工产品，改善石油、石化产品对环境的污染，我国各石油化工企业均加大了对原油深度加工及二次加工的装置规模，于是在我国，促进了石油加工工业中加氢过程的迅速发展[2]。

催化加氢过程是石油馏分在氢气存在下催化加工过程的统称，它包括有加氢精制、加氢裂化、润滑油加氢等工艺过程。加氢裂化装置在我国是一种推广应用的先进工艺，在许多发达国家，其原油加工深度高就是因为广泛采用了包括加氢裂化在内的先进的炼油工艺。九十年代以来，我国重点发展了以催化裂化为主的原油深度加工工艺，但是与国外相比，我国轻质油收率偏低，残渣燃料油收率过高，柴油／汽油比低，油品质量变差，特别是重油催化裂化的柴油量少质次，据不完全统计，2005年，中国加氢装置年加工能力已超过5100万吨，占原油总蒸馏能力约20％，但还是远远低于世界平均水平，在我国的石油产品中的比重还是偏低的，所以在我国大力发展加氢技术势在必行，石油石化企业加氢装置在我国必将得到更大的发展。加氢工艺在我国大力发展的同时，研究加氢裂化的模型化及先进控制策略的应用也至关重要[4]。

分馏部分的核心设备是塔，根据产品品种要求，可以有汽提塔或稳定塔或脱丁烷塔、常压分馏塔和减压分馏塔。其他主要设备有加热炉、换热器、冷凝冷却器，冷、热油泵等。分馏塔的流程模拟搭建建立在以下假设条件：1、为了避免上游操作不用或者原油性质不同造成进料变化，而导致进料的输入参数不定，模拟时的进料是以中压加氢裂化装置各产品混合物参数作为模拟的初始进料。2、由于无法得到进料中各馏分的硫含量数据，故假设进料中的硫全部以硫化氢的形式存在[2]。

AspenPlus软件可对装置的工艺流程进行模拟并对控制指标进行系统性优化，计算出安全生产下的各项工艺指标，解决生产中的瓶颈问题（分馏质量与产量之间）。通过建立加氢裂化装置的分馏部分的AspenPlus模型，设定灵敏度分析，找出各操纵变量与产品干点的关系，通过改变操纵变量确定最优控制变量，最终达到了优化生产的目的。运用AspenPlus建模可以指导生产和用于工人培训，既有较高的实际运用价值，又安全无危险[3]。

参考文献：

[1]高永顺.中压加氢裂化装置分馏塔的控制及流程优化方法[J].《石油化工自动化》，2013（5）.

[2]李宗雯，程明.加氢裂化装置分馏塔的模拟优化[J].《制造业自动化》，2013（10）.

[3]何冰岩.加氢裂化工艺流程的建模与仿真[D].东华大学：检测技术及自动化装置，2007.

[4]陈忠秀，顾飞燕，胡望明．化工热力学[M]．北京：化学工业出版社，2001：5-9．