焦化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)流程模擬與操作優(yōu)化

徐先財，劉海濤，孟新博

（中國石油烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆 烏魯木齊 830019）

延遲焦化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)是利用吸收、解析和精餾方法，將焦化分餾塔頂富氣及粗汽油分離成干氣、液化氣和穩(wěn)定汽油。常規(guī)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)主要由吸收塔、解析塔、再吸收塔、穩(wěn)定塔及配套換熱設(shè)備組成［1］。

利用Aspen HYSYS流程模擬軟件對延遲焦化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)建立模型，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量合格的情況下，為優(yōu)化操作參數(shù)提供指導(dǎo)依據(jù)，實現(xiàn)降低裝置能耗的目的［2］。

1 工藝流程

焦化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的焦化富氣經(jīng)壓縮機升壓后，與吸收塔底富吸收汽油、解析塔頂氣混合進入富氣空冷器，然后經(jīng)焦化富氣平衡罐汽液分液。

其中頂部氣體進入汽油吸收塔底與焦化粗汽油和部分穩(wěn)定汽油逆流接觸吸收，吸收塔頂流出的貧氣去柴油吸收塔脫去氣體中的汽油組分得到干氣組分（C1、C2）。

富氣平衡罐汽油進入脫吸塔頂，解析富吸收汽油中的C2以上輕組分，解析塔底脫乙烷汽油進入穩(wěn)定塔中進行精餾分離，塔頂分離出液化氣（C3、C4組分），塔底穩(wěn)定汽油的1部分作為吸收劑進吸收塔，其余出裝置［3］。

系統(tǒng)工藝原則流程見圖1。

圖1 焦化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)工藝原則流程

2 模型建立及優(yōu)化

2.1 模型建立

在Aspen HYSYS軟件中建立了吸收穩(wěn)定系統(tǒng)進料及產(chǎn)品組分列表及物性包，根據(jù)裝置設(shè)備及流程建立吸收穩(wěn)定系統(tǒng)模塊，通過模擬計算可以達到收斂。

流程模擬建立模型見圖2。

圖2 焦化吸收穩(wěn)定流程模擬軟件建立模型

2.2 優(yōu)化方案

模擬優(yōu)化對產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)定，要求干氣中C3以上組分體積分數(shù)不大于6%，液化氣中C2以下組分體積分數(shù)不大于1%，C5以上體積分數(shù)不大于3%，穩(wěn)定汽油飽和蒸汽壓45~65 kPa。液化氣的質(zhì)量通過解吸塔再沸器負荷、穩(wěn)定塔塔頂冷凝器負荷進行調(diào)整，穩(wěn)定汽油的質(zhì)量根據(jù)穩(wěn)定塔再沸器負荷進行調(diào)整。

核算在一定的進料量及溫度條件下，在確保產(chǎn)品質(zhì)量分析合格的情況下，模擬計算吸收塔頂?shù)膲毫Σ僮鞣秶?，盡可能降低吸收塔頂壓力，降低穩(wěn)定汽油作補充吸收劑量，計算解析塔底溫度的最佳數(shù)據(jù)，在保證干氣產(chǎn)品質(zhì)量合格的同時保證液化氣中C2合格。模擬計算穩(wěn)定塔頂最優(yōu)回流比和穩(wěn)定塔底最優(yōu)操作溫度，以此達到降低裝置能耗，并根據(jù)裝置實際找出瓶頸問題，指導(dǎo)操作。

2.3 優(yōu)化效果

根據(jù)系統(tǒng)實際流程和標定數(shù)據(jù)，建立了模擬流程，對影響吸收穩(wěn)定系統(tǒng)效果的主要因素：吸收壓力、吸收溫度、解吸塔塔底溫度、穩(wěn)定塔塔底溫度、穩(wěn)定塔頂回流比及補充吸收劑流量等1系列優(yōu)化調(diào)整［4］。

經(jīng)過優(yōu)化計算，得到了系統(tǒng)優(yōu)化后產(chǎn)品質(zhì)量和相關(guān)操作參數(shù)數(shù)據(jù)，見表1。

表1 標定數(shù)據(jù)與模擬值對比

由表1可以看出，模擬結(jié)果與標定數(shù)據(jù)較為接近，補充吸收劑操作參數(shù)偏差較大，主要是由于實際生產(chǎn)操作中補充吸收劑受機泵最小流量限制，未對照模擬數(shù)據(jù)降低補充吸收劑量。

產(chǎn)品質(zhì)量偏差主要是由于延遲焦化工藝間歇操作的特殊性，在焦炭塔預(yù)熱和換塔操作過程中由于熱量和產(chǎn)品產(chǎn)量波動大的特點，影響吸收穩(wěn)定系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，標定數(shù)據(jù)為動態(tài)平穩(wěn)過程，而模擬數(shù)據(jù)是個靜態(tài)的計算過程［5］。

通過模擬計算分析，核算吸收穩(wěn)定系統(tǒng)吸收效果，在滿足吸收效果的前提下降低吸收塔壓力，降低補充吸收劑使用量。吸收塔壓力由前期的1.25 MPa降至目前的0.92 MPa，壓縮機電流由前期370 A降至330 A左右，對降低壓縮機負荷實現(xiàn)節(jié)電起到關(guān)鍵作用；同時富氣空冷風(fēng)機停機1臺。受限于機泵最小允許流量，根據(jù)實際機泵運行狀況，將補充吸收劑量由80 t/h降至75 t/h，降低了補充吸收劑耗量，提高裝置經(jīng)濟效益。

通過模擬計算分析，根據(jù)流程模擬計算同實際工況對比，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的前提下模擬得出穩(wěn)定塔頂最優(yōu)回流比和塔底溫度，回流比范圍為1.9~2.1，塔底溫度173~175℃；通過操作優(yōu)化大幅降低了穩(wěn)定塔頂空冷負荷和穩(wěn)定塔底重沸器負荷，實現(xiàn)了停用3臺塔頂空冷風(fēng)機，利用蠟油高溫位熱能，優(yōu)化切除穩(wěn)定塔底3.5 MPa蒸汽為輔助熱源的重沸器。

3 結(jié)束語

利用Aspen HYSY流程模擬軟件對延遲焦化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)進行模擬，結(jié)果表明該模型可靠，模擬數(shù)據(jù)與實際生產(chǎn)接近，可以起到優(yōu)化指導(dǎo)作用。通過優(yōu)化模擬，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)吸收塔操作參數(shù)得到優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定合格，起到了節(jié)能降耗目的。