1. 研究目的与意义
常减压蒸馏在炼油加工总流程中具有重要作用，它为二次加工装置提供原料，并直接提供部分油品。轻烃回收是一个吸收、解吸、蒸馏的过程，该系统将来自常减压蒸馏装置的初馏塔和常压塔顶的含有液化气和干气组分的混合石脑油进行解吸、吸收和蒸馏，使副产品干气（C2以下组分）、产品液化气（C3、C4组分）和产品石脑油进行（C5以上组分）三者分离，可改善石脑油质量，保证储运安全，充分回收液化气。
Aspen Plus结构完整，具有模型流程分析功能和完备的物性数据库，能够得到精确可靠的模拟结果。另外Aspen Plus的产品线比较长，集成能力很强，同时Aspen Plus是唯一将序贯模块和联立方程两种算法同时包含在一个模拟工具中的软件。所以，用Aspen Plus对流程进行模拟和优化能够准确有效的提高生产效益。
本课题用Aspen Plus对常减压装置轻烃回收系统流程进行模拟和优化以达到提高产品的生产效率降低生产能耗。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题：
1.用Aspen Plus软件建立脱丁烷塔、脱戊烷塔的基础模型。
2.模型的建立。模型建立的成功与否直接影响课题研究的成败。根据相应的要求选择和建立正确的模型。建立模型后还要保证一定模型的准确度。
3. 国内外研究现状（文献综述）
三、文献综述（或调研报告） 1内现状 我国目前的常减压装置轻烃回收系统分离效果差，生产操作波动大，造成干气夹带大量的液化气组分，脱丁烷塔顶排放大量不凝气，石脑油中C4含量非常高,液化气收率很低。而目前原油中轻质原油占非常比例，中东国原油350 ℃前馏分含量在50 %左右，其中轻烃的C3、C4组分绝大部分存在于初馏塔和常压塔顶石脑油中。如果这些组分不能有效地分离和回收，石脑油的质量就会受到影响，造成含有高附加值产品液化气资源的巨大浪费。因此，实现常减压蒸馏装置轻烃回收系统的稳定、优化生产非常重要。 2 工艺方法 2.1常减压装置工艺 原油经换热网络升温至142 ℃进入一、二级闪蒸塔。闪蒸塔顶气相直接进入常压塔上部，闪底油经换热网络加热至262 ℃后进入常压炉加热至344 ℃进入常压塔。常压塔顶油气经冷却后进入常顶回流罐进行气液分离，分离出的常顶油作为汽油经常顶回流泵抽出后分为两路：一路作为回流打入常压塔顶；另一路与初顶油混合后送出装置。分离出的含硫污水送入初常顶注水罐，分离出的气体送低压瓦斯分液罐。常一线油、常二线油分别抽出经换热冷却后，再经碱洗水洗精制后送出装置。常底油经汽提后抽出，送到减压炉加热到353 ℃后，送入减压塔。减压塔顶气体经两级抽空和冷凝冷却后，不凝气送加热炉作为燃料，液相进入减顶油分水罐进行油水分离，分出的污水由含硫污水泵送出装置。减顶及回流油经换热后分为两路：一路经冷却后作为内回流返塔；另一路经冷却后作为减顶油出装置。减一线及一中循环油经换热至93 ℃分为两路：一路作为减一中返回减压塔；另一路冷却后出装置。减二线油、减三线油、减四线油分别经换热至90 ℃左右，分别作为减压蜡油以及减压渣油出装置。 2.2 轻烃回收系统工艺 轻烃回收是一个吸收、解吸、蒸馏的过程。该系统将来自常减压蒸馏装置的初馏塔和常压塔顶的含有液化气和干气组分的混合石脑油进行解吸、吸收和蒸馏，使副产品干气(C2以下组分) 、产品液化气(C3、C4组分)和产品石脑油(C5以上组分)三者分离，可改善轻、重石脑油的质量，保证储运的安全，充分回收液化气。 3 Aspen Plus软件应用 Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统，其具有适用于工业，且最完备的物性系统。通过输入多个已知的参数，如进料的油品质量、装置中个各设备的综合参数等，并选择相应的物性方法，即可对常减压流程进行模拟计算，从而得出产品的质量。 物性方法的选择需要考虑多方面的因素，包括物质的极性、电解能力、虚拟组分、相态、压力大小以及交互作用等。在涉及与石油相关的模拟时，常用的物性方法包括BK10、CHAO-SEA和GRAYSON。其中，BK-10法通常用于真空或低压状态，CHAO-SEA和GRAYSON通常用于高压状态，GRAYSON是在富氢体系中应用范围最广的方法。本次模拟的装置均处于常压或低压的工作状态，因此选择BK-10 的方法作为全局的物性方法。 本文所要模拟的常压塔、减压塔是基于各塔平衡级的数学模型进行的精馏计算，因此选择PetroFrac 模型进行模拟较为合适，同时可将加热炉和中段回流与塔本身作为整体进行计算。而闪蒸塔则选择分离器中的Flash模块进行模拟。 4 用Aspen Plus优化流程的意义 本课题所要求产品为液化气、轻、重石脑油，因此设置脱丁烷-脱戊烷的双塔流程。当出现塔操作波动问题时，可考虑改变进料段的进料位置和方式，或缓慢降低进料温度，减少进料段以上的气相负荷，稳定塔顶压力，解决塔的操作波动问题。 当轻烃回收系统出现分离效果差，生产操作波动很大，造成干气夹带大量液化气组分，脱丁烷塔顶大量排放不凝气，石脑油中液化气收率低，C4含量高等问题时，可考虑通过提高脱丁烷塔压力，使塔压靠近设计值，降低进料温度，控制低的塔顶温度。 针对脱丁烷塔塔顶、脱戊烷塔塔顶冷却能力受到制约，可考虑拆除脱丁烷塔塔顶气相管线、回流罐体、回流罐出口管线、回流管线的保温，尽可能提高脱丁烷塔顶冷凝器的冷却效果，为工艺参数的调整创造有利条件。 一般对于新建大型炼油厂，集中设置轻烃回收流程可对各装置的石脑油、干气和液化石油气集中处理，不仅可以充分提高轻烃的回收率，而且可以避免流程的重复设置，节省投资。并且不论是采用无压缩机方案或有压缩机方案对集中设置轻烃回收流程时，分析装置原料的组成是非常重要的，设计时要设计好的轻烃回收流程，应有确实的基础数据。当轻烃回收装置进料种类多时，任何一种进料波动都会引起装置的操作波动，因此，装置在设计时为适应原料性质的变化以及不同装置开工、运行不同步所引起的进料流量和性质的变化，在设计中应对主要设备考虑较大的设计余量。这样才能保证优化后操作参数在实际生产中得到应用后，在保证产品质量稳中有升情况下，减少能耗，取得较好的经济效益。 参考文献 [1] 邹桂娟, 熊玉萍, 马庆生. 应用ASPEN PLUS建立常减压装置的模拟系统[J]. 炼油与化工, 2004, 2(15): 32-34. [2] 钟镇鹏. 常减压蒸馏装置轻烃回收系统操作参数的优化[J]. 石油炼制与化工, 2004, 3(35): 18-21. [3] 丁雯婧. 常减压装置详细模拟分析及用能优化[D]. 中国石油大学, 2011. |
4. 研究方案
（1）熟悉工艺流程
根据设计的要求，熟悉掌握常减压轻烃回收系统的整个流程和工艺参数。
（2）绘制工艺流程图
5. 工作计划
1月5日-1月8日：查找并翻译外文文献，任务书定稿。
1月12日-1月15日：翻译外文文献，开题报告定稿。
1月19日-1月20日：制作开题报告PPT，开题报告汇报。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
