利用AspenHysys優(yōu)化常壓塔操作條件生產(chǎn)高閃點(diǎn)噴氣燃料

　　摘要：利用流程模擬軟件AspenHysys對250萬t/a常減壓蒸餾裝置進(jìn)行建模，通過改變常壓塔操作條件研究了如何生產(chǎn)高閃點(diǎn)噴氣燃料。將建好的常減壓模型模擬數(shù)據(jù)與煉廠數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)二者偏差在可接受范圍內(nèi)，驗(yàn)證了常減壓模型的可靠性。利用常減壓模型考察了常壓塔各操作條件對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)的影響，發(fā)現(xiàn)常頂油抽出量和常壓塔各循環(huán)取熱分配比例對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)影響最大。通過對操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，制定了一套用于生產(chǎn)閃點(diǎn)在60℃的高閃點(diǎn)噴氣燃料的操作方案。

　　關(guān)鍵詞：流程模擬;AspenHysys;常壓塔;優(yōu)化;操作條件;高閃點(diǎn);噴氣燃料

　　受當(dāng)今世界國際局勢影響，國家對于液體燃料的安全問題越來越重視[1]。尤其是對于戰(zhàn)爭中所需要的液體燃料，應(yīng)具有更高的安全要求和穩(wěn)定性[2]。高閃點(diǎn)噴氣燃料作為艦載機(jī)的液體燃料，應(yīng)具有更好的燃燒安全性能，閃點(diǎn)應(yīng)不低于60℃[3-4]。本研究通過流程模擬軟件AspenHysys對某煉廠250萬t/a常減壓蒸餾裝置進(jìn)行建模，將模擬數(shù)據(jù)與煉廠數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確保模型的可靠性[5-7]。通過模型考察了常壓塔操作條件對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)的影響，為煉廠生產(chǎn)高閃點(diǎn)噴氣燃料提供技術(shù)優(yōu)化方案。

　　燃料論文投稿刊物：《燃料與化工》(曾用刊名：煉焦化學(xué))，1970年創(chuàng)刊，是科學(xué)技術(shù)刊物。報(bào)道方針是：“認(rèn)真貫徹科學(xué)技術(shù)工作要面向經(jīng)濟(jì)建，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的方針，報(bào)道以煤為原料的煤炭高溫干餾及煤炭氣化的煤化工技術(shù)發(fā)展成果，以實(shí)用技術(shù)為主，輔以必要的理論性文章”。

　　1裝置現(xiàn)狀和模型建立

　　1.1裝置現(xiàn)狀

　　某煉廠250萬t/a常減壓蒸餾裝置采用初餾塔、常壓塔和減壓塔三級蒸餾方案。原料油與減頂油混合后經(jīng)過脫鹽脫水進(jìn)入初餾塔，初餾塔塔頂設(shè)置冷凝器，塔頂出初頂瓦斯和初頂汽油，塔底出初底油進(jìn)入常壓爐，經(jīng)常壓爐加熱后進(jìn)入常壓塔，常壓塔塔頂設(shè)置冷凝器，塔頂出常頂瓦斯和常頂汽油，塔中段設(shè)3個(gè)中段循環(huán)取熱和3個(gè)側(cè)線產(chǎn)品抽出，塔底設(shè)置汽提蒸汽，塔底出常底油進(jìn)入減壓爐，經(jīng)減壓爐加熱后進(jìn)入減壓塔，減壓塔塔頂設(shè)置冷凝器，塔頂出減頂瓦斯和減頂油，減頂油作為循環(huán)油與原料油混合，塔中段設(shè)3個(gè)中段循環(huán)取熱和3個(gè)側(cè)線產(chǎn)品抽出，塔底出減壓渣油。

　　1.2模型建立

　　使用流程模擬軟件AspenHysys建立常減壓全流程模型。使用RefluxedAbsorber模塊建立初餾塔、常壓塔和減壓塔，初餾塔和常壓塔采用實(shí)際塔板數(shù)，塔板效率設(shè)置在0.50~0.75，減壓塔將填料高度換算成理論塔板數(shù)后代替[8]。使用Heater模塊作為常壓爐和減壓爐，使用Pump模塊作為所有的機(jī)泵。由于初餾塔、常壓塔和減壓塔的操作壓力均屬于低壓，所以物性方法選用BK10[9]。

　　2模擬結(jié)果與分析

　　使用某煉廠2019年12月的常減壓蒸餾裝置原油進(jìn)料數(shù)據(jù)和相應(yīng)操作數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。從裝置操作條件和產(chǎn)品性質(zhì)2個(gè)方面將模擬數(shù)據(jù)與煉廠數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

　　2.1操作條件

　　操作條件的模擬數(shù)據(jù)與煉廠數(shù)據(jù)的對比，從中可以看出模擬數(shù)據(jù)與煉廠數(shù)據(jù)相差不大，最大偏差僅為7%。說明可以通過建立的模型反映真實(shí)的操作情況。

　　2.2產(chǎn)品性質(zhì)對比

　　對煉廠常壓塔各側(cè)線產(chǎn)品進(jìn)行采樣后通過D86蒸餾方法得到蒸餾曲線，與模擬數(shù)據(jù)的D86蒸餾曲線進(jìn)行對比。除了常頂油初餾點(diǎn)的模擬數(shù)據(jù)略高于煉廠數(shù)據(jù)和常二線初餾點(diǎn)的模擬數(shù)據(jù)略低于煉廠數(shù)據(jù)外，其他各側(cè)線產(chǎn)品蒸餾曲線的模擬數(shù)據(jù)與煉廠數(shù)據(jù)基本吻合，說明可以通過模型計(jì)算得到的產(chǎn)品性質(zhì)反映煉廠產(chǎn)品的真實(shí)性質(zhì)。

　　2.3模擬結(jié)果分析

　　通過對操作條件和產(chǎn)品質(zhì)量2個(gè)方面將模擬數(shù)據(jù)與煉廠數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)與煉廠數(shù)據(jù)之間誤差很小，因此可以認(rèn)為通過HYSYS建立的流程模擬模型準(zhǔn)確性很高，可以在此模型基礎(chǔ)上進(jìn)行分析和優(yōu)化。

　　3常壓塔操作條件對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)的影響

　　3.1常壓塔各側(cè)線抽出量對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)的影響

　　分別考察了常頂油、常一線、常二線和常三線抽出量對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)的影響。增加常頂油抽出量，常一線產(chǎn)品的閃點(diǎn)也隨之增加。說明隨著常頂油抽出量的增加，常一線油中的輕組分也隨之減小，閃點(diǎn)隨之升高。增加常一線抽出量，常一線產(chǎn)品的閃點(diǎn)也隨之增加。說明隨著常一線抽出量的增加，常一線油中的重組分也隨之增加，閃點(diǎn)隨之升高。增加常二線和常三線抽出量，常一線產(chǎn)品的閃點(diǎn)基本不變，說明常二線和常三線抽出量對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)影響不大。

　　4模擬結(jié)果分析及生產(chǎn)高閃點(diǎn)噴氣燃料優(yōu)化方案

　　通過對常壓塔各操作條件對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)的影響進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)使常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)升高的方法主要有：①增加常頂油抽出量;②增加常一線產(chǎn)品抽出量;③增加常頂冷凝器或常頂循環(huán)取熱比例，相應(yīng)降低常一中或常二中取熱比例;④增加常二中取熱比例，相應(yīng)降低常一中取熱比例;⑤增加常一線塔底蒸汽量，相應(yīng)增加常壓塔任一循取熱比例;⑥增加常一中塔底蒸汽量，相應(yīng)增加常頂冷凝器或常頂循取熱比例;⑦增加常二中塔底蒸汽量，相應(yīng)增加常頂冷凝器或常頂循取熱比例。其中以①和③對常一線產(chǎn)品閃點(diǎn)影響最大。因此，在保證常壓塔其他側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)并盡可能減少能耗的基礎(chǔ)上[10-12]，主要通過增加常頂油抽出量和常頂循環(huán)取熱比例，相應(yīng)降低常一中取熱比例，將常一線產(chǎn)品的閃點(diǎn)提高至60℃，并將冰點(diǎn)保持在-41℃以下。

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　　作者：萬子岸1，周媛1，王亦成2，吳靈燕2，王萬真2，侯經(jīng)緯1*

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