基于AspenPlus的原油常减压蒸馏装置的模拟_候会峰
基于Aspen Plus对常减压技术的优化探讨
基于Aspen Plus对常减压技术的优化探讨
芦思瀚;曹喜升
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2018(47)7
【摘要】介绍了以天津石化10 Mt/a常减压装置为研究对象,通过Aspen Plus软件对不同原油进行混合计算,根据常减压装置实际生产工况建立稳态模型。
采用ADA化验数据系统与PCS虚拟组分计算系统对原油进行分析,采用分段式莫弗里效率对精馏塔进行精确计算,利用Aspen Plus灵敏度分析工具针对常减压装置不同工况下生产状态进行分析,降低生产成本。
研究结果表明,采用Aspen Plus软件对天津石化常减压装置进行模拟所得结果符合生产工况并对生产优化具有引导意义。
【总页数】4页(P1429-1432)
【关键词】常减压;工艺模拟;天津石化;Aspen;Plus
【作者】芦思瀚;曹喜升
【作者单位】中石化股份天津分公司炼油部
【正文语种】中文
【中图分类】TE624.2
【相关文献】
1.基于AsPen Plus的常压蒸馏装置流程优化 [J], 张哲;卢涛
2.关于常减压蒸馏装置电脱盐优化操作及技术的探讨 [J], 范江伟
3.基于ASPEN PLUS和窄点技术的常减压换热网络优化 [J], 姜猛;杨基和;孙俊涛;
王丽涛;薛白
4.基于Aspen Plus的原油常减压蒸馏装置的模拟 [J], 候会峰;叶枫;叶绍宁;王中博
5.基于Aspen Plus的常压蒸馏装置流程优化 [J], 张哲;卢涛
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基于AspenPlus和AspenDynamics的常减压装置流程模拟
基于Aspen Plus和Aspen Dynamics的常减压装置流程模拟摘要本文以某厂常减压蒸馏装置为基础，以某厂常减压装置工艺技术规程上的油品性质数据和工艺条件参数为依据，在Aspen Plus流程模拟软件平台上建立常减压塔装置的仿真模型，并进行调试使其收敛后得到仿真结果，得到较为精确的稳态模拟仿真模型。
模拟结果发现，除个别数值有偏差外，初馏塔、常压塔以及减压塔的大部分数据与某厂实测数据偏差极小，整个装置运行稳定，稳态模拟比较成功，这也为后来的动态模拟打下了基础。
在完成稳态模拟后，根据操作规程对装置进行规格参数输入，输入塔高以及直径等数据后，将整个装置转至Aspen Dynamics进行动态模拟。
在动态模拟中根据装置的实际情况对其进行控制器的添加，完成控制器的设置后将整个控制程序初始化并运行。
观察每个模型每股物流的运行数据变化情况，发现整个装置运行相对稳定，动态模拟取得了成功。
在整个装置各个部分运行稳定的基础上，根据某厂常减压装置的实测数据，对整个装置的原油进料量根据时间进行变化，观察各个装置的运行情况，以及模拟数据的改变情况。
模拟结果发现当原油进料量发生改变时，整个装置的初馏塔、常压塔以及减压塔部分的数据结果均发生了不同程度的变化，这也使得整个动态模拟数据更加接近实际值，整个动态模拟情况更加接近工厂装置的真实运行情况。
本次流程模拟稳态模拟和动态模拟都取得了成功，模拟出的数据真实有效，对于复现某厂常减压装置的运行过程具有重大意义。
本研究也对整个装置的能耗与经济效益进行了分析，对以后装置的经济能耗优化提供了可能性；本研究也对Aspen Plus与Excel的连接进行了探究，使Aspen Plus与其他软件的互联成为了可能。
关键词：Aspen Plus，Aspen Dynamics，常减压装置，流程模拟Process simulation of atmospheric and vacuum distillation unit based on Aspen Plus and Aspen DynamicsABSTRACTIn this thesis, based on the atmospheric and vacuum distillation unit in a plant, the oil property data and process condition parameters in the process specification of atmospheric and vacuum unit in a plant are used as the basis, and the simulation model of atmospheric and vacuum tower unit is established on Aspen Plus process simulation software platform. After debugging, the simulation results are obtained after convergence, and a more accurate steady-state simulation model is obtained. The simulation results show that most of the data of the primary distillation tower, atmospheric pressure tower and pressure reducing tower have little deviation from the measured data of a certain plant, the whole unit runs stably and the steady-state simulation is relatively successful, which also lays a foundation for the later dynamic simulation.After the completion of the steady-state simulation, the specification parameters of the device are input according to the operation procedures, and the tower height and diameter data are input, the whole device is transferred to Aspen Dynamics for dynamic simulation. In the dynamic simulation, the controller is added according to the actual situation of the device. After the controller is set, the whole control program is initialized and run. By observing the operation data of each model, it is found that the operation of the whole device is relatively stable and the dynamic simulation is successful.On the basis of stable operation of each part of the whole unit, according to the measured data of atmospheric and vacuum unit in a certain plant, the crude oil feeding amount of the whole unit changes according to time, and the operation of each unit is observed, as well as the change of simulation data. Thesimulation results show that when the crude oil feed quantity changes, the data results of the primary distillation tower, atmospheric pressure tower and pressure reducing tower of the whole unit have changed in varying degrees, which also makes the whole dynamic simulation data closer to the actual value and the whole dynamic simulation situation closer to the real operation of the plant.The steady-state simulation and dynamic simulation of this process have been successful, and the simulated data are real and effective, which is of great significance for the recurrence of the operation process of atmospheric and vacuum distillation unit in a plant. This study also analyzes the energy consumption and economic benefits of the whole device, and provides the possibility for the optimization of the economic energy consumption of the device in the future; this study also explores the connection between Aspen Plus and excel, making the interconnection between Aspen Plus and other software possible.KEYWORDS: Aspen Plus, Aspen Dynamics, Atmospheric and vacuum unit, Process simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (III)1绪论 (1)1.1课题的研究背景及意义 (1)1.2化工流程模拟技术 (1)1.3流程模拟的应用 (2)1.4流程模拟在常减压装置中的应用 (3)1.5本文结构介绍 (3)2常减压装置的工艺流程 (5)2.1常减压装置在原油加工中的地位 (5)2.2常减压装置的原理 (5)2.3流程模拟软件算法原理 (6)2.3.1稳态模拟 (6)2.3.2动态模拟 (9)2.4常减压装置的工艺流程 (10)2.5小结 (11)3常减压装置的稳态模拟 (13)3.1建立整个装置模型 (13)3.1.1原油虚拟组分切割 (13)3.1.2装置模型选型 (15)3.2物料连接 (23)3.2.1 物流连接说明 (23)3.2.2 模型组态 (24)3.3数据输入与选项设置 (35)3.3.1初馏塔数据 (35)3.3.2常压塔数据 (37)3.3.3减压塔数据 (42)3.3.4原油进料数据 (49)3.3.5加热器、冷凝器与空冷器数据 (49)3.3.6泵数据 (50)3.3.7调节阀数据 (51)3.3.8分离罐数据 (51)3.3.9分离器数据 (52)3.4装置收敛调试 (53)3.4.1选择收敛方法 (55)3.4.2调节塔本身迭代次数与公差 (55)3.4.3调节整个装置迭代次数 (56)3.4.4设置撕裂物流 (56)3.4.5调节蒸汽汽提量 (58)3.4.6调节中段回流量 (58)VI3.5稳态模拟的模拟结果与数据分析 (59)3.5.1初馏塔部分 (59)3.5.2常压塔部分 (59)3.5.3减压塔部分 (60)3.6小结 (61)4常减压装置的动态模拟 (63)4.1Aspen Plus动态参数设置 (63)4.1.1初馏塔规格输入 (63)4.1.2常压塔规格输入 (65)4.1.3减压塔规格输入 (67)4.1.4其他模型规格修改 (69)4.2Aspen Dynamics控制器设置 (71)4.2.1转至Aspen Dynamics (71)4.2.2初馏塔控制器设置与调试 (73)4.2.3常压塔控制器设置与调试 (79)4.2.4减压塔控制器设置与调试 (82)4.3动态模拟的收敛调试 (84)4.4动态模拟结果与数据分析 (90)4.4.1初馏塔部分 (90)4.4.2常压塔部分 (95)4.4.3减压塔部分 (100)VII4.5小结 (109)5流程模拟的应用与扩展 (111)5.1稳态模拟结果与Excel的连接 (111)5.2稳态模拟结果经济能耗分析 (115)5.3小结 (118)6总结 (119)参考文献 (121)致谢 (126)VIII1绪论1.1课题的研究背景及意义石油炼制工程是需要消耗高能源的工程，它所消耗的能量占全国工业总能耗中的绝大部分比例。
应用ASPENPLUS建立常减压装置的模拟系统(2)
常一线航煤 常二线柴油
"6)$ 5*
#’6) *"/
5%*
从表 ! ， /， #， % 看出， ! 计算的塔的回流比为
#6)，与实际的回流比 #6$ 相近； " 计算的产品航
煤、 柴油的馏程分布与标定值基本一致， 常顶油稍 低， 航煤密度为 "6))$ ， 不小于 "6))%8 见表 *9； 闪点 为 #’6) 2 ， 不小于 /$ 2 ； 冰点 5%* 2 ； 常二线柴油 凝固点为 5* 2 ， 介于 "75) 2 之间； 闪点为 *"/ 2 ， 不小于 ’) 2。 从以上数据分析看， 侧线产品指标均 能满足要求。 航煤抽出量为 !) /%" +3 - > ， 标定值为 相对误差 *6# & ， 抽出 /1 ")" +3 - >， 标 !) )’’ +3 - >， 定量 /) )!#+3 - > ， 相对误差 "6$ & ； # ?@<AB <CD@ 还可以做出塔内汽液负荷分布、塔板温度分布图 等， 为生产提供指导 =见图 !、 /。
图 # 常压塔板温度分布
" 生产方案改变的模拟计算
随着市场需求或季节的变化，大庆石化分公 司炼油厂一套常减压装置从航煤生产切换到生产 高煤方案， 生产相应地需要进行调整， 如降一中量 等。利用这套模型， 根据高煤生产方案的产品质量 要求，调整模型中产品规定的范围及相关的独立 变量， 可以很快得出高煤生产方案下的工艺参数，
)/ $" *"" **/ *!) *#)
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Aspen plus灵敏度分析工具在解决原油混炼比问题中的应用
器， 经混合器混合后 的原油再进人 分流器 中 ， 分流 器设置一股物流接入初馏塔进料位置 ，其余排空 。
这样 做 可 以让混 合 器调 和原 油 ， 同时 以每 股原 料 流
Ｐｓ ｌ 建立常减压蒸馏装置 的模拟流程 ， ｕ 并利用其寻 找合适 的混炼 比为工厂生产提供参考是非常有必
要的。
实验 室对 混 合后 的原油 做 大量 的实 验 ， 费 大量 人 耗 力 ， 力 ， 得 到各种 混炼 比下装 置 的生产状 态 】 物 来 。 因此 ，面 临这 样 的 问题 ，利 用化 工模 拟 软件 Ａ ｐｎ ｓｅ
影响模拟收敛 的设备予以省略 ， 同时为下一步灵敏
度分 析 ， 在人 口处 进 行 了改 良 ， 装 置 流 程 原油 人 在 口设 置 一 个 混 合 器 和 分 流器 ，四股 原 油 接 人 混 合
量反映出混炼 比，达到灵敏度分析混炼比的要求 。 简化完成的模拟流程（ 见图 １ 。 ）
从 整 个装 置 的模 拟情 况 看 ， 对原 油 入 口处 的改 进 对模 拟来 说 没有 影 响 ， 良后 的流程 满 足灵 敏 度 改 分 析 中以 每 股原 料 流 量 代 表 混 炼 比作 为灵 敏 度 变 量 的选 择 ， 品 产量 和 质量 合 格 ， 模 拟 流程 建 立 产 该
Ｆ ｃ ｒ， ｒｍ ｉ ３ ０ ９ Ｃ ｉａ ａｔｙ Ｕ ｕ ｑ ０ １ ， ｈｎ ） ｏ ８
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｍｏ ｅ ｏ ｔ ｓ ｈ ｒｃ ａ ｄ ｖ ｃ ｕ ｄ ｓ ｌａｉｎ ｕ ｉ ｗ ｓ ｓ ｔｕ ｙ Ａｓ ｅ ｌ ｓ Ｔ ｅ ｐ ｉｒ ｉａ ｉｎ ｓｒ ｃ ： ｄ ｌ ｒａ ｍｏ ｐ ｅ ｉ ｎ ａ ｕ ｍ ｉｔ ｌｔ ｎ ｔ ａ ｅ ｐ ｂ ｐ ｎ ｐ ｕ ． ｈ ｒｏ ｉ ｚ ｔ ｆ ｉ ｏ ｔ ｏ ｓ ｈ ｍｅ ｏ ｒ ｄ ｉ ｍｉｉ ｇ ｒ ｔ ｆ ｄ ａ ｃｎ ｕ ｌ ｕ ａｅ ａ ｄ ｙｅ ｄ ｏ ｏ ｍａ ｉ ｅ １ａ ｄ ｌ ｅ ２ ｗｅ ｅ ｆｕ ｄ ｂ ｅ ｃ ｅ ｆ ｕ ｅ ｏｌ ｘ ｎ ａｉ ｏ ｖ ｎ ｉ ｇ ｐ ｌ ｏ ｔ ｔ ｎ ｉｌ ｆｎ ｒ ｌｌ ｎ ｉ ｒ ｏ ｎ ｙ ｔ ｃ ｏ ａ ｒ ｎ ｎ ｈ ｓ ｎ ｉ ｖ ｔ ｎ ｌ ｓｓｔｏ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍｏ ｅ． ｅ ｓ ｉ ｉ ａ ａｙ ｉ ｌｂ ｓ ｄ ｏ ｄ １ ｔ ｙ ｏ ｈ
浅析原油常减压蒸馏装置模拟及优化
模型。
本次使用的模型具有中段回流以及加热炉的特点,真正的贴合了实际工作中减压塔实际运转工艺流程,因此我们就不再在减压塔模型底部另行设置再沸器。
通过模拟数据我们可以得出:减压塔内各种代谢产品的物流参数的模拟计算结果与标准值几乎一样,能够明确模拟出减压塔的实际运行情况,减压塔的中段回流部分数据与实际现场数据相同,但测线提取数据除流率外其余因子均有较大差距。
由于累积模拟的误差最终都积累到减压塔模拟范围,因此存在一定的误差出入也是在所难免。
2 原油常减压蒸馏工艺优化作为原油初始分离的重要过程,常减压蒸馏是由分离剂提供能量的,基于原油本身特殊性质,能量注入常减压蒸馏装置是以加热进料的形式,所以对常减压蒸馏工艺的优化主要集中在参数控制和进料位置两个方向进行优化,以实现增强企业常减压蒸馏工艺效率,提升企业效率的目的。
2.1 操作参数分析及优化操作参数的改变往往会带来各塔轻质油收率的变化,要想对整个设备的流程进行优化,就需要对装置涉及到的操作参数进行优化调节,以拔出率为目标实现简化优化。
(1)操作温度。
主要优化塔顶温度及进料温度,还要配合优化塔顶冷凝温度和测线抽出温度。
如:润滑油加工时,减压塔的进料温度不超过395摄氏度;(2)操作压力。
这里一般泛指塔顶压力,对于初馏塔和常压塔来讲一般略高于大气压最为适宜,而减压塔压力存在真空度,理论上来讲是越低越好。
(3)汽提蒸汽。
在模拟实验中我们通常会在常压塔中进行塔底汽提,这一措施能够有效降低常低重油中350摄氏度前的分馏含量,可以相应提高轻质油的产生率。
2.2 进料位置分析及优化进料位置不仅在蒸馏塔进料过程占有重要地位,还影响着塔板的温度以及压力的分布,还能对各塔的热量衡算产生影响,所以要想优化常减压蒸馏工艺就必须对蒸馏装置的进料位置进行优化。
我们在实际操作过程中通常使用三种计算方法来对精馏塔的进料位置进行优化:(1)利用芬斯克方程计算精馏塔的最佳进料位置等。
(2)基于灵敏度分析的计算和优化过程的仿真技术。
基于AspenPlus的常压蒸馏装置流程优化
第36卷增刊2009年北京化工大学学报(自然科学版)Jour nal of Beijing U niversity of Chemical T echnolog y (N atural Science)V ol.36,Sup.2009基于Aspen Plus 的常压蒸馏装置流程优化张 哲 卢 涛*(北京化工大学机电工程学院,北京 100029)摘 要:为增加年综合收益,应用流程模拟软件Aspen Plus 对某厂一套常压蒸馏装置进行流程优化。
在流程模拟的基础上,给定约束条件,优化决策变量,建立了以年综合收益最大为目标函数的优化模型,并在Aspen Plus 平台上进行二次开发,对优化模型进行了求解,获得了良好的优化结果,详细分析了产品收益与泵动力消耗、加热和冷却负荷以及蒸汽消耗等成本对年综合收益的贡献率及影响。
最终得到了年综合收益最大化下的各工艺参数。
关键词:Aspen Plus;流程优化;常压蒸馏;年收益中图分类号:T K 065收稿日期:2008 10 06第一作者:男,1983年生,硕士生*通讯联系人E mail:likesurg e@引 言随着市场竞争日益激烈和原油价格的上浮,如何采用信息化技术实现常减压蒸馏装置的全流程模拟与优化,以提高经济效益,越来越受到人们的关注[1 2]。
目前Aspen Plus 是广泛应用于化工流程开发和设计的大型流程模拟与优化软件[3 4],采用这项信息化技术可以有效的实现化工工艺全流程的模拟与优化。
魏忠[5]主要采用PRO/ 模拟软件对常减压蒸馏装置的热力学模型进行讨论及对精馏塔进行物料及热量的衡算,但缺乏操作参数对于整个系统影响的分析,邹桂娟[6]用Aspen Plus 建立了常减压装置的模拟系统,但没有在流程模拟的基础上进行二次开发来满足进一步的工艺要求。
本文以某炼油厂一套常压装置为研究对象,在Aspen Plus 11 1平台上编写计算年综合收益的Fortran 程序,选用常压塔汽提蒸汽流量为优化变量,以常压塔各产品的恩氏蒸馏温度为约束条件,使得常压蒸馏装置的年综合收益最大。
模拟常减压蒸馏装置的物性计算方法和模型结构
模拟常减压蒸馏装置的物性计算方法和模型结构郑刚【摘要】Property calculation method has great effect on the accuracy of the CDU simulation re-sults,especially for the vacuum column. It is often observed that the simulated flow rate of vacuum resi-due is lower than the test-run data. This paper introduces a relatively more convinced methodology to simulate CDU using Aspen Plus. Based on a set of CDU test-run data,an Equation-Oriented model is built and solved in reconciliation mode on the Aspen Plus V10 Platform. Comparing the different results among the different property methods,the most accurate property method for CDU is presented. Finally the in-fluence of different property methods on the analog computation results of CDU is explained theoretically.%不同物性计算方法对常减压蒸馏装置的模拟,尤其对减压塔模拟的准确性影响较大.实践中常遇到模拟计算的减压渣油流量值低于现场实际数据的情况.采用 Aspen Plus 软件,结合某炼油厂常减压蒸馏装置的标定数据,建立了联立方程法(EO)模型.在数据整定(Reconciliation)模式下,通过选用不同的物性计算方法和建立特殊的减压蒸馏装置模型结构,给出了在Aspen Plus软件中模拟常减压蒸馏装置误差最小的物性计算方法,并从理论上解释了不同物性计算方法对常减压蒸馏装置模拟计算结果的影响.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2018(049)007【总页数】7页(P100-106)【关键词】常减压蒸馏;流程模拟;物性计算方法;Maxwell-Bonnell;序贯模块法;联立方程法;减压深拔【作者】郑刚【作者单位】中国石油化工股份有限公司炼油事业部,北京 100728【正文语种】中文随着计算机软硬件技术的高速发展，流程模拟技术已逐渐被大专院校、研究设计单位、企业各级管理部门及工艺工程师所掌握。
Aspen_Plus高级班石油炼制过程的模拟
2021年2月15日
掌握如下新的内容：
• 1) 石油炼制过程蒸馏单元的模拟步骤； • 2) 流程模拟软件中石油馏份的特殊处理方法； • 3) 掌握PETROFRAC单元操作模型的使用； • 4) 产品中杂质分布的计算。
No. of Cuts
28 8 4
2021年2月15日
Increments (F)
» 虚拟组分将在模拟计算之初自动生成.
2021年2月15日
ASSAY组分的表征
• 输入蒸馏曲线 • 蒸馏曲线分割为很多个片段 (TBP Cut points) • 每一个片段生成一个虚拟组分每一个虚拟组分的性质
以下列参数的平均值为基础进行估算：
– 分子量 (MW) – 正常沸点 (NBP) – 密度或比重 (API or SG)
2. 在 Assay-Blend 目标管理器下, 创建一个 assay 并且提供一个名称(ID).
3. 在BasicData\DistCurve表中，输入蒸馏曲线 数据.
4. 在BasicData\DistCurve表中，输入油品重度 ，或者在BasicData\ Gravity/UOPK表中，输 入重度曲线或UOPK曲线数据.
2021年2月15日
Assay组分BasicData \ Gravity/UOPK 表
2021年2月15日
蒸馏曲线
• 蒸馏曲线类型:
– ASTM D86, D1160, D2887 – 实沸点蒸馏曲线 (TBP) (重量或体积基准) – 真空蒸馏曲线 (重量或体积基准)
基于Aspen Plus的炼油厂酸性水汽提的模拟及优化
基于Aspen Plus的炼油厂酸性水汽提的模拟及优化
随着环保要求的不断提高，需要对原油加工过程中产生的酸性水(如重油催化裂化装置的分馏塔顶冷凝水、常减压装置的减顶酸性水、重整加氢装置的分馏塔酸性水等)进行预处理，避免直接排入对废水处理场造成冲击，其中汽提法是处理含铵盐硫化物污水的主要方法。
目前，普遍采用的汽提法主要有双塔加压汽提、单塔加压侧线抽出汽提和单塔低压汽提三种汽提流程。
其中双塔汽提装置由于占地面积大、设备多、流程复杂、能耗高、投资较多，不利于环保工程的发展。
在能耗越来越受到关注的时代，单塔汽提工艺越来越受到重视，但是该工艺在操作上仍由较大的优化空间。
本文应用Aspen Plus过程模拟软件，考察冷热进料比、侧线采出位置和采出量及热进料温度等因素对酸性水汽提塔操作的影响，并以此来指导设计和生产。
应用ASPEN PLUS建立常减压装置的模拟系统
应用ASPEN PLUS建立常减压装置的模拟系统
邹桂娟;熊玉萍;马庆生
【期刊名称】《炼油与化工》
【年(卷),期】2004(015)002
【摘要】应用AspenTech的通用流程模拟软件ASPEN PLUS对大庆石化分公司常减压装置进行全流程模拟计算,并利用所建模型进行操作工况分析及在改变生产方案等方面进行研究.
【总页数】3页(P32-34)
【作者】邹桂娟;熊玉萍;马庆生
【作者单位】大庆石油化工总厂培训中心,黑龙江,大庆,163711;大庆石化分公司炼油厂,黑龙江,大庆,163711;龙风热电厂,黑龙江,大庆,163711
【正文语种】中文
【中图分类】TQ018
【相关文献】
1.ASPEN PLUS化工模拟系统在精馏过程中的应用 [J], 刘雨虹
2.ASPEN PLUS化工模拟系统在精馏过程中的应用 [J], 谢扬;沈庆扬
3.用Aspen Plus模拟系统确定低温磷酸盐处理液的酸比 [J], 林进军;许柔劲;金哲国
4.城市应急服务气象数值模拟系统的建立与应用 [J], 房小怡;李磊;郭文利;马晓光;轩春怡;李书严;杜吴鹏
5.利用Aspen Hysys模拟提高常减压装置喷气燃料收率 [J], 刘鹏;王亦成;蒋志勇
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基于Aspen_Plus_抚顺式油页岩干馏过程模拟方法研究
2017年第36卷第1期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·121·化 工 进 展基于Aspen Plus 抚顺式油页岩干馏过程模拟方法研究柏静儒1，李启凡1，吴海涛1，白章2，王擎1（1东北电力大学油页岩综合利用教育部工程研究中心，吉林 吉林 132012；2中国科学院工程热物理研究所，北京100190）摘要：利用Aspen Plus 软件对抚顺式油页岩干馏过程进行模拟，采用带Fortran 气化动力学子程序的自定义反应模型来代替Gibbs 反应器，通过与文献中实验数据对比来验证模拟结果的准确性，结果吻合良好。
利用该模型研究了主风量和主风饱和度等参数对气体组分、气体热值、气化效率和热效率的影响。
研究结果表明：随着气化温度的增加，CO 的含量增加，而H 2和CH 4的含量减少，同时气体的热值呈现出逐渐降低的趋势；提高主风量，气化效率、干发生气热效率（ηd ）和湿发生气热效率（ηw ）均有显著提高，但是过量空气的通入将会造成烧油，建议主风量控制在7.38×104～8.61×104m 3/h 最佳；提高主风饱和度，气化温度呈线性下降；当主风饱和度为90℃时，湿发生气热效率（ηw ）达到最大，为37.08%；但是综合考虑实际过程中的合理运行，建议主风饱和度选取80℃为宜。
关键词：油页岩；抚顺式干馏过程；Aspen Plus ；模拟中图分类号：TE662 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）01–0121–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.01.016Simulation of Fushun type retort for oil shale processing method usingAspen PlusBAI Jingru 1，LI Qifan 1，WU Haitao 1，BAI Zhang 2，WANG Qing 1（1Engineering Research Centre of Ministry of Education for Comprehensive Utilization of Oil Shale ，Northeast Dianli University ，Jilin 132012，Jilin ，China ；2Institute of Engineering Thermal Physics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing100190，China ）Abstract ：In this paper ，Aspen Plus was used to simulate Fushun type retort for oil shale processing using a user-defined model with gasification kinetics of Fortran subroutines to replace Gibbs reactor ．The accuracy of results was verified by comparing document of the experimental data and simulation of the data ，which indicated that the results were in good agreement ．Meanwhile ，the effects of the air volume as well as saturation of feeding air on the gas component ，the calorific value of the gas ，the gasification efficiency and the thermal efficiency were systematically studied ．The results showed that the increase of gasification temperature could decrease H 2 and CH 4 fractions and promote the generation of CO. Furthermore, the high temperature gasification would lead to a decrease of heating value. The increase ofthe air volume could raise the gasification efficiency and the thermal efficiency （ηw ）as well as the thermal efficiency （ηd ）. Because the excess air may cause oil firing ，it was suggested that the air volume was bestin the range of 7.38×104—8.61×104m 3/h. The gasification temperature declined linearly when the saturation of feeding air increased. When the saturation of feeding air maintained 90℃，the thermal efficiency （ηw ）reached the maximum value of 37.08%．But considering the reasonable operation in the actual process ，the saturation of air of 80℃ was recommended ．Key words ：oil shale ；Fushun type retort process ；Aspen Plus ；simulation油页岩综合利用技术方面的研究工作。
原油常减压蒸馏装置仿真培训系统设计
摘要 ： 设计仿真培训系统是操作人员技 能培训 的现代化手段 。由于石油属 于组分不可数 的复杂体系 ， 常减压蒸馏又是 多侧
线、 带汽提的分离过程 ， 对仿真数 学模型的建立带来较 大的难度 。以某炼油厂 ２ ５ ０万 吨常减压生产装 置设计数据和 生产 数 据为基础 ， 针对以上问题 ， 采用假组分的方法 ， 利用半 经验半 机理模 型开发 了常减压蒸馏装置仿真培训系统 。经动态仿真测 试， 上述常减压仿真培训系统兼顾了模型的机理性 和仿真的实时性 ， 可以较好 地模拟装置开停车过程 、 正常工况和事故状态
ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ，ａ ｔ ｍｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｉ ｒ ｃ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｃ ｕ ｕ ｍ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
（ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，
Ｕｎｉ ｔ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｎｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｎ ｇ， Ｓ ＵＮ Ｘｉ ａ ｏ—ｙ ａ ｎ， ＸＩ Ａ Ｌ ｉ ， ＸＩ ＡＮＧ Ｓ ｈ ｕ —ｇ ｕ ａ ｎ ｇ
Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ２ ６ ６ ０ ４ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
基于Aspen Plus的原油常减压蒸馏装置的模拟
候 会 峰 叶 枫 叶 绍 宁。 王 中博 ， ， ，
（． 疆 大 学 化 工 学 院 ， 疆 乌 鲁 木 齐 １新 新 ８ ０ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｝． 国石 油 乌 鲁 木 齐 石 化 分 公 司 ， 疆 乌 鲁 木 齐 ３０６２中 新 ８０１） ３ ０ ９
摘 要 ： Ａｓｅ ｌｓ 件 平 台 上 ， 在 ｐｎＰｕ 软 以标 定 数 据 为 主要 输 入 数 据 ， 以产 品 控 制 指 标 为 主 要 约 束 条 件 ，
２ ．ＣＮＰＣ Ｕｒ ｍｑ ｔ ｏ ｈ ｍｉａ ｏ ａ ｙ ｕ ｉ Ｐｅｒ ｃ ｅ ｃ ｌＣ ｍｐ ｎ ，Ｕｒ ｍｑ ３ ０ ９ ｕ ｉ ０ １ ，Ｃｈ ｎ ） ８ ｉ ａ Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｔａ ｙ ｓ ａ ｅ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｆｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ａ ｍｏ ｐ ｅ ｉ ａ ｄ ｖ ｃ ｕ ｄ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ ｕ ｉ ｆ ｒ ａ ｆ ｃ ｏ ｓ ｅ ｔ ｂ ｉｈ ｄ ｅ ｓ ｅ ｄ — ｔ ｔ ｉ ｌ ｔ ｌ ｗ ｆｃ ｕ ｅ ｏ ｌ ｔ ｓ ｈ ｒｃ ｎ ａ ｕ ｍ ｉｔ ｌｔ ｎ ｔ ｏ ａ ｔ ｒ ｉ ｓａ ｌ ｅ ｏ ｌ ｏ ｓ ｕ ｅ ｈ ａ ｉ ｒ ｔ ｎ ｄ ｔ ｓｔ ｅ ｍａｎ ｉ ｐ ｔｄ ｔ ｎ ｈ ｒ ｄ ｃ ｏ ｔｏ ａ ｇ ｔ ｓ ｔ ｅｍａｎ ｃ ｎ ｔ ａｎ ｓｏ ｈ ｐ ｎ Ｐ ｕ ｌ ｔ ｓ ｄ ｔ ｅｃ ｌ ａ ｉ ａ ａ ａ ｈ ｉ ｎ ｕ ａ ａ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｅ ｓａ ｈ ｉ ｏ ｓ ｒ ｉ ｔ ｎ ｔ ｅ Ａｓ ｅ ｌ ｓ ｐ ａ — ｂ ｏ ｔ
常减压建模教材培训AspenPlus
650
30
400
62
800
40
470
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80
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95
1300
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-
98
1475
-
-
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1670
第4页
2、初馏塔的模拟计算
• 2.1 初馏塔的基本工艺数据
• 原料油数据
API重度曲线数据
第一种原油
第二种原油
蒸馏百分数 API
0.002
C2H6
0.0015
0.005
C3H8
0.009
0.005
i-C4H10 0.004
0.01
n-C4H10 0.016
0.01
i-C5H12 0.012
0.005
n-C5H12 0.017
CDU-FE E D
CU-S TEAM
CU-WATE R VDU
HNAP HTHA
CU-S TM1 KEROS ENE
CU-S TM2 DIES EL CU-S TM3 AGO
RE D-CRD
VDU-S TM
OFF-GAS LVGO HVGO
RES IDUE
第3页
2、初馏塔的模拟计算
2.1 初馏塔的基本工艺数据
蒸馏百分数 API
5
90
2
150
10
68
5
95
15
59.7
10
原油常减压蒸馏装置流程的参数模拟分析
Ｐｌｕｓ模拟 软件 实 现模 拟计算 ，实 现原有 常 减压 蒸馏 产 的柴 油 密 度 较 轻 。Ｔ 艺 流 程 为 ：将 混 合 原 油在
装 置 能耗 的 降低 ，提 高生 产效 率 。
４０ 自 装 料 区 将 设 备 投 入 ，将 混 合 原 油 加 热
要想使装置满足不 同的操作需求 ，就要全面优化常减压蒸 馏装置操作参数 ，以此解决实 际生 产中的问题。基于
此 ，本文就分析原油常减压蒸馏装置 中的运行参数 ，之后实 现装 置的优化。
关 键 词 ：原油 ；常减压蒸馏装置 ；流程 ；参数模拟
中图分类号 ：ＴＱ０５３ 文献标 识码 ： Ａ
文章编 号： １６７１—０４６０（２０１８）０８—１７４９—０４
Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ Ａ ｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｏｆ Ｃｒｕｄｅ Ｏｉｌ Ａｔｍ ｏｓｐｈｅｒｉｃ ａｎｄ Ｖａｃｕｕｍ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ
Ｈ ＵＡＮＧ Ｍ ｉｎｇ—ｈｕｉ，ＣＨＩＨｏｎｇ－ｙａｎ （Ｒｅｆ ｉｎｉｎｇ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｌａｎｔ ｏｆＹｕｍｅｎ Ｏｉｌｆ ｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｇａｎｓｕ Ｊｉｕｑｕａｎ ７３５２００，Ｃｈｉｎａ）
精 制 成为 合格 的产 品 。常减 压装 置 属 于炼 油厂 中最 加 工 的石油 为 四种 愿油 的组 合 。炼 油 厂 中设 备的蒸
大的耗能装置 ，占据炼油总耗能的 ３０％左右 ，所 以 馏工 艺 完善 ，能够 正 常运 行 ，设 备 主要 包括 初馏 塔 、
使此装置能耗进一步降低 ，对于炼油厂节能降耗具 常压 塔 和减 压 塔 。其 中的 产 品具 有 多种 种类 ，根据
第 ４７卷 第８期 ２０１８年 ８月
Aspen+plus在化工设计教学中应用
万方数据汪斌等Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ在化工设计教学中应用２０１０．Ｖ０１．２４，Ｎｏ．９１．１具有完备的物性数据库物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。
ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ具有丰富的物性数据和完备的物性模型。
ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ数据库包括将近６０００种纯组分的物性数据，约９００种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数，约３３１４种固体的固体模型参数，６１种化合物的Ｈｅｎｒｙ常数参数，二元交互作用参数约４００００多个。
ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ是唯一获准与ＤＥＣＨＥＭＡ数据库接口的软件。
该数据库收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，共计２５万多套数据。
１．２完整的单元操作模块ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ包含完整的化工单元模块，易于组建化工流程。
单元模块包括①换热器，包括加热（冷却）器、两股物流换热器和多股物流换热器；②闪蒸器，包括双出口闪蒸和三出口闪蒸；③多级平衡计算，包括用于精馏、萃取、间歇蒸馏和石油精炼过程的平衡计算及填料塔、板式塔的塔内流体力学计算；④反应器，包括理想反应器、平衡反应、收率反应器、化学计量反应器和最小自由能反应器；可用来对反应器的物料和能量衡算，并进行反应器的设计；⑤其他，包括混和器、分流器、多出口组分分离器、泵和压缩机。
１．３分析工具ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ提供了一些重要的模拟分析工具。
如：流程优化、灵敏度分析、设计规定及工况研究等。
日垒璺巳皇翌旦坚璺查丝王透过史座旦２．１设计型计算设计任务：在常压连续筛板精馏塔中精馏分离含苯４１％的苯、甲苯混和液。
要求塔顶馏出液中含甲苯量不大于４％，塔底釜液中含甲苯量不低于９６％（以上均为质量分率）。
已知参数：苯、甲苯混合液处理量４ｔ／ｈ；进料热状态自选；回流比自选；塔顶压强４ｋＰａ（表压），热源低压饱和水蒸气，单板压降不大于０．７ｋＰａ；其他计算中所用物性数据由Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ内置或计算。
在模型库中选择Ｄ蚋ｒＵ模型进行设计型简捷计算，如图ｌ所示。
在这里苯和甲苯体系可近似看成理想系，选择Ｉ．ｄｅａｌ方法。
基于Aspen+Plus的原油蒸馏装置流程模拟及优化
明显，当汽提蒸汽量继续提高时，常底重油３５０℃馏 出量的变化幅度降低。
因此，根据模拟计算结果，建议装置在该加工
负荷下，将常压炉的出口温度控制在３６０～３６４℃之 间，将塔底汽提蒸汽量控制在３～４ｔ／ｈ之间，以保证 在尽可能提高装置常压拔出率的情况下，实现装置 的节能降耗。
万方数据
增刊１
水春贵．基于Ａｓｐｅｎ
因：一是目前装置加工的原油性质与建模时的原油
性质不一样；二是实际加工量偏小；三是受各中段 回流换热器换热面积的影响，其流量调整受到限
模块，每个塔内的关键参数设定见表ｌ。表４【ｌ】。利 用以上基础数据，建立装置稳态模型，各塔参数以 万方数据
Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｕｉｃｇ．ｊｍｈ＠ｓｉｎ叩ｅｃ．ｃⅢ
中外能源
・１０・ ＳＩＮ０一ＧＬＯＢＡＬ ＥＮＥＲＧＹ
２０１１年第１６卷
０．２ｌ％；而在塔底汽提蒸汽量为８．０ｔ／ｈ情况下，常压 炉出口温度每升高２ｃＣ，常底重油３５０℃馏出量仅 降低０．０５％。同理，在常压炉出口温度保持不变情
２ ５ ２ １３ ２７ ３５ ４３
汽提塔ｌ 减压塔 汽提塔２ 汽提塔３
表５初馏塔操作数据与计算值对比
项目 初馏塔顶温度／℃ 初馏塔顶回流温度，℃ 初馏塔底温度，℃ 标定值
１２３ ４０ １９７ ２０１ ５０
计算值
１２４－８ ４０ １９８ ２００ ５０ Nhomakorabea３
进料温度，℃
８
初馏塔顶压力，ｋＰａ
２２ ３０
从图２还可以看出，塔底汽提蒸汽量控制在 ２—４ｔ／ｈ之间，对常底重油３５０℃馏出量的影响较为
项目 初馏塔 常压塔 减压塔 塔板数
２１ ４９
表４常压塔和减压塔汽提塔
再沸器选型
aspen常减压系统流程模拟计算
常压系统流程模拟计算一、工艺流程简述常减压装置是我国最基本的原油加工的装置之一。
主要包括换热器系统、常压系统、减压系统。
常压系统是原油通过换热网络换热到一定温度后，再进到常压加热炉加热到要求的温度，常压加热炉要求的出口温度与原油的性质，拔出率有关，一般要求常压炉出口汽化率大于常压塔所有侧线产品一定的比例，这个比例叫过汽化率，一般为2～5%（wt）。
常压加热炉出口达到一定温度和汽化率的原油，进到常压塔的进料段，油汽往上走，常压塔侧线抽出，一至四个左右的侧线产品，为控制侧线产品的干点，抽出的侧线产品进到侧线产品汽提塔中汽提，冷却后出装置，常压塔进料产品与出料产品之间的焓差，叫剩余热，为回叫这部份热量，常压塔的各产品段有中段回流抽出，与冷原油换热后返回塔内。
塔底抽出常压重油，为提高拔出率和减少塔底结焦，有塔底还通入一定量的蒸汽。
常压系统分离其工流流程如图1-1所示，所涉及主要模块有原油混合器（M1）、常压塔（T101）。
图1 常压系统模拟计算流程图CGAS原油中瓦斯，OIL原油；W塔顶切水，GAS-常顶气，GN常顶油；CP1常一线；S1常一线汽提蒸汽CP2常二线；S2常二线汽提蒸汽；CP3常三线；S3常三线汽提蒸汽；C4常四线产品；SS常底汽提蒸汽；CB常底油2二、需要输入的主要参数1、装置进料数据32、单元操作参数3、设计规定及模拟技巧3．1原油蒸馏数据的重要性3．2过汽化率3．3热平衡与产品分布的密切关系三、软件版本ASPEN PLUS软件12.1版本减压系统流程模拟计算一、工艺流程简述常减压装置是我国最基本的原油加工的装置之一，其中主要包括原油换热系统、常压系统、减压系统。
常压塔底出来的常压渣油，进到减压加热炉达到一定温度和汽化率的原油，进到减压塔的进料段，油汽往上走，减压塔侧线抽出，一至三个左右的侧线产品，有的还抽出过汽化油，抽出的侧线产品与原油换热后，冷却后出装置，减压塔进料产品与出料产品之间的焓差，叫剩余热，为回收这部份热量，减压塔的各产品段有中段回流抽出，与冷原油换热后返回塔内，为减少结焦，还有一部份不经过换热的循环冲洗油。
原油常减压蒸馏装置的模拟与优化
原油常减压蒸馏装置的模拟与优化
乌石化Ⅱ套常减压蒸馏装置2006年进行了适应性扩能改造,原油处理能力提高至350万吨/年,目前装置平稳运行,但混合原油性质的变化及掺炼比例的调整给生产过程的调节带来不便;同时对主要产品的恩氏蒸馏数据分析时发现,产品的分离精度较低,渣油中轻质油馏分含量较高。
因此,为稳定生产、提高原油的拔出率、增加装置的经济效益,本论文主要研究工作如下:1)通过科学合理的流程规划,运用Aspen Plus流程模拟软件,以乌石化Ⅱ套常减压蒸馏装置的标定数据为基础,建立了常减压蒸馏装置的模拟流程。
2)选择5种常用于炼油过程的物性方法,对该流程进行了大量的模拟计算,对比分析了不同物性方法下的模拟结果,优选了最适宜的物性方法。
3)运用Aspen Plus灵敏度分析工具,得出了操作压力、进料温度和汽提蒸汽流量等操作参数对进料汽化率或拔出率的影响结果,并以此为依据,运用Aspen Plus优化工具,达到了原油拔出率提高6.8个百分点和经济效益最大化的目标。
4)以初馏塔、常压塔和减压塔进料位置为变量,运用Aspen Plus分析优化工具,得到了经济效益最大化的优化方案。
5)提出了“二级闪蒸塔-常压塔-减压塔”和“二级闪蒸塔-常压塔-二级减压塔”两种改进方案,并运用Aspen Plus软件完成了两种改进方案模拟计算。
从拔出率和能耗的角度,与原装置的“初馏塔-常压塔-减压塔”方案进行了比较。
AspenPlus在常减压蒸馏装置中的应用
２．２ 过程参数 在进行装置过程参数收集时， 按照先采集操作 数据， 再进行现场取油样的顺序进行。装置的实际操 作是动态的， 过程参数会在一定范围内波动， 因此， 在收集过程参数时， 不仅采集了即时数据， 对重要的 过程参数还收集了一段时间内的数据， 根据数据变 化趋势可以判断即时数据的合理性， 同时在合理范
Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ 在常减压蒸馏装置中的应用
■ 李明 齐艳华 周祥 侯延军
常减压蒸馏装置是原油加工的第一道工序， 一 方面直接提供部分油品， 另一方面为一系列二次石 油炼制工艺过程提供原料， 用来生产多种石油化工 基本原料［］， 其操作的好坏对石化企业的经济效益有 直接的影响。利用流程模拟技术建立装置模型， 并以 此来指导生产， 优化生产操作， 进行多方案对比找出 装置的最佳操作工况， 提高经济效益， 可更加快捷和 准确。
５．２ 增产柴油 为提高柴汽比以缓解国内消费柴汽比大于生产 柴汽比的局面， 增加柴油产量也是优化常减压装置 操作目标之一。其优化问题可表述为： 目标： Ｍａｘ ｆｌｏｗ（ 常二线） 约束： 常一线干点≯２４０℃， 常二线 ９５％点≯３６５℃ 自变量： 塔顶温度， 常一线抽出量， 常三线抽出 量， 常塔底汽提蒸汽量
减压系统直接模拟的结果与产品实际馏程偏差 较大， 失去指导意义。初步分析主要有两个原因： 一 个重要的是， ５３０℃以前的原油实沸点蒸馏数据由实 验得到， 较为准确， 而 ５３０℃以后的蒸馏数据由软件 自动外推， 有一定的误差； 另一个是， 常压塔底的渣 油在减压炉中发生部分高温裂解也是导致减压塔模 拟失真的一个主要原因。目前已有文献报道， 在常减 炉入口通过人为的加入一定组成的轻端组分后较好 的模拟了包括减压塔在内的常减压蒸馏流程。为此， 该模型在减压系统前加入模拟裂解气， 具体裂解气 组分见表 ４。