常减压装置的全流程模拟

常减压装置的全流程模拟
镇海炼化公司生产处郑文刚
【摘要】本文介绍了使用Petro-SIM V3.0桌面炼油厂模拟软件构建公司Ⅰ常减压装置的主要过程，通过分析模型的优缺点,并结合当前加工新油种的需求,给出了模型的几个应用实例，从而表明严格精确的模型能够明显提高生产运行和管理水平。

本文最后探讨并给出了进一步完善该模型的措施和建议。

一、前言
在炼油厂中，常减压装置处于加工链的最上端，常减压装置因为加工量大，加工方案和加工油种经常改变，因此确保常减压装置的稳定优化操作对于炼油企业总体技术经济指标以及下游装置来说意义重大。

随着现代计算技术的突飞猛进，使用软件来模拟蒸馏过程的技术也已经日益成熟。

目前设计部门已经普遍采用模拟软件来设计常减压装置，而生产、计划、调度、质检等部门也逐步开始使用这类工具指导和预测日常生产，分析和故障排除。

可以预计在不久的将来，软件模拟技术将在各炼厂得到迅速推广和应用。

二、模拟软件简介
目前大型通用模拟软件有Aspen Plus，Aspen Hysys，SimSci ProII以及KBC Petro-SIM。

这些软件在模拟蒸馏设备方面都很成熟，而且各有优点。

本文采用KBC Petro-SIM软件进行常减压装置的全流程建模。

因为采用这个软件能够很方便地预测原油及产品的性质分布，而这对于生产运行而言是比较重要的。

三、原油评价数据的合成
本文采用镇海公司原油评价数据为准，因为公司内部的原油评价数据各窄馏分分析数据有重叠，如果直接采用Petro-SIM系统提供的原油合成功能误差较大。

为此本文另辟蹊径提出了在流程图环境中合成原油评价的新方法。

经过验证，这个方法准确，可靠。

由于流程图环境的数据可以和Excel交互，通过进一步开发Excel原油评价数据输入界面，可使合成原油评价数据的工作迅速而简便。

新方法分成三个步骤，第一步是在Excel中输入原油评价中的窄馏分数据，然后把数据传递到模型中；第二步使用spreadsheet把数据传递给Refinery to Crude模块，该模块负责合成输入的各窄馏分，比如石脑油，煤油，柴油，蜡油和渣油等；第三步是用Component Splitter 切除窄馏分的重叠部分，然后把结果即无重叠的各窄馏分再混合形成最终的原油评价数据。

这种方法的优点是方便快速，无需专门的原油数据库来支持，并且可以利用各公司自己的原油评价数据来合成原油评价数据，而不必严格按照系统提供的输入格式提供原油评价数据，准确性也能得到保证。

缺点是合成的原油评价数据不能很方便地拷贝给其他用户使用。

伊朗轻油评价数据合成数据
API度32.3532.65
密度20℃ kg/m3859.4856.1
运动粘度50℃ mm2/s 5.56 5.38
硫含量W% 1.49 1.36
氮含量mg/kg17421791
特性因数 K 11.911.53
4.54 4.57
残碳 W%
在Petro-Sim 中合成伊朗轻油的原油评价数据。

合成后的TBP 曲线和原始数据对比见下图，可见合成的评价数据很接近实际评价数据。

四、常压塔建模
采用严格逐板法模拟常压塔，收敛规定变量取常压塔各侧线干点，各中段回流取热量以及温差。

在常压塔建模过程有几个关键问题值得深入探讨。

它们分别是：塔板效率，塔顶冷凝罐温度，塔顶回流罐压力，塔顶回流比，中段回流取热量，常压炉出口温度，各侧线流量和产品质量的合理设置。

下面分别就这些关键问题给出解决方案。

常压炉出口温度，根据实际生产来看，温度的变化范围很小，且基本保持恒定，所以在模型中设置常压炉出口温度保持369度恒定。

塔板效率，目前有两种近似的处理方法。

一种是常压塔按实际板设置，然后调整每块板的莫菲利效率，直到塔板温度分布接近现场数据为止；另一种方法是把实际板数直接折算成理论板数，直到回流比和实际符合为止。

因为常压塔塔顶的回流比受中段回流影响更大，所以在常压塔建模中，改变理论板数后，需要观察塔的过汽化率，如果产品质量都合格，但是过汽化率很大，那么表明需要增加理论板数，直到过汽化率在合理的范围内为止。

本文采用第二种方法，因为相比第一种方法，塔的变量数明显减小，收敛的速度和稳定程度都明显增强。

塔顶压力和塔回流罐温度。

压力和温度是相关的，改变压力会明显改变温度。

如果想模型计算数据和实际匹配，需要做一些适当的考虑。

目前也有两种处理方法来解决塔顶压力温度和现场匹配的问题。

一是，改变原油数据库或在常压塔进料中输入甲、乙、丙烷等轻组分气体，这样做是考虑到原油中会携带一部分轻组分，而且在常压塔底会有少量的裂解；另一种做法是认为实际测量的塔顶回流罐压力不是真正的液体饱和蒸汽压，液体饱和蒸汽压和裂解气等轻组分分压的总和才等于实际测量的塔顶回流罐压力，所以需要在模型中调整实际压力，使得回流罐温度和实际匹配。

本文采用第二种方法，因为这种方法更方便，无需额外合成一股轻组分。

塔顶回流比，在塔收敛后，且各组分产品质量都合格的情况下，调整各中段回流的取热
比例，直到塔顶回流比符合实际。

中段回流取热比，增加一个中段回流需要增加两个自由度，一般设置中段回流取热量和温差比设置中段回流量和温差更容易收敛。

但是在建模过程中首先要根据标定数据，设置中段回流量和温差，因为这些参数都可以实际测量，塔收敛后再调整为中段取热量和温差。

在随后的换热器组建模过程中，需用中段取热量来确定各换热器的UA。

各侧线流量和产品质量的设置，首先设置各侧线的流量，因为这样设置模型收敛速度快而且稳定。

然后逐渐改变侧线流量，直到产品质量接近指标值，最后把收敛规定切换成产品质量约束。

但常二线和常四线不要切换成质量指标约束，因为如果所有侧线都切换成质量指标约束，在加工油种切换后，塔很难收敛，所以在模型中应该适当放宽某些约束，以确保在换油和调整参数时能够收敛，当模型其它参数都调整到位后，再进一步收紧这些约束，以优化装置的操作参数。

常压塔的收敛规定如下表所示：
Item Unit Spec Value
Vap Prod Rate 500
Naphtha ℃ 165
Kesosene ℃ 240
Cut3 ℃ 368
Cut2 Rate Kg/hr 7.50E+04
Cut4 Rate Kg/hr 1.80E+04
SS1 BoilUp Ratio 0.500003149
TPA DelT ℃ 82
Top PA KJ/hr -31587072.28
1st PA DelT ℃ 40
1st PA KJ/hr -25666590.53
2nd PA DelT ℃ 99
2nd PA KJ/hr -49047272.43 收敛完成后常压塔的模型如下图所示：
五、减压炉和减压塔建模
减压炉模型是Petro-SIM专用的模型，用该模型可以预测减压炉的炉管表面温度，炉管结焦曲线，因此减压炉模型对于减压深拔具有重要的指导意义。

在建模时需要输入炉管排布，炉管尺寸和炉子压降数据。

下表中第26根表示对流转辐射炉管，第6根表示常压炉辐射段最后一根炉管。

第1根表示减压炉转油线，出口是减压塔的闪蒸区。

Outside Diam [m] Thickness
[m]
Pass
Length
[m]
Coke
Thickness
[m]
Spacing
[m]
Header
K-Value
s
1 6 1.90E-0210.3048 3.00E-030.478 1.35
2 1.315 1.50E-02120 3.00E-030.478 1.35
3 1.315 1.00E-022 1.
4 3.00E-030.478 1.35
4 1.31
5 1.00E-0220.01 3.00E-030.478 1.35
5 0.325 1.20E-02415 3.00E-030.478 1.35
6 0.325 1.20E-02412 3.00E-030.478 1.35
7 0.273 8.00E-03412 3.00E-030.478 1.35
8 0.219 8.00E-03412 3.00E-030.372 1.35
9 0.219 8.00E-03412 3.00E-030.372 1.35
10 0.219 8.00E-03412 3.00E-030.372 1.35
11 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
12 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
13 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
14 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
15 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
16 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
17 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
18 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
19 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
20 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
21 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
22 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
23 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
24 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
25 0.152 8.00E-03412 3.00E-030.304 1.35
26 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
27 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
28 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
29 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
30 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
31 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
32 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
33 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
34 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
35 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
36 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
37 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
38 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
39 0.152 8.00E-03410.5 3.00E-030.318 1.35
在减压炉建模过程，需要调整炉管的摩擦系数使得炉子压降和实际匹配。

需要调整对流和辐射段的取热比例使得对流转辐射炉管的温度和实际匹配。

减压炉计算时还需要输入炉出口温度和压力，炉子计算结束后，可以察看结焦曲线，该图纵坐标是停留时间，横坐标是油膜温度，红线是结焦曲线，每个蓝色的点表示一根炉管。

最左边的一系列蓝点是对流段炉管，其后是辐射段炉管。

因为蓝线远离结焦曲线，所以可以认为炉出口温度不至于引起结焦。

计算完成后，可以逐管查看炉管表面温度。

Fluid P [kPa] LV % Vaporised
[vol %]
Fluid T [C] Tube Metal T [C]
1 Outlet 8.20 54.60 387.00 387.00
2 Outlet 9.97 52.16 388.44 388.44
3 Outlet 13.27 48.08 390.50 390.50
4 Outlet 13.72 47.71 391.0
5 391.05
5 Outlet 24.78 37.33 396.79 396.79
6 Outlet 51.10 20.93 405.9
7 579.91
7 Outlet 58.86 15.53 404.60 553.06
8 Outlet 70.19 10.03 403.96 532.74
9 Outlet 86.89 5.28 403.96 543.20
10 Outlet 95.48 3.51 402.19 546.30
11 Outlet 104.86 2.31 399.99 506.23
12 Outlet 131.93 1.13 398.87 506.97
13 Outlet 149.95 0.77 397.17 505.97
14 Outlet 165.37 0.58 395.39 504.64
15 Outlet 179.44 0.45 393.57 503.16
16 Outlet 192.75 0.37 391.73 501.60
17 Outlet 205.62 0.30 389.88 500.00
18 Outlet 218.24 0.26 388.02 498.36
19 Outlet 230.79 0.22 386.14 496.70
20 Outlet 243.40 0.19 384.26 495.03
21 Outlet 256.23 0.16 382.38 493.34
22 Outlet 269.45 0.14 380.49 491.64
23 Outlet 282.22 0.00 378.67 490.46
24 Outlet 289.01 0.00 376.77 488.72
25 Outlet 295.79 0.00 374.86 486.98
26 Outlet 300.12 0.32 372.57 451.83
27 Outlet 312.90 0.30 371.38 450.75
28 Outlet 325.50 0.28 370.19 449.67
29 Outlet 337.94 0.26 369.00 448.58
30 Outlet 350.24 0.24 367.81 447.48
31 Outlet 362.44 0.23 366.62 446.38
32 Outlet 374.53 0.21 365.42 445.28
33 Outlet 386.53 0.20 364.22 444.18
34 Outlet 398.46 0.19 363.02 443.07
35 Outlet 410.32 0.18 361.82 441.96
36 Outlet 422.12 0.17 360.62 440.85
37 Outlet 433.86 0.17 359.41 439.73
38 Outlet 445.54 0.16 358.20 438.61
39 Outlet 457.19 0.15 356.99 437.49 Coil Inlet 468.78 0.15 355.78 436.28 可以看到第6根炉管即辐射段最后一根炉管的炉管表面温度最高。

需要核查该温度是否超过炉管材料所允许的安全操作温度上限。

如果超过，那么需要适当降低减压炉出口温度。

因为减压塔没有内回流，不能采用一般的塔模拟，本文把减压塔分成５个串联的用户塔进行严格逐板模拟。

减压塔的模拟如下图所示：
减压塔建模中需要注意的是，要确保各侧线的抽出温度在模型调整的过程中基本保持不变，如洗涤油，减三线，减二线和减一线的抽出温度和实际比较匹配，因为这样能确保减压塔各侧线产品质量合格。

否则需要对各塔的中段回流取热量和减三线下返塔量进行调整。

在调整中段回流取热量时和常压塔的调整步骤一样，先调流量，然后切换成热量，最后建立换热网络，标定各换热器的UA。

六、换热网络建模
一般对常减压装置的模拟换热网络部分是单独进行的，并不和主体装置耦合。

因为耦合的模型增加了计算复杂度，收敛也相对困难。

本文则尝试了将换热网络和常减压塔各侧线和中段回流耦合在一起，模型在收敛时间方面确实延长了，可是模型能够预测新加工油种原油换热终温以及常、减压炉的负荷，并且计算出在换油后，在确保产品质量保持不变的前提下，如何对常压塔和减压塔各中段回流取热量进行调整以适应新油种。

在进行换热网络建模时，需要采用一些技巧，实现塔和换热网络一起收敛。

如果直接把换热网络和塔的中段回流按实际流程一样耦合在一起，模型收敛非常困难，几乎是难以收敛。

可以采用两种方案来实现塔和换热网络的解耦。

一种是采用软件提供的引出中段回流和物流多目标连接功能，另一种是采用逻辑设备Balance和Set联合使用的功能。

本文采用后一种方法。

因为后一种方法可以对引出的中断回流进行单独修改，增加了模型的灵活性。

在上述常压塔和减压塔模型都收敛后，在产品质量和流量都调整到位后，按流程建立换热网络。

已知换热器的进料物料状态，只要输入任一出口物流的温度，就可以完成换热器的计算，并且得出换热器的UA。

整个换热网络建立完成后，再根据每个换热器的换热面积以及中段回流的热量匹配情况调整换热器的UA。

这个过程比较冗长。

在标定好UA后，把换热器的收敛规定改成固定UA，计算出口温度。

在此需要说明的是，本文假设装置处理量变动不大，每路换热器组的流量不做大的调整，从而假定UA固定不变。

如果需要详细计算UA，需要其它专业软件的配合，如HTFS或HTRI，本文对此不做讨论。

整个换热网络建立后，原油各路的换热情况都可以计算得到，并且热量和中段回流匹配。

至此，整个模型建立完毕。

因为换热网络和常压塔，减压塔都建模，并且分别求解，最终一起收敛，所以模型收敛时间比较长，但是能够给出十分详细的信息。

模型总貌如下图所示：
七、加工新油种时使用模型预测产品产量和性质分布
本文利用该模型进行了4种原油的切换操作。

模型标定时采用伊朗轻油的标定数据，然
后分别切换成伊朗轻油/达混合油（5:1），科威特油和卡宾达等三种原油加工。

在切换过程
中，先飞别合成这几种原油的评价数据，然后在收敛过程中采用逐步增加新油种，减少老油
种的步骤进行，在此过程中，如果换热网络回收的热量和中段回流的取热量不匹配，那么进
行中段回流取热量的迭代，从而确保热量平衡。

当油种切换完成后，调整减一线的流量和减
顶的取热量，使减一线产品质量合格。

当然也可以适当调整常二线和常四线的流量，从而调
整它们的产品质量。

在切换油种过程中保持原油加工量，常压炉出口温度和减压炉出口温度
均不变，以便于比较。

原油加工量为603.67 t/h，常压炉出口进常压塔温度保持在369℃，
减压炉出口温度保持在387℃。

（1）伊朗轻油，伊朗轻油/达混合油，科威特油和卡宾达油各侧线产品流量和质量对比
流量 IRL
KWT
CBD
IRL/DA
合成原油API Gravity (Dry) 32.65 31.28 30.73 32.16
Density_20 856.06 863.26 866.22 858.53
合成原油 Mass
83.24
103.69
T102 Naphtha 石脑油（t/h） 113.48
97.22
47.60
55.68
51.30
Cut1 常一线（t/h） 58.76
75.00
75.00
75.00
Cut2 常二线（t/h） 75.00
37.37
40.98
57.74
Cut3 常三线（t/h） 69.42
18.00
18.00
18.00
Cut 4 常四线（t/h） 18.00
15.00
30.00
20.00
pVac1 减一线（t/h） 15.00
89.48
83.12
67.05
Vac2 减二线（t/h） 62.84
49.37
79.89
60.82
Vac Cut3 减三线（t/h） 62.76
20.51
14.49
19.21
WashOil 洗涤油（t/h） 18.84
141.76
122.55
135.89
VacResidue 渣油（t/h） 107.36
加工伊朗轻油时，各侧线产品的馏程分布
ASTM
IFP 5% 10%30%50%70%90%95% 100% 密度
D86
石脑油 29.1 64.4 71.5 91.2 108.0 121.9 143.9 151.9 164.6 718.6
常一线 128.6 164.1 173.3 183.6 189.4 197.0 210.7 223.8 240.0 786.8
常二线 145.9 207.7 222.7 251.0 255.7 263.6 280.4 287.8 321.1 826.1
常三线 176.9 261.5 270.2 293.3 314.2 330.1 357.2 367.3 384.5 855.2
常四线 186.9 269.2 299.9 368.8 378.1 393.8 422.0 430.7 466.5 882.4
减一线 281.6 306.9 313.4 331.2 342.0 356.6 369.4 382.1 424.4 871.3
减二线 341.6 375.4 380.1 387.4 403.7 419.0 440.9 455.1 478.7 900.0
减三线 388.0 434.2 442.2 454.9 467.7 481.9 523.6 544.6 546.8 931.2
洗涤油 423.8 485.2 511.9 549.0 553.1 582.2 622.7 635.8 673.3 972.2
渣油 535.3 569.4 579.6 633.7 658.8 726.5 795.3 809.9 826.8 1016.5
加工伊朗轻油/达混合油时，各侧线产品的馏程分布
ASTM
IFP 5% 10%30%50%70%90%95% 100% 密度
D86
石脑油 27.3 64.3 71.4 91.5 108.3 122.1 143.9 151.8 164.6 718.3
常一线 128.3 163.2 172.7 183.3 189.2 196.9 210.4 222.6 245.0 785.4
常二线 145.0 207.3 222.2 250.8 256.4 265.4 282.8 292.0 325.6 824.8 常三线 178.1 262.8 272.0 297.4 317.4 333.2 357.5 366.9 379.5 853.5 常四线 188.2 271.1 301.8 369.2 380.1 396.5 422.8 432.6 470.3 878.8 减一线 274.5 304.8 311.7 332.2 346.2 358.6 373.4 387.4 427.1 868.2 减二线 346.6 379.0 383.5 396.5 411.8 426.2 448.8 457.2 486.7 897.1 减三线 391.4 440.8 450.3 463.6 473.9 491.0 530.3 545.4 550.1 924.5 洗涤油 426.2 487.9 513.6 548.7 553.0 581.5 622.3 635.4 675.9 957.6 渣油 532.4 566.2 576.8 633.1 659.7 728.4 797.8 812.4 829.4 999.4
加工科威特原油时，各侧线产品的馏程分布
ASTM
IFP 5% 10%30%50%70%90% 1.0 1.0 密度
D86
石脑油 15.3 47.4 61.3 88.7 106.2 120.5 143.1 151.4 165.0 705.4 常一线 127.5 162.8 173.1 184.4 190.3 197.3 210.0 221.6 240.0 781.6 常二线 144.3 206.4 219.7 250.5 258.5 268.7 288.2 299.6 327.9 823.6 常三线 180.1 260.7 273.3 300.0 319.3 328.2 353.6 366.3 381.5 854.0 常四线 187.5 270.3 302.6 372.5 386.4 394.5 413.8 420.5 450.5 885.4 减一线 290.6 313.2 321.7 332.1 339.1 355.0 378.5 388.7 414.7 872.2 减二线 345.5 383.7 390.1 400.0 407.4 420.2 442.1 451.4 481.6 906.9 减三线 400.3 434.0 443.8 463.4 477.5 499.7 534.4 544.3 558.3 941.1 洗涤油 416.9 490.4 519.0 548.1 552.6 578.5 620.6 635.0 660.7 980.4 渣油 532.2 565.2 576.6632.8659.2728.0797.7812.4 823.2 1025.5 加工卡宾达原油时，各侧线产品的馏程分布
ASTM
IFP 5% 10%30%50%70%90%95% 100% 密度
D86
石脑油 49.1 65.8 72.0 92.0 108.6 122.2 143.8 151.5 165.0 717.4 常一线 129.3 164.1 173.8 185.5 192.1 199.2 211.7 220.2 240.0 785.1 常二线 144.6 209.7 221.9 247.0 258.2 268.8 288.3 298.8 330.9 819.1 常三线 182.3 261.9 275.4 302.2 320.7 334.1 356.7 366.5 381.7 845.9 常四线 191.0 271.5 303.6 368.7 380.3 390.5 422.5 431.1 462.6 866.6 减一线 288.5 314.7 324.2 341.2 355.6 365.5 378.6 390.4 417.0 860.7 减二线 354.6 387.7 392.7 405.9 421.0 429.7 453.4 464.6 492.5 888.2 减三线 398.3 448.4 453.6 474.7 488.6 507.2 538.7 549.6 578.2 913.8 洗涤油 433.5 502.9 525.9 559.0 573.4 612.6 635.3 654.3 671.6 940.3 渣油 530.1 566.1 577.0 631.3 649.6 716.6 787.3 803.0 814.0 971.6 可见在原油切换后，在产品馏程几乎维持不变的情况下，各侧线产品产品流量发生了明
显的变化。

Petro-Sim软件在计算出产品馏程和产量的同时，也同时预测了产品性质。

比如
各侧线硫含量和渣油中的重金属含量：
硫含量w% IRL IRL/DA KWT CBD
原油 1.36 1.15 2.49 0.13
石脑油 0.04 0.04 0.03 0.01
常一线 0.19 0.17 0.25 0.02
常二线 0.67 0.62 1.07 0.05
常三线 1.19 1.07 1.96 0.09
常四线 1.46 1.26 2.63 0.12
减一线 1.44 1.26 2.45 0.12
减二线 1.61 1.36 2.97 0.14
减三线 1.79 1.39 3.22 0.16
洗涤油 2.33 1.67 3.74 0.21
渣油 3.38 2.33 5.39 0.28
渣油中的钒、镍含量
Ppm IRL IRL/DA KWT CBD
Va 279 185 121 7
Ni 84 106 39 75
（2）加工上述各原油时原油换热终温、常压炉、减压炉负荷，中段回流取热量对比
IRL
IRL/DA
KWT
CBD
换热终温℃ 301
305
304
310 常压炉负荷 KW 38318 36442 35332 33782
减压炉负荷 KW 14320 15022 15488 18255
常压炉设计负荷KW 488084880848808
48808
减压炉设计负荷KW 168161681616816
16816
常顶循 KJ/h -33459910
-32742080
-31900814
-31587072 常一中 KJ/h -29075181
-26877905
-25720044
-25666591 常二中 KJ/h -48042717
-47969420
-47924388
-47867319 减一中 KJ/h -16355500
-17047585
-16003299
-16068182 减二中 KJ/h -54734971
-54778494
-54102683
-67026405 模型计算的换热终温比实际装置原油换热终温高5-10℃，因为模型中没有考虑热损失。

从计算结果可知，加工卡宾达原油时，如果原油加工量维持在604t/h不变，那么减压炉将
会超设计负荷。

所以加工卡宾达原油，必须减少装置的加工量。

因为卡宾达原油蜡油含量（评
价数据31.27%）明显超过其它油种，所以可以从结果看到，减二线和减三线流量明显较大，
并且减二中取热量也明显增大。

上述结果表明，对不同油种，模型的模拟能给出中段回流取
热如何调整的操作建议。

（3）加工上述各原油时轻收和总拔的对比
IRL
IRL/DA
KWT
CBD
轻收 0.5494080.499050.4749960.458552
总拔 0.801880.7542080.7430820.781394
在模型计算过程中，保持常压炉、减压炉出口温度不变，所以从轻收和总拔数据可以看
出，越重的原油（如科威特原油），总拔越小；蜡油越多的原油（如卡宾达原油），轻收越小。

如要提高轻收和总拔，需要适当提高常压炉和减压炉出口温度，并适当降低处理量。

八、优化操作条件，最大化加工负荷，轻收和总拔
上述计算表明，在加工卡宾达原油时，需要适当降低处理量，使得减压炉不超设计负荷。

使用模型进行计算得出，加工卡宾达原油时，最大加工负荷不能超过550t/h。

如果加工卡宾
达原油，日处理量按13000t/d控制，即540t/h进料量，本文研究了如何调整操作参数，使
得轻收和总拔尽可能提高。

（1）考虑提高常压炉出口温度，常二线抽出量，提高轻收
常压炉出口温度从369℃提高到372℃，在其它条件不变的情况下，轻收和总拔提高的
幅度较小。

常压炉出口温度 369370372
0.4515
0.4539
轻收 0.4506
0.7768
0.7773
总拔 0.7776
对比处理量604t/h时，卡宾达原油轻收和总拔0.458552、0.781394的数据，可见处理
量降低后，卡宾达油的轻收和总拔稍有降低。

随着常压炉出口温度的提高，轻收稍有提高，
总拔变化不明显。

因为常二线干点已经在330℃左右，所以进一步提高常二线流量的裕度不
大，常二线抽出量增加，在其它条件不变的情况下，该塔的过汽化率会下降，轻收会有提高，
操作朝优化的方向靠近，但这必需视常二线干点情况而定。

（2）在减压炉不超负荷的前提下，适当提高减压炉出口温度，提高总拔
在常压炉出口提高372℃的基础上，减压炉的负荷也可以进一步减小，从而减压炉就有
继续提炉出口温度的余地。

模型预测结果如下
减压炉出口温度 387390391
轻收 0.4539 0.45260.4533
总拔 0.7768 0.78280.7848
减压炉负荷（KW）16169 16486 16826 可见减压炉出口温度可以继续提高到391℃，此时减压炉已满负荷操作。

轻收和总拔都
相应增大。

九、结论
常减压装置全流程模型能够预测换油后原油换热终温，常压炉和减压炉的负荷，减压炉
的结焦曲线，各塔侧线产品流量和性质分布。

从而能够指导新油种加工方案的制定和指导实
际生产
常减压装置全流程模型可以用来研究操作条件变化对装置能耗、轻收和总拔、产品性质
的变化。

可以用来指导生产实际，进行装置调优。

常减压装置全流程模型目前能根据常压炉和减压炉负荷来预测不同油种的最大加工负
荷，但还没有进一步对常压塔和减压塔的水力学进行核算，换热器的UA也不能固定，这些
都需要进一步完善。