催化裂化分离系统的原料真组分替代及工艺优化

论文摘要

催化裂化是炼厂中重要的原油深加工过程,是重质油轻质化的重要手段。伴随着社会对催化裂化产品产量和质量要求的不断提高,企业对催化裂化及其分离系统的扩能增产及节能减排的需求也在不断提高。但是,催化裂化的反应系统目前存在的进料真实组分复杂多变、气体和液体产物预测基本凭经验的现状,严重影响反应-再生系统和后续分馏及产品精制系统的能量需求预测的准确性,从而也制约了以基于经验分析产物组成为进料条件的流程优化方案的实际实施效果。本文采用PRO/Ⅱ流程模拟软件对催化裂化分离系统,即分馏系统、吸收稳定系统、干气和液化气脱硫及气分装置四个部分进行全流程模拟。针对油品组成复杂的情况,本文提出了一种基于真实组分的研究方法。用真实组分替代油品计算中的虚拟组分,通过调整真实组分的含量得到与实际油品蒸馏曲线近似的全部由真实组分组成的油品,改变常规方法中以整个油品为研究对象的思路,假设各油品仅含有C、H、O、N、S这五种元素,以各油品的元素含量为着眼点,利用元素守恒达到预测分馏和吸收稳定系统产品产量的目的。该方法还可应用于反应-再生系统反应热的预测以及其它系统的产品产量预测。本文通过分析吸收稳定系统常规双股进料流程,发现解吸塔热进料存在先冷却后加热的问题,造成大量不合理能耗。针对这一问题提出了用流体接触换热塔代替吸收塔和解吸塔进料闪蒸罐的新型节能工艺并且应用PRO/Ⅱ模拟软件对常规双股进料工艺和新工艺进行全流程模拟计算。通过比较,新工艺的总能耗较常规工艺降低了18.02%,但是在节能的同时也带来了干气中C3+组分含量增加,液化气产量下降的问题。针对新型节能工艺中出现的以上问题,本文分析和比较了增产液化气的各种方法,并且提出了干气膨胀循环制冷的增产液化气新工艺,应用系统内物料解决冷源问题。综合利用两种新工艺与常规工艺相比,干气中C3+的含量降低了7.16%,液化气量增加了0.41%,总能耗降低了17.18%,节能效果显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 催化裂化概述及国内外进展
• 1.1.1 催化裂化装置概述
• 1.1.2 催化裂化装置的国内外进展
• 1.2 分馏系统工艺概述及进展
• 1.2.1 分馏系统的工艺概述
• 1.2.2 分馏系统的工艺特点
• 1.2.3 主分馏塔余热及其利用
• 1.3 吸收稳定系统工艺概述及进展
• 1.3.1 吸收稳定系统工艺概述
• 1.3.2 吸收稳定系统工艺进展
• 1.3.2.1 吸收解吸的两种流程
• 1.3.2.2 解吸塔工艺流程的进展
• 1.3.3 吸收稳定系统存在的问题
• 1.4 干气和液化气脱硫工艺概述及进展
• 1.4.1 干气和液化气脱硫溶剂的选择
• 1.4.2 干气和液化气脱硫装置的主要问题及解决方法
• 1.4.3 干气和液化气脱硫装置的改进工艺
• 1.5 气分装置工艺概述及进展
• 1.5.1 气分装置工艺概述
• 1.5.2 气分装置工艺进展
• 1.6 化工流程模拟软件PRO/Ⅱ概述
• 1.7 本课题的研究内容及意义
• 第二章 主要单元操作及热力学方法
• 2.1 主要单元操作
• 2.1.1 闪蒸罐
• 2.1.2 精馏塔
• 2.1.3 换热器
• 2.1.4 混合器和分离器
• 2.2 热力学方法
• 2.2.1 气液平衡的计算方法
• 2.2.2 状态方程法
• 2.2.3 热力学方法的选择
• 第三章 0.5Mt/a催化裂化分离系统的模拟及主要结果
• 3.1 原油的评价及石油馏分划分方法
• 3.1.1 原油的评价方法
• 3.1.2 石油馏分的划分方法
• 3.2 分馏系统的流程模拟及分析
• 3.2.1 分馏系统流程模拟的建立
• 3.2.2 分馏系统的模拟结果及分析
• 3.3 主分馏及吸收稳定系统的联合模拟及分析
• 3.3.1 吸收稳定系统流程模拟的建立
• 3.3.2 分馏和吸收稳定系统的相互影响
• 3.3.3 分馏系统及吸收稳定系统联合模拟的结果及分析
• 3.4 干气和液化气脱硫系统的流程模拟及分析
• 3.4.1 干气和液化气脱硫系统流程模拟的建立
• 3.4.2 干气和液化气脱硫系统的模拟结果及分析
• 3.5 气分装置的流程模拟及分析
• 3.5.1 气分装置流程模拟的建立
• 3.5.2 气分装置的模拟结果及分析
• 第四章 对分馏和吸收稳定系统基于真实组分的研究
• 4.1 基于真实组分的研究方法的提出及意义
• 4.2 基于真实组分的研究方法
• 4.2.1 基于真实组分的研究方法的思路
• 4.2.2 基于真实组分的研究方法的实施
• 4.3 基于真实组分的研究方法在分馏和吸收稳定系统流程模拟中的应用
• 4.3.1 分馏及吸收稳定系统流程模拟的建立
• 4.3.2 分馏和吸收稳定系统流程的模拟结果
• 4.3.3 基于真实组分和含有虚拟组分的模拟结果的对比
• 4.4 对基于真实组分的研究方法的展望
• 4.4.1 基于真实组分的研究方法的完善
• 4.4.2 应用于预测产品产量
• 4.4.3 应用于预测反应-再生系统的反应热
• 4.5 本章小结
• 第五章 催化裂化分离系统的工艺改进
• 5.1 吸收稳定系统节能新工艺
• 5.1.1 新工艺的提出
• 5.1.2 吸收稳定系统节能新工艺的特点
• 5.1.3 吸收稳定系统节能新工艺的模拟研究
• 5.1.3.1 吸收稳定系统节能新工艺模拟的建立
• 5.1.3.2 流体接触换热塔操作参数的选取
• 5.1.4 新工艺与常规工艺的比较
• 5.2 增产液化气的新工艺
• 5.2.1 增产液化气的方法及比较
• 5.2.2 增产液化气新工艺的提出
• 5.2.3 增产液化气新工艺的特点
• 5.2.4 增产液化气新工艺的模拟研究
• 5.2.5 改进前后工艺的比较
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢