当前位置：文档之家 › 轻烃分馏装置操作优化方案

轻烃分馏装置操作优化方案

  • 格式：pdf
  • 大小：1.81 MB
  • 文档页数：2

新材料与新技术化 工 设 计 通 讯New Material and New TechnologyChemical Engineering Design Communications

·65·第47卷第5期2021年5月

1 轻烃分馏控制的现状

当前，很多轻烃分馏装置仍然在使用以单一回路、单一

变量的核心控制为基础的DCS控制系统，但是其作用比较有

限，只能替代传统的仪表；与此同时，因为DCS控制局限

性、原料精馏过程、应用工艺以及自身条件等，使得轻烃分

馏装置的操作很难实现稳定性。当前轻烃分馏控制表现特征

主要分为4个方面：①有很多因素都会对轻烃分馏过程产生影

响，尤其是能量和物料等方面，影响是很频繁而且十分明显的，

比如物料成分会产生变化、物料进入量的变化、塔顶和塔底

的温度变化以及环境条件的改变等。在这些因素中，塔顶与

塔底温度变化以及物料组成变化等对精馏过程是否运行平稳

的影响是最突出的；②据统计，目前进行应用的精馏塔，本

身就具有强耦合性、非线性以及多变量性等特征，所以如果

仅是控制单变量，是很难满足实际需求的，不仅有很大差别，

还存在很多棘手的困难；③当前应用最为广泛的轻烃分馏装

置工艺过程是同一种多精馏塔进行串联运行，这就显现出各

精馏塔间具有上下游工艺关系，下游的精馏塔工艺生产会被

上游的精馏塔状态与工况所影响；④目前DCS系统还没有实

现自动化，需要人工进行部分操作，这就加大了人力的投入

和人力工作量，由于人为操作会受到时间和习惯等因素的影

响，这就使得生产过程出现不一致性。2 轻烃预分馏自动控制的优化

先进控制系统的硬件接口：当前已经研发出先进控制的

轻烃分馏装置，但是仍然需要以DCS为基础，Foxbox的产品VAs是常用的控制系统，它能够兼容先进控制系统，主要运行

在控制系统上位机中，实现的Opcserver通讯效率非常高，在

进行双向数据交换过程中，主要借助HUB完成，提高了自动

控制过程数据传输的稳定性、安全性以及传输效率，并且开

放性良好。除此之外，先进控制器和监督控制也运行在控制

系统上位机中，为了实现对各环节和装置的先进控制，需要将Apc-Adcon软件安装在上位机中，这些装置分别包括液化

气分馏塔、脱正己烷塔、脱己烷塔、脱丁烷塔，脱戊烷塔等。3 轻烃分馏装置先进控制的具体方案

轻烃分馏装置的精馏塔之间关系非常密切，可以称其为

是上下串联的关系，所以要将相关装置当做一个整体实施控

制，与此同时，为了令控制精确性有所保障，在各个精馏塔中

需要制定子控制系统，此外为了完成每个精馏塔的模型辨识，

要发挥模型识别系统的作用，以便测得精馏塔的一系列参数，

这些参数包括塔釜温度、塔顶温度回流量、塔釜再沸器的蒸

汽流量等，精馏塔中的相关参数和这四方面的变量脱离不了

干系，会深受其影响。所以有必要建立数学模型，在构建预

测控制内部模型时，要参照数学模型才能保证准确性。这就

要求在选择不同类型变量的约束、适当的参数轨迹以及具体

的控制结构时，要严谨遵循工艺的真实情况，这样才能获取

预测控制器。先进控制器存在的原因之一是考虑每个精馏塔

的变量约束以及目标，并且要认真地设定变量的数值，先进

控制器的方案要随着精馏塔的变化而改变：1）在脱丁烷塔的先进控制方案。要采取手段对不同变量

数值范围进行控制，若变量再沸器返塔、塔顶、塔底、进料

预热温度处于合理的下限、上限值范围，则相关的先进控制

器要想维持塔顶温度，为了使回流量驻留值不被更改，先进

控制器要运用再沸器蒸汽阀位、预热蒸汽阀位的作用。当预热、

再沸器蒸汽阀位处于合理的下限、上限值范围，然而塔顶温

度不能继续维持下去时，要调节回流量，其目的在于使塔顶

温度维持不变。当塔顶温度＜设定数值，但是再沸器温度＞

上限数值时，脱丁烷塔的先进控制器应先计算有关模型，与

此同时，还要采取一系列措施，以便保证返塔温度，比如通

过降低预热、再沸器蒸汽阀位或者降低回流量等措施，与此

同时，要寻求有效措施，将塔顶温度控制在相应范围，然而

塔顶、返塔温度却还是无法达到预定目标值，则回流量值应

借助先进控制器调节到最小，但是当下限数值＞再沸器返塔

温度时，设定数值＜塔顶温度变量值，脱丁烷塔的先进控制

器应先计算有关模型，此时，还需要将回流量与预热、再沸摘　要：以先进控制理论为基础探讨某公司轻烃预分馏自动控制过程，分析改进与优化的手段和技术，以便对轻烃分馏装

置工艺流程有更加深入的了解。与此同时，还指明其特征表现为耦合关联性强、干扰因素多、滞后大、流程长等，以这些为依据，提出一些较为先进的控制策略，对搭建软硬件平台对分馏塔整体操作稳定性、降低分流能源消耗以及提升产品质量方面的作用进行分析。关键词：轻烃分馏；先进控制；优化中图分类号：TE624.5 文献标志码：B 文章编号：1003–6490（2021）05–0065–02

Operation Optimization Scheme of Light Hydrocarbon Fractionation Unit

Du Chun-long

Abstract：Based on the advanced control theory，this paper discusses the automatic control process of light hydrocarbon pre fractionation in a company，and analyzes the means and technology of improvement and optimization，so as to have a deeper understanding of the process flow of light hydrocarbon fractionation unit.At the same time，the paper also points out that its characteristics are strong coupling correlation，many interference factors，large lag，long process，etc.based on these，some more advanced control strategies are put forward.This paper analyzes the effect of building software and hardware platform on the overall

operation stability of fractionator，reducing the energy consumption and improving the product quality.

Key words：light hydrocarbon fractionation；advanced control；optimization轻烃分馏装置操作优化方案

杜春龙

（大庆油田化工有限公司轻烃分馏分公司，黑龙江大庆 163411）

收稿日期：2021–03–02作者简介： 杜春龙（1982—），男，黑龙江大庆人，工程师，主要研究方向为天然气化工。新材料与新技术化 工 设 计 通 讯New Material and New TechnologyChemical Engineering Design Communications

·66· 第47卷第5期2021年5月

器蒸汽阀位值提高，使再沸器返塔温度得到有效的控制，能

够和目标值相统一。除此之外，塔顶温度也要获得相应的保障，

比如再沸器塔顶温度和返塔温度离目标值相差甚远时，可以

通过先进控制器将回流量调节到最大值。2）在脱戊烷塔的先进控制方案中，要采取手段对不同变

量数值范围进行控制，若变量再沸器返塔、塔顶、塔底温度，

处于合理的下限、上限值范围，则相关的先进控制器要想维

持塔顶温度，为了使回流量驻留值不被更改，先进控制器要

运用再沸器蒸汽阀位的作用。当再沸器蒸汽阀位处于合理的

下限、上限值范围，然而塔顶温度不能继续维持下去时，要

调节回流量，其目的在于使塔顶温度维持不变。当返塔温度

＞上限数值，但是塔顶温度没有到达设定数值时，脱戊烷塔

的先进控制器应先计算有关模型，与此同时，还要采取一系

列措施，以便保证返塔温度，比如通过降低再沸器蒸汽阀位

或者降低回流量等措施，与此同时，要寻求有效措施，将塔

顶温度控制在相应范围，然而塔顶、返塔温度却还是无法达

到预定目标值，则回流量值应借助先进控制器调节到最小，

但是当设定数值＜塔顶温度时，下限数值＞返塔温度变量值，

脱戊烷塔的先进控制器应先计算有关模型，此时，还需要将

回流量与再沸器蒸汽阀位值提高，使得再沸器返塔温度可以

被有效控制，能够和目标值相统一。除此之外，塔顶温度也

要获得相应的保障，比如再沸器塔顶温度和返塔温度离目标

值相差甚远时，可以通过先进控制器将回流量调节到最大值。3）在脱乙烷塔的先进控制方案中，要采取手段对不同变

量数值范围进行控制，若变量再沸器返塔、塔顶、塔底温度，

处于合理的下限、上限值范围，则相关的先进控制器要想维

持塔顶温度，为了使回流量驻留值不被更改，先进控制器要

运用再沸器蒸汽阀位的作用。当再沸器蒸汽阀位处于合理的

下限、上限值范围，然而塔顶温度不能继续维持下去时，要

调节回流量，其目的在于使塔顶温度维持不变。当返塔温度

大于上限数值，但是塔底温度没有到达设定数值时，脱己烷

塔的先进控制器应先计算有关模型，与此同时，还要采取一

系列措施，以便保证返塔温度，比如通过降低再沸器蒸汽阀

位或者降低回流量等措施，与此同时，要寻求有效措施，将

塔顶温度控制在相应范围，然而塔顶、返塔温度却还是无法

达到预定目标值，则回流量值应借助先进控制器调节到最小，

但是当设定数值＜塔顶温度时，下限数值＞返塔温度变量值，

脱己烷塔的先进控制器应先计算有关模型，此时，还需要将

回流量与再沸器蒸汽阀位值提高，使再沸器返塔温度得到有

效的控制，能够和目标值相统一。除此之外，塔顶温度也要

获得相应的保障，比如再沸器塔顶温度和返塔温度离目标值

相差甚远时，这时可以通过先进控制器将回流量调节到最

大值。4）在脱正己烷塔的先进控制方案中，要采取手段对不同

变量数值范围进行控制，若变量再沸器返塔、塔顶、塔底温

度处于合理的下限、上限值范围，则相关的先进控制器要想维

持塔顶温度，为了使回流量驻留值不被更改，先进控制器要运用再沸器蒸汽阀位的作用。当再沸器蒸汽阀位处于合理的

下限、上限值范围，然而塔顶温度不能继续维持下去时，要

调节回流量，其目的在于使塔顶温度维持不变。当塔顶温度

＜设定数值，但是塔底温度＞上限数值时，脱正己烷塔的先

进控制器应先计算有关模型，与此同时，还要采取一系列措施，

以便保证返塔温度，比如通过降低再沸器蒸汽阀位或者降低

回流量等措施，与此同时，要寻求有效措施，将塔顶温度控

制在相应范围，然而塔顶、返塔温度却还是无法达到预定目

标值，则回流量值应借助先进控制器调节到最小，但是当设

定数值＜塔顶温度时，下限数值＞返塔温度变量值，脱正己

烷塔的先进控制器应先计算有关模型，此时，还需要将回流

量与再沸器蒸汽阀位值提高上去，使再沸器返塔温度得到有

效的控制，能够和目标值相统一。除此之外，塔顶温度也要

获得相应的保障，比如再沸器塔顶温度和返塔温度离目标值

合集下载

优化分馏操作 提高柴油收率

优化分馏操作 提高柴油收率

2019年12

月工艺管控优化分馏操作提高柴油收率任嘉卉邓洪平朱龙静（陕西延长石油(集团）有限责任公司延安炼油厂，陕西延安727406）摘要：文章论述了通过催化裂化分馏塔优化操作增产催化柴油、提高柴汽比的思路和方法，通过降低汽油干点、提高柴油与回炼油的分离精度，柴汽比由0.3634提高到0.3773，同时提高了装置轻油收率，取得了较好的效果。由于通过反应系统的调整增产柴油，会在一定程度上影响催化裂化长周期运行，我们倡导“催化裂化装置按照最高产品收率运行，单程转化，减少回炼，长周期优化运行”。关键词：催化裂化；分馏装置；柴油收率根据延安炼油厂联合二车间200万吨/年催化裂化装置现状，及达到优化装置操作，提高装置经济效益，保证装置长周期运行的基础上。由于通过反应系统的调整增产柴油，会在一定程度上影响催化裂化长周期运行，所以在反应再生系统操作条件不变的前提下，反应油气量一定时，要提高柴油收率。对于分馏系统来说，所谓优化分馏操作，提高柴油收率，就是指在保证柴油凝点及闪点两项主要质量指标合格的情况下，放宽柴油干点，将回炼油中轻组分切入柴油中；降低柴油初馏点；降低汽油干点，将汽油中重组分切入柴油，达到增产柴油的目的。1主要方法（1）设想增产柴油主要通过调整汽油和柴油的切割点，即压低汽油的干点，提高柴油的干点，将柴油馏分变宽。根据国际新的柴油质量标准，将柴油的闪点指标从65℃改为60℃，这将有利于增加柴油产量。为了提高柴油干点，将回炼油中的轻组分尽量切入柴油中，这就要求在允许的范围内，柴油干点应尽量向365℃以上373℃以下靠近，通过调节提高分馏塔中段一中回流返塔温度，将柴油从分馏塔的馏出温度由205℃提高至215℃。（2）降低分馏塔顶温度，降低汽油干点。适当的往塔顶注入冷回流，提高塔顶汽油组分分压。控制汽油干点，压低汽油干点，即通过调节降低分馏塔顶循环回流返塔温度，将分馏塔塔顶温度由原来的120℃下调至118℃左右，从而使汽油干点下降，将汽油中的重组分切入柴油中。在降低汽油干点过程中，应注意控制分馏塔顶温，在此过程中，塔顶汽油分压较低，有可能会因塔顶水蒸气露点温度高于塔顶温度而导致游离水的析出，从而导致塔顶、塔盘结盐，影响操作。因此，需要监控分馏塔塔顶压力，监控分馏塔压降，通过计算得出分馏塔顶水蒸汽露点温度，严格控制分馏塔顶温高于露点温度，并且提高冷回流量，防止顶循回流返塔温度过低，导致顶循回流带水、且造成顶循泵抽空，防止分馏塔顶部的塔盘结盐结垢。在保证柴油闪点不小于60℃的前提下，控制分馏塔顶粗汽油干点，柴油收率增加了2个百分点，柴汽比达0.3773，达到了增产柴油的目的，经济效益也随之提高。（3）在油汽分压方面，反应蒸汽量和分馏系统蒸汽量一定程度上影响各馏分的拔出率。若在反应蒸汽量稳定的情况下，分馏系统可以在允许的范围内提高系统各蒸汽量即分馏塔底搅拌蒸汽和汽提塔低汽提蒸汽。优化0#、-10#柴油汽提塔底汽提蒸汽量，在保证柴油闪点60℃前提下，最大限度地降低柴油初馏点，使得为保证柴油凝点的前提下，最大限度地提高柴油干点而创造条件。优化分馏塔底搅拌蒸汽量，以降低分馏塔内油气分压，使各馏分进一步拔出，进而提高柴油收率。通过压低汽油干点的同时应密切控制柴油馏分的闪点。我所在的联合二车间200万吨/年催化裂化装置两汽提塔汽提蒸汽量为（1.3t/h），可以通过适当加大柴油汽提塔汽提蒸汽量（1.5t/h）同时提高分馏塔二中回流循环量，从而保证分馏塔精馏效果，来确保柴油闪点合格的情况下提高柴油收率。（4）通过调整分馏一中回流量和一中循环返塔温度来控制轻柴油抽出板下气相温度，提高柴油的馏出温度，来进一步提高柴油收率。现阶段，因一中循环回流的影响，分馏塔13～16层塔板分馏效果较差，如果不提高13层塔板温度，即使是17层塔板柴油抽出温度再高，由于16层塔板以上的组分偏轻，使得柴油干点提高不大，柴油凝点偏低。而可以进入回炼油的轻组1882019年12

大庆轻烃分馏分公司操作规程

大庆轻烃分馏分公司操作规程

大庆轻烃分馏分公司操作规程

一、引言

大庆轻烃分馏分公司是石油化工行业中的重要组成部分，承担着轻烃产品的分馏和加工任务。为了确保操作安全、提高生产效率，保障人员安全和设备运行稳定，制定了本操作规程。

二、操作人员职责

1. 操作人员应熟悉轻烃分馏装置的工艺流程和操作规程，掌握各种设备的工作原理和操作要领。

2. 操作人员应按照工艺要求，准确控制进料、出料和温度等操作参数，确保分馏装置的正常运行。

3. 操作人员应及时发现和处理设备故障，并向上级报告和记录，确保设备正常运行。

三、操作流程

1. 开车前准备

（1）检查分馏装置各部分设备的运行状态，确保设备完好。

（2）检查进料管道和出料管道的阀门，确保阀门开启和关闭正常。

（3）检查仪表设备的工作状态，确保准确可靠。

2. 开车操作

（1）根据工艺要求，调整进料流量和温度，确保装置的稳定运行。

（2）及时记录装置的工艺参数和设备运行状态。 （3）定期检查各设备的润滑和冷却情况，确保设备正常运行。

（4）根据产品质量要求，及时调整操作参数，确保产品合格。

3. 停车操作

（1）停车前，逐渐减少进料流量，保持装置稳定运行。

（2）根据工艺要求，逐步关闭各设备的阀门，停止进料和出料。

（3）关闭仪表设备，停止记录装置参数。

（4）对设备进行检查，确保设备处于安全状态。

四、安全措施

1. 操作人员应穿戴好必要的个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、耳塞等。

2. 在操作过程中，严禁吸烟或使用明火。

3. 操作人员应定期参加安全培训和演练，增强安全意识和应急处理能力。

4. 发现设备故障时，应立即停车处理，并向上级报告。

5. 在操作过程中，严禁擅自改变操作参数，如需调整，应经过相关部门批准。

五、应急处理

1. 在发生事故或设备故障时，操作人员应立即采取紧急停车措施，并向上级报告。

2. 在事故发生后，及时进行事故调查和分析，总结教训，制定改进措施，避免类似事故再次发生。

气分装置节能降耗优化措施

气分装置节能降耗优化措施

气分装置节能降耗优化措施

在全球经济一体化和世界经济的迅速发展的背景下，节约能源，降本增效，是一项长期而紧迫的战略任务，也是未来可持续发展的必然选择。气体分馏装置的主要作用是将催化裂化装置来的液化烃分离出丙烯、丙烷及混合碳四作为聚丙烯与MTBE装置的原料。分离过程采用精馏方式，能量使用密集，降低装置能耗。分析气体分馏装置单位能耗偏高的原因，找出不合理因素，采用优化操作参数、方案及换热流程优化等措施，在保证产品质量与生产效率的同时，降低能耗。因此，几个重要操作参数进行调整，优化工艺条件，有效提高了丙烯产品的收率和纯度，提升了装置运行平稳率，降低了成本和能耗，增加了经济效益。

标签：气分装置；节能降耗；优化措施

气分装置虽然具有以下优势：工艺流程简单，生产运行易于控制，但是，降低气分装置能耗，已成为目前国内同类装置面临的一个共同课题。能源作为人类社会生存和社会经济发展的重要物质基础，随着全球经济一体化和世界经济的迅速发展，资源已是全人类共同关心的重要问题和面临的严峻挑战。节约能源，降本增效，是一项长期而紧迫的战略任务，也是未来可持续发展的必然选择。

1 装置简介

我们中海油东方石化有限责任公司，气体分馏装置设计加工量60万t/年，采用常规三塔流程，原料液态烃来自上游催化装置，由脱丙烷塔分离成碳二、碳三和碳四馏分。碳二、碳三馏分经脱乙烷塔脱除碳二后，进入丙烯精馏塔分离出丙烯和丙烷馏分。丙烷馏分外销，碳四馏分和丙烯作为聚丙烯和MTBE装置原料。主要能源消耗是塔底热源（蒸汽、低温热）和机泵耗能。开工投产以来，装置运行平稳，丙烯纯度≥99.6%，主要技术经济指标达到设计要求，装置已通过采用高效浮阀塔盘、应用屏蔽泵、干气密封泵、表面蒸发式空冷等新技术新设备，充分利用装置内部热源给原料液态烃换热、与催化装置进行热联合等措施，有效降低装置能耗。但受上游装置生产方案及市场影响，投产后相当长时间液态烃加工量仅为设计能力的68%左右，投产当年加工量更仅有设计能力的62%，处于装置加工弹性范围60%～110%的下限。投产当年装置单位能耗为63kg标油/t，比中石化平均水平高26%，在生产流程、工艺参数及生产方案调整等方面有较大优化空间。

气体分馏装置的流程模拟与优化

气体分馏装置的流程模拟与优化

气体分馏装置的流程模拟与优化

摘要：国内某石化公司天然气分馏装置处理能力为65×104t/a，首次采用脱丙烷、脱乙烷、丙烯塔(两塔)、脱异丁烷塔四塔工艺，主要产品为工业精制丙烯和烷基化原料，纯度大于99.2%利用aspenplus软件建立了气体分馏装置的稳态过程模拟，对气体分馏装置的过程模拟和优化进行了分析。

关键词：流程模拟；气体分馏；热负荷；进料位置

随着发展聚丙烯工业和汽车液化气的应用，对高纯丙烯和丙烷的市场需求不断增加，气体分馏装置的处理规模也在不断扩大，目前整个炼油行业都非常重视工艺模拟和工艺流程模拟对常减压蒸馏、催化裂化、重整、加氢、延迟焦化等主要生产装置进行优化，对气体分馏等非主要装置重视不够，大部分装置不能在最佳工况下运行，能耗高，丙烯收率低，附加值高，导致设备运行不稳定。

一、工艺流程简述

气体分馏装置处理能力为65×104t/a，根据产品要求，四塔工艺纯度大于99.2%（体积分数），具体流程如图1所示，来自脱硫装置（或罐区）的LPG进入进料缓冲罐（v501），加热至泡点温度后进入脱丙烷塔（T501），C2和C3馏分从塔顶蒸发，冷凝后一部分作为脱丙烷塔的回流，另一部分加热后作为脱乙烷塔的进料送入脱乙烷塔（t502），塔底用混合C4冷却后排出装置，另一部分直接送入脱异丁烷塔（T504）作为塔料。部分冷凝后，脱乙烷塔顶部的C2和C3气体进入脱乙烷塔顶部的回流罐（v503）。不可凝气输送至燃料气管网，冷凝液返回塔顶，脱乙烷塔底部的材料输送至丙烯A（t503a）和丙烯C（t503c）分别作为两塔的原料，丙烯塔A底部的丙烷馏分冷却至40℃后，装置退出，塔顶气体进入丙烯塔B底部，丙烯塔B底部的液体返回丙烯塔A顶部，丙烯塔顶部的气体冷凝后进入丙烯塔回流罐（v504a），部分冷凝液返回丙烯塔B顶部，部分冷却至40℃后离开装置。丙烯塔D顶部的气体冷凝并进入丙烯塔回流罐（v504b）。部分冷凝液返回丙烯塔D顶部，部分冷却至40℃后离开装置。