在我国汽油池中,FCC汽油约占70%,FCC汽油的清洁化生产意义重大。为了深度脱硫同时尽量降低辛烷值损失,中国石油大学(北京)与中国石油石油化工研究院共同研发了FCC汽油的加氢改质GARDES工艺,将阶梯脱硫与烯烃定向异构、芳构技术相结合,为超清洁高辛烷值汽油的生产,提供了有力的技术支持,该技术目前已在中国的8家炼油企业和4家地方炼油厂得到工业应用。未来国V标准全面推行,需要对GARDES工艺技术进行进一步升级。尤其是其中的轻重汽油切割塔,对保证加氢产品的收率和品质起着关键作用,而切割塔的操作参数存在很大的优化空间。另一方面,从应用装置的标定数据来看,各装置的能耗水平存在较大的差距,因此有必要对GARDES工艺的换热网络进行集成优化。本论文采用Aspen Hysys对FCC汽油加氢GARDES工艺进行了流程模拟研究,重点对切割塔进行了模拟优化。同时本论文应用夹点分析法对换热网络进行了集成和优化,在应用Aspen Plus对全网络进行了模拟的基础上获得了换热物流所需要的基础数据,并对换热物流进行了分段研究,获得更加精确的物流信息及夹点位置,为新网络的设计提供了有力支持。FCC汽油是一个组分复杂的混合物,对其组分和组成的描述是模拟优化的第一环节也是关键的一个环节,直接关系到模拟的准确与否。传统上对于FCC汽油的组分及组成描述多采用虚拟组分法,组分的物性依靠经验关联式进行计算,精度往往不够理想。本论文从色谱数据出发,通过划分温度区间筛选组分,组分含量按照温区归并的策略建立了包含52个组分的真组分模型TN52,用于对FCC汽油的组分和组成的描述。并以气相色谱所能辨认出的全部174个组分所组成的模型TN174和工业标定数据为验证标准,对模型TN52的合理性和准确性进行验证。论文首先以模型TN174为验证标准,对比了采用两种模拟计算出的FCC汽油ASTM D86蒸馏数据以及分子质量、密度等物性,并对比了两种模型在相同操作条件下轻重汽油切割塔产品轻汽油(LCN)和重汽油(HCN)的主要物性及其中以噻吩为代表的硫化物分布情况。结果发现与采用模型TN174计算得出的结果相比,模型TN52的计算结果与之都相差不大,精馏产品性质也相差不大。这证明在大幅减少组分数量的情况下模型TN52对各项物性的计算准确度并没有降低,尤其是对含硫化合物蒸馏特性的模拟精确度也没有降低,可见模型TN52能够取代模型TN174进行一系列模拟计算。同时,论文以工业标定数据为另一验证标准,将真组分模型TN52计算得出的FCC汽油的蒸馏特性及密度等重要物性以及精馏产品的性质与其进行了对比,结果发现,真组分模型计算的结果与工业标定数据均能较好地吻合,进一步说明真组分模型比较合理、准确,能够很好的描述FCC汽油。以验证了的真组分模型TN52来描述FCC汽油组分和组成,运用Clean Fuels物性包,对轻重汽油切割塔进行了重点模拟。由于切割塔轻汽油的收率及轻汽油的品质是切割塔的重要生产指标,因此以切割产品量以及切割产品中的硫含量、烯烃含量为判断依据,通过考察不同切割温度时切割产品量以及切割产品中的硫含量、烯烃含量,对工业运行条件下(进料中氢气含量为0.19%)的切割塔进行了切割方案优化。考虑到实际运行中进料氢气量存在波动,同时考察了进料中氢气含量为0.26%,0.11%的情况,得出了相应条件下的最适宜的切割方案。本文对某炼厂的GARDES工艺流程进行了夹点分析,由于FCC汽油加氢改质工艺中物流都是复杂的混合物,因此在换热网络的优化过程中,对换热物流进行了分段处理,本文提出以问题表法形成的温区为依据进行物流分段,以更加精确地获得夹点位置及物流信息。经计算,夹点温度冷物流是164.1 oC,热物流179.1 oC,所需的最少热公用工程是20620 kW,最少冷公用工程是17900 kW。根据夹点分析方法对换热网络进行优化设计,新网络热公用工程用量为20605.7 kW,冷公用工程用量为17885.8 kW,与设计目标值相吻合,达到了能量目标要求。与旧网络相比,冷热公用工程各节省了约2850 kW,分别占优化前换热网络热、冷公用工程的12.13%和13.17%。