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催化裂化是我国重要的炼油生产装置,分馏系统和吸收稳定系统是装置中产品分离部分,能耗及产品产量、质量都影响到整个炼化过程的经济效益。先进的工艺过程、先进的塔器设备的开发与利用有助于实现国家所倡导的节能降耗减排。因而,催化裂化分离部分工艺的优化利用与新型塔板的研究和工业应用对于国民经济建设、环境保护、社会发展等意义重大,有必要对其展开进一步的研究工作。 本文以某炼厂的实际生产数据为指导,运用Aspen Plus流程模拟软件对催化裂化装置分离部分建立全流程模型,分馏部分物性方法选用Grayson Streed,吸收稳定部分物性方法主要选用RK Soave,所得的模拟结果与生产数据基本符合,从而验证了所建模型的准确性。并在此基础上,对分馏系统及吸收稳定系统进行了全流程优化分析。分析结果表明:分馏系统产品采出一定的情况下,保持其它条件不变,通过调节顶循环和中段循环的循环量及温度,可有效调整汽油及柴油的蒸馏曲线;吸收稳定系统中吸收塔合理增加中间冷凝器可明显增大吸收率,增加吸收剂及补充吸收剂流量和降低其温度都能有效降低干气中C3及C3以上组分的百分含量,解吸塔加中间再沸器可有效提高热效率,解吸塔进料方式不同,其热效率也有较大差别,稳定塔的塔底温度需要特别控制。优化分析得到的结果对工程设计和生产操作都具有重要的指导意义。 本文还提出一种新型固定阀塔板——固旋阀塔板。国内多家石化公司在催化裂化分馏系统及吸收稳定系统采用固定阀塔板,取得了良好的经济效益。由于分馏系统及吸收稳定系统工艺流程处理量及产品质量要求越来越高以及各塔均比较低塔效率,针对现有工艺最直接有效的方法是采用更高效更大通量的塔板或填料。由于 DJ-5型塔板在此系统中有较好的应用效果,故在浙江工业大学研制开发的圆形固定阀塔板的基础上重新优化设计出固旋阀塔板。固旋阀在塔板上的投影面为直径40mm或直径50mm的圆形区域,阀由阀盖和三条阀腿组成,阀盖周边具有向下弯曲的折边且阀面上有三条约2mm向下弧线压痕,三条阀腿呈120°布置且与弧线弯向同向倾斜。 实验先在直径600mm的有机玻璃塔内,以空气和水为介质,在不同气液流量下,对固旋阀塔板进行了包括干板压降和湿板压降等流体力学性能的实验研究,并考察了阀型(鼓泡元件分别为圆固阀和固旋阀)、阀数、阀径(40mm和50mm)和不同降液管底孔面积等因素对塔板流体力学性能的影响。之后,在直径1200mm的有机玻璃塔内,以空气和水为介质,在不同气液流量下,对固旋阀塔板进行了包括干板压降和湿板压降等流体力学性能的实验研究。 本文的研究工作为催化裂化分馏系统及吸收稳定系统工艺设计和实际操作提供了依据;为以后更深入的研究固旋阀塔板、对固旋阀进行改进优化奠定了基础。