基于Aspen Plus的炼油厂酸性水汽提优化应用

中图分类号：TE96 文献标识：A 文章编号：1009-4202（2010）12-045-01

摘 要 青岛炼化公司酸性水汽提装置是环保装置，目前正突出面临着兼顾环保与节能这一矛盾的难题。在使用Aspen Plus流程模拟系统建立装置模型后，在保证产品质量合格的前提下，使汽提塔的蒸汽能耗降低15%以上，有效解决了生产瓶颈，年收益可达300万元以上。

关键词 酸性水汽提 Aspen Plus 流程模拟 节能降耗

在当今炼油化工行业中，环保与节能已经成为日益突出的主题。如何能兼顾这两个方面，也是当今石油化工行业一直面对的难题。青岛炼化的酸性水汽提装置就是环保装置，其生产目的是将酸性水中的硫化氢和氨解吸出来送至硫磺回收装置处理；合格的净化水回用至上游各装置来循环再生利用。装置的环保功能，就是生产出合格的酸性气和净化水产品，保证使硫和氨氮对大气、水体的破坏最小。装置的节能功能，就是使作为塔底热源的主要能耗――低低压蒸汽消耗量最小。

Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。利用它就可以设计、模拟、瓶颈诊断和管理有效益的生产装置。

青岛炼化酸性水汽提装置为使用Aspen Plus流程模拟系统建立装置模型，于2009年4月进行标定，采集了相关数据；在2009年8月进行了建模，随之进行了调试和试用，节能效果显著。

一、模型建立、分析和优化

应用Aspen Plus自带的流程图绘制功能绘制出酸性水汽提装置操作流程图，数据录入以2009年4月的标定数据为准。从验证结果来看，模型计算数据与标定数据基本相符。模型对关键控制参数――中段回流流量、塔顶压力、中段回流温度，进行了灵敏度分析，确定其对汽提塔各参数及产品质量的具体影响为：随着中段回流温度的降低、中段回流流量的加大、塔顶压力的升高，塔底净化水氨氮含量逐渐增多，产品质量变差。

根据模型的灵敏度分析结果，由实际生产的各个操作指标作为限制条件，以最小化汽提塔蒸汽量为目标，模型软件进行了优化计算。在不固定塔顶抽出量的优化中，在操作指标范围内的塔顶压力最小值、回流温度最大值、回流流量为最小值的组合下，装置最小能耗值可以较优化前减少15%。

二、模型优化应用

根据模型优化的结果，青岛炼化酸性水汽提装置在2009年8月18日的日常生产中采用了优化操作试验。优化操作原则为在保证塔顶含氨酸性气和塔底净化水产品质量的前提下，系统总耗能最少。

具体优化方法为：对A、B两列汽提装置逐一优化，首先保证其中一列生产状况稳定，系统蒸汽的压力、温度稳定，然后对另一列采取优化操作。具体操作时，首先将系统总热量损耗减小，调整手段为逐步调大中段回流温度至指标上限75℃、逐步减小中段回流流量至正常操作下限100 t/hr。然后逐步开大塔顶压控阀开度至正常操作上限50，以减小塔顶压力。调整时塔顶温度上升，通过减少蒸汽流量，保证塔顶温度不超过指标上限95℃。

A列汽提优化前后数据对比：

优化操作调整结束后，通过对塔底产品净化水的采样化验，确定产品质量合格。若再进行产品质量卡边操作，还会有相当大的能耗再降低空间。

三、结论

根据模型优化方案，在2009年8月18日的日常生产中采用优化，A、B两列汽提塔共可节约蒸汽为3.8t/hr，降幅可达15%以上。按99.74元/吨计算，全年（按8400小时计算）收益为3.8×8400×99.74＝318.37（万元）。

通过对酸性水汽提模型的分析，剖析出在固定能耗下，各关键控制参数（中段回流流量、塔顶压力、中段回流温度）对馏出口合格率的影响，可有效稳定产品质量，增加目的产品收率。

参考文献：

[1]李菁菁.酸性水单塔低压汽提工艺能耗分析及节能措施.炼油技术与工程.2008(11).

[2]刘芳,陈明德.酸性水汽提装置的节能措施.石油化工腐蚀与防护.2008(01).

[3]Hao X,Djatmiko ME,Xu YY.Simulation analysis of a GTL process using Aspen plus Chemical Engineering & Technology.2008(02).