[发明专利]一种原油常压蒸馏塔的侧线收率的预测及优化方法

说明书

本发明公开了一种原油常压蒸馏塔的侧线收率的预测及优化方法，包括原油数据采集模块、历史数据库、Aspen plus软件、映射模块。预测方法为历史映射方法和稳态模型预测方法，优化方法是根据建立的稳态模型，针对原油性质的变化、总拔要求、侧线产品的要求以及全厂综合经济效益，利用模型的优化功能，获得原油常压蒸馏塔操作的最优参数集，并准确模拟计算常压塔蒸馏塔塔顶NHsubgt;4/subgt;Cl、NHsubgt;4/subgt;HS的结晶温度，为全塔优化提供理论指导。本发明将原油常压蒸馏的侧线收率和产品性质的预测和优化相结合，可以为原油加工过程的下游提供计划排产数据，并提高高价值产品收率，降低装置的能耗，对炼油厂的经济效益提高具有重要的意义。

技术领域

本发明属于石油炼制及石油化工生产技术领域，具体是涉及一种原油常压蒸馏塔的侧线收率的预测及优化方法。

背景技术

常减压装置一般是由初馏塔系统、常压蒸馏系统和减压蒸馏系统组成，这些塔的工作原理都是气液平衡分离，通过精馏得到合乎要求的产品。初馏塔的主要生产任务是将原油中的大部分190℃以前的馏分拔出，为重整和乙烯裂解装置提供优质原料；常压蒸馏系统主要过程是加热、蒸馏、汽提，主要设备有加热炉、常压塔和汽提塔，它的任务是将原油切割成石脑油、溶剂油、煤油、柴油等不同产品。减压蒸馏的核心是减压塔和抽真空系统。由于常压蒸馏剩下的重油组分分子量大、沸点高，在高温下宜分解、生焦，因此，为了提取更多的轻质组分，需要降低蒸馏压力，从而降低重油馏分的沸点范围。

常压蒸馏在原油蒸馏流程中起着“承上启下”的作用，常压塔的稳定操作对于常减压装置的意义重大。原油经加热到360-370℃，进入常压蒸馏塔，塔顶得到石脑油馏分，与初馏塔顶的塔顶馏分一起可作为催化重整原料或汽油调和组分，常一线为煤油馏分，常二线和常三线为柴油馏分，常四线为过汽化油，常底为重油(＞350℃)。常压蒸馏操作的目标是提高分馏精度和降低能耗，影响这些目标的工艺操作条件有温度、压力、回流比、汽提量以及塔底液面等。其中进料温度是重要的操作参数，进料温度太高会造成能量浪费，增加气相负荷，降低塔的处理量，进料温度太低，轻油收率下降。

常压塔处理的对象是一种复杂的混合物，各侧线馏分也是复杂的混合物。原油的性质、进料温度、塔顶回流温度、回流比、塔底及侧线蒸汽汽提量和温度、顶循、一中、二中取热、过化度要求及汽化段油气分压等生产过程操作条件复杂多变，这些因素都可使常压蒸馏装置各侧线产品收率和性质发生明显变化。实际生产过程中，常压蒸馏的关键产品如初顶油、常顶油、常一、常二、常三、常四以及常底油的收率因原油品质和操作条件的改变而有明显的差异。这些关键产品的实际产量、产品指标与生产计划预期值往往存在一定偏差。生产装置操作的实时优化是炼油化工企业实现智能化生产、提升经济效益的重要手段，实时优化可根据动态变化的原料性质、产品需求、原油及产品价格等信息，动态的获得优化的操作方案，使得装置时刻保持在最优操作状态。如何及时、快速根据原油的基本性质预测常压蒸馏的收率，并根据炼油装置上下游要求及时优化常压蒸馏的收率及其产品是提高当前炼油装置生产计划、调度准确性的关键。

专利CN 104965967 A公开了一种常减压蒸馏装置的收率实时预测方法，根据常减压装置的操作变量对产品收率的影响，利用神经网络代理预测模型计算，建立不同生产工况的模型来模拟实际工况的流程，从而实现装置收率的实时预测，可为计划优化PIMS模型和调度优化模型提供理论支撑。该方法涉及到数据处理、模型校正、建立数据库以及实施预测，机理模型较为复杂，所产生的数学方程组规模庞大，运用计算机处理器进行优化求解的速度慢，无法迅速对应对生产环境的突然变化，而且容易不收敛，导致优化失败，无法满足实时预测的需要。