[发明专利]一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法

说明书

本发明涉及一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法，通过提取耗氢装置工作过程中的工艺数据以及加氢反应器输出的气体产品性质流量和液体产品性质流量，计算耗氢装置的化学耗氢量，得到耗氢装置内轻烃产品组成和轻烃产品流量，再对耗氢装置的分离器做严格的气液相平衡模拟，计算得到耗氢装置内含氢流股的氢气纯度和流量，并通过不断调整进入耗氢装置的新氢流量以及从耗氢装置向外排出的外排氢流量，以使得耗氢装置达到所维持的固定的加氢反应器入口条件。如此，在考虑含氢气体流股中不同轻烃杂质分布情况下，实现了对耗氢装置内含氢流股的氢气纯度变化和流量变化准确计算，提高了对耗氢装置模拟计算的准确度。

技术领域

本发明涉及炼厂氢气网络管理领域，尤其涉及一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法。

背景技术

随着炼厂对原油深加工要求的日趋严苛，同时又要满足原油劣质化后产品的质量要求，对炼厂的氢气管理提出了更高的要求。如何在氢气网络中配置氢气资源，成为一个重要课题。

Aleves于1999年在博士论文《ANALYSIS AND DESIGN OF REFINERY HYDROGENDISTRIBUTION SYSTEMS》中提出了关于氢源和氢阱的概念，指出在氢气网络中，氢源和氢阱的流量和氢气纯度可以在氢气网络的操作数据中提取出来，从而得到对应的二维氢气复合曲线和氢气剩余曲线，进而确定氢气网络的夹点位置。二维氢气复合曲线和氢气剩余曲线可用于判断氢气网络的可行性，并设定氢气回收目标等。为了实现通过该图形方法设定的氢气回收目标，一般需要通过线性规划对氢气网络模型进行求解。

为了解决氢气网络模型中的一些限制，Liu于2002年在其博士论文《HYDROGENINTEGRATION IN OIL REFINERIES》中提出了一种通过超结构优化实现氢气网络自己设计的方法，并用MINLP方法将产氢装置和氢气提纯装置集成到氢网络中。

但是，现有针对氢气网络管理研究分析方法存在不足：目前对氢气网络耗氢装置分析基于一个假设，即假设耗氢装置的反应器入口氢分压(氢气纯度)和氢油比不变，则反应器出口气体组成和流量不变。该假设忽略了含氢气体流股中的诸如CH₄、C₂H₆、C₃H₈和C₄H₁₀等不同轻烃杂质分布对氢气网络的影响，所有的杂质都被简化为甲烷(CH₄)或一种杂质来处理，即氢气网络中的气体被简化为氢气(H₂)和甲烷(CH₄)的二元混合物，却未考虑上述不同杂质分布对耗氢装置的氢油比和氢分压的影响以及对反应后气液相分离部分的影响，导致最终计算所得耗氢装置的循环氢纯度与实际情况产生了变化，明显降低了耗氢装置的计算准确度，甚至导致优化结果与实际生产过程产生较大偏差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，提取耗氢装置工作中的工艺数据；其中，工艺数据包括耗氢装置进口处的液体原料流量、液体原料性质、新氢及循环氢的流量和性质；液体原料性质包括液体产品的密度和馏程，新氢及循环氢的性质包括气体组成；

步骤2，提取耗氢装置加氢反应器输出的气体产品性质和流量以及液体产品性质和流量；其中，气体产品性质包括气体产品组成，液态产品性质包括液体产品的密度和馏程；

步骤3，根据步骤1和步骤2提取到的进出口物料差，计算耗氢装置的化学耗氢量，并计算得到该耗氢装置内生成的轻烃产品的组成和流量；