基于流程模拟技术的煤柴油加氢裂化装置分馏系统操作优化研究

作     者：周泽腾 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李国庆;刘建华

授予年度：2020年

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：分馏系统 流程模拟 软件集成 操作优化 

摘      要：煤柴油加氢裂化装置是重要的石油馏分二次加工装置,通过对直馏煤柴油进行高压加氢脱硫、脱氮、精制、裂化等反应,生产符合国标的航空煤油、柴油产品和为乙烯、重整装置提供优质轻重石脑油原料。其分馏系统承担着将加氢反应产物分离成液化气、轻石脑油、重石脑油、航空煤油和柴油的任务。如何在不改变设备和工艺的条件下,采用有效技术手段,找到最优运行参数,以实现目标操作,如能耗最低、目的产品收率最高等,一直是炼化企业高度关注的问题。为此,本文建立了基于流程模拟数据和多软件集成的化工单元多变量、单目标/多目标自动操作优化研究方法,它利用PRO/II软件提供的OLE功能,通过Excel-VBA编程,在Excel与PRO/II集成的程序中嵌入遗传算法（GA和NSGA-II）,从而将Excel强大的数据计算、数据存储、良好的用户界面及PRO/II强大的模拟功能及GA的全局、快速寻优功能集成起来,实现在Excel操作界面下对模拟软件的调用和多变量的一键式自动操作优化,快速找到单元在特定目标下的最优运行参数。由于方法系模拟数据驱动和软件集成,故具有普适性,适于一切可模拟的化工单元的操作优化研究。最后将本文开发的方法应用于某中海油360万吨/年煤柴油加氢裂化装置分馏系统的操作优化研究,其以主分馏塔塔顶压力、一中流量、二中流量、石脑油分馏塔塔顶压力4变量为独立可调操作变量,以重石脑油干点、航煤初馏点和干点、柴油初馏点以及塔压和回流泵额定流量作为约束条件,分过程（火用）损最小、单元能耗最小、单元收益最大、单元能耗最小加系统轻油收率最大四种工况进行了单目标和多目标优化,计算表明4个优化方案均自动寻得最优解,其中过程（火用）损最小方案收获（火用）损降低28.55%、单元能耗最小方案收获能耗降低23.48%、单元收益最大方案收获收益增加0.09%、单元能耗最小加系统轻油收率最大优化方案增效547.8万元/年,说明本文开发的基于模拟数据的操作优化方法是可行和有效的。