重整油分离塔热量控制方案的优化

徐进涛

(中国石化上海石油化工股份有限公司芳烃部，上海 200540)

工业化应用

重整油分离塔热量控制方案的优化

徐进涛

(中国石化上海石油化工股份有限公司芳烃部，上海 200540)

主要介绍了芳烃装置工艺概况和重整油分离塔C801塔底热量采用的控制方案、存在的问题、新热量控制方案，并重点介绍了总热值和凝水流量设定值的计算公式。通过优化控制，使塔底的两个热源建立耦合关系，凝水流量的设定值随重芳烃塔C803的变化及时调整，不仅降低了劳动强度，还降低了蒸汽消耗，节约了生产成本。

热量控制方案 耦合 劳动强度 蒸汽消耗 生产成本

为了降低装置的能耗，对芳烃装置的能耗使用情况进行了全面排查，排查中发现重整油分离塔C801的能耗有进一步降低的余地，特开展了此次优化工作。

1 目前情况及存在的问题

重整油分离塔C801塔底热源由重芳烃塔C803塔顶混合气和中压脱过热蒸汽提供，其中重芳烃塔C803塔顶混合气通过换热器E804为C801塔提供热量，而脱过热蒸汽则通过换热器E803为C801塔提供热量，其中C801塔大部分热量由换热器E804提供。工艺流程见图1。

换热器E804的热量控制是通过控制重芳烃塔C803塔顶混合气出换热器E804的流量阀门FC80602开度来实现的，其中FC80602为单回路控制，一般情况下投用自动模式控制；换热器E803的热量则通过控制脱过热蒸汽出换热器E803的凝水流量阀门FC80601的开度来实现，而 FC80601也为单回路控制，一般情况下投用自动模式控制。

重整油分离塔塔底热源由重芳烃塔C803塔顶混合气和中压脱过热蒸汽组成，而其中绝大部分热量由重芳烃塔C803塔顶混合气提供，由于重芳烃塔C803塔顶物料的温度、组分会因工艺状况不断发生变化，导致换热器E804提供的热值发生变化。但是换热器E803与E804之间未形成耦合关系，而是各自独立，当E804热量发生变化后，E803的中凝水量FC80601未及时调整，进而导致重整油分馏塔C801塔控制不稳，整个塔需要不停地调整，浪费了大量的人力和能源，增加了操作工的劳动强度，同时装置一直处于被动调整中，不符合现代石油化工企业精细化工管理的要求。

图1 重整油分离塔C801工艺流程

2 新热量控制方案

2.1 新控制方案介绍

在正常工艺情况下重整油分离塔C801塔底所需的热量是基本恒定的，塔底的热源供应主要由重芳烃塔C803塔顶混合气和中压脱过热蒸汽提供，而作为塔底热量供应大户的重芳烃塔C803塔顶混合气热量会经常变化。在塔底所需的总热量不变的情况下，让中压脱过热蒸汽的量根据重芳烃塔C803塔顶混合气的情况及时进行调整，不仅可以让重整油分离塔C801运行的更加平稳，同时还可以带来中压蒸汽消耗量的减小，实现一举两得。因此基于以上原理开展了优化工作。

E804热量控制使用重芳烃塔C803出换热器的物料流量FC80602进行单回路控制，正常时FC80602投用自动模式控制，FC80602阀门开度根据实际流量FC80602.PV与流量设定值FC80602.SP的差值不断进行调整。

而E803热量控制采取与换热器E804建立联动关系，其中将凝水实际流量FI80601.PV作为FC80601的测量值，而热量计算点HU80601.PV作为FC80601的设定值，当FC80601投用串级时，FC80601的设定值随HU80601.PV不断地进行变化。而HU80601.PV的值是根据当前蒸汽流量值FC80601.PV、C803塔塔顶混合气的当前流量值FC80602.PV、C803塔顶混合气进换热器的温度TI80602.PV、 出换热器E804的温度TI80702.PV以及3.5 MPa的蒸汽的焓值计算出来的。具体控制关系见图2。

图2 控制回路

2.2 重整油分离塔C801总热值的计算

C801塔塔底热值由重芳烃塔C803塔顶混合气和中压脱过热蒸汽提供。所以C801塔总热值显示值FU80601.PV的计算公式为：FU80601.PV=Q1+Q2+Q3。

其中Q1为3.5MPa蒸汽流量对应的相变热值，Q1=M×△H=(FC80601.PV/3 600)×1 749，其中M为当前每一秒内使用的蒸汽的质量；△H为3.5MPa蒸汽所对应的焓值，FC80601.PV为当前蒸汽的流量，单位为t/h；而1 749为1 kg的3.5 MPa蒸汽在当前温度下的相变热,单位为kJ/kg，1 749是通过将3.5 MPa蒸汽的温度、压力输入到ASPEN公司的流程模拟软件算出的。

而Q2为C803塔顶混合气当前流量下对应的相变热值，Q2=M×△H=(FC80602.PV/3 600)×305.8， 其中M为当前C803塔塔顶混合气的质量；△H为当前C803塔塔顶混合气所对应的焓值；FC80602.PV为当前C803塔顶物料混合气的流量，单位为t/h,305.8为1 kg的C803塔塔顶混合气的所对应的相变热值，单位为kJ/kg,是通过统计6个月的实验室分析数据中C803塔顶混合气中C8、C9、C10的质量分数的平均值，进而得出混合气的组分，然后将C8、C9、C10组分的质量分数、当前C801塔塔顶混合气进换热器的温度，加上气相分率输入到ASPEN软件中计算出的。

而Q3为C803塔顶混合气因为进出换热器后存在温差而产生的热值，Q3=C×M×△T=2.51×(FC80602.PV/3 600)×(TI80702.PV-TI80603.PV)，其中C为C803塔顶混合气的比热容；M为C803塔顶混合气的质量；△T为进出换热器的温度差；2.51为C803塔塔顶混合气的比热容，FC80602.PV为C803塔顶的混合气的当前流量,单位为t/h，TI8070.PV为换热器的入口温度，TI80603.PV为换热器的出口温度。其中2.51是通过统计近6个月的实验室分析数据中C803塔顶混合气中C8、C9、C10的质量分数的平均值，进而得出混合气的组分的质量分数，然后根据C8、C9、C10组分的质量分数、以及每个的组分的比热容计算出的混合气体的比热容。

2.3 凝水流量FC80601的设定值HU80601的计算

HU80601.PV=(当前热值人工输入值-当前C803塔顶混合气的总热值)/蒸汽的焓值=(HIC80601.PV-Q2-Q3)/ 1 749 ×3 600，其中HIC80601.PV为人工手动热值输入值，单位为MW；Q2为C803塔顶混合气当前流量对应的相变热值；Q3为C803塔顶混合气因进出换热器后存在温差而产生的热值。

3 结语

通过调用实时数据库的数据，比对方案修改前后每1小时平均蒸汽消耗量，发现可以节约0.2 t/h左右的蒸汽，按照3.5 MPa蒸汽成本157.11元/t来计算，一年下来可以节约成本275 256.72元。

通过优化控制方案，不仅可以节约大量的蒸汽，节约了生产成本，而且实现蒸汽的用量实时地随着重芳烃塔C803物料组分的变化及时智能调整，不仅降低了操作工的劳动强度，而且重整油分离塔C801运行的更加平稳，实现一举多得的目的。

Optimization of Heat Control Solutions for Reformate Separation Column

Xu Jintao

(AromaticsDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

The processes outline for aromatics plant, and existing heat control scheme, problems and new heat control scheme for reformate separation column C801 bottom were introduced, with emphasis on the calculation formulas of gross calorific value, and setpoint of condensate water flow. Through optimizing the control, coupling relationship was built between the two heat sources at bottoms of the column, and the set point of condensate flow was adjusted timely with the change of heavy aromatics column C803, which not only reduces the labor intensity, but also reduces steam consumption, saving production costs.

heat control programs, coupling relationship, labor intensity, steam consumption, production costs

2015-10-08。

徐进涛，男，1987年出生，2010年毕业于常州大学自动化专业，工学学士，助理工程师，主要从事仪表管理工作，已发表论文2篇。

1674-1099 (2015)06-0031-03

TQ241

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