[發明專利]一種用于優化加氫裂化過程反應條件的方法

有效

• 申請號: 201611238411.X
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106778008B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王雅琳;薛永飛;陳冠余;孫備;袁小鋒;桂衛華
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明涉及原油加工技術領域，更具體地，涉及一種用于優化加氫裂化過程反應條件的方法。

背景技術

面對不斷重質化、劣質化的石油資源及世界范圍內日益高漲的環保呼聲，以減壓瓦斯油VGO、催化柴油、蠟油等含硫含氮大分子烴類為原料，可生產優質柴油、高品質航空煤油、輕/重石腦油及液化氣等清潔燃料的加氫裂化技術越來越受到科技工作者及現場工程師的重視。加氫裂化技術集加氫精制和催化裂化兩種原料油二次處理技術的優點于一身，具有原料處理范圍廣，終端產品質量好，生產加工方案靈活等優勢，是現代煉化企業實現產品升級改質、提升經濟效益的重要手段。

加氫裂化過程根據其不同運行環節在整個原料油處理過程中所扮演的不同角色，按照其主要物質的流動方向可大致劃分為反應系統、分離系統及分餾系統三個相對獨立的子系統，其簡化的工藝流程如圖1所示。反應系統是整個過程的核心環節，其主要功能是在臨氫臨催化劑的環境中，通過一系列復雜的化學反應來實現原料油的輕質化和清潔化，具體包括以脫除原料油中含S、N、O等雜質化合物為目標的加氫精制反應，以將大分子烴類轉換為多個小分子烴類為目標的加氫裂化反應，以及加氫飽和、異構化等伴隨反應。經反應系統處理后所獲取的混合產物先后通過高/低壓分離器，在分離系統中實現有機烴類與氫氣、氨氣、硫化氫的初步分離，其中氫氣經凈化、升壓后以循環氫的形式返回反應系統，氨氣和硫化氫以溶液的形式排除系統，液態烴類混合油則進入分餾系統，經各類塔的提純操作最終獲取干氣、液化氣、輕/重石腦油、航空煤油、柴油等高價值產品。

在特定進料屬性下，加氫裂化流程反應系統的運行狀況是決定該設備最終產品收率及其質量的重要因素。根據該設備在長期實踐中積累的經驗知識可知，反應器中催化劑的裝填量及其活性、氫油比、液時空速、氫分壓及各反應床層的溫度分布是決定加氫精制段及加氫裂化段化學反應速率的關鍵因素。但是，在實際的加氫裂化工業生產中，設備一旦投入運行，則固定床反應器中的催化劑裝填量不能改變，且其催化活性在整個生命周期隨著原料油處理量的增加不可逆轉地衰減；通常，加氫裂化流程反應系統中的氫油比都很高，在氫氣含量充足的情況下，反應速率不受氫氣濃度的影響。因此，氫分壓、液時空速、反應溫度就成為決定工業加氫裂化流程反應系統運行狀態的關鍵變量。

反應系統的液時空速由加氫裂化過程的原料油處理速率決定，該參數反映了原料油在反應器中的停留時間，即化學反應時間，在其他運行參數保持不變的情況下，液時空速越高，則單位時間原料油處理量就越大，在反應器中參與反應的時間就越短，進而導致精制及裂化反應的程度就越低，反之亦然。反應系統的氫分壓由反應器的總壓強及氣相中氫氣所占混合氣體的百分比共同決定，氫分壓越大，則催化劑表面就越不容易因積碳而失活，精制段和裂化段的化學反應速率就會越快。但是，在實際的生產過程中，設備一旦建成，則其反應系統的承壓能力就無法改變，且在正常的運行工況下，反應器中的氫氣純度很高，通常保持在一定的范圍內不變，故氫分壓對反應速率的影響可視為常數。通常，為保證完成企業分配下來的生產任務，加氫裂化過程的原料油處理負荷一般不會因為反應程度的不足而降低，即液時空速在特定生產條件下通常保持不變。因此，優化各反應床層的入口溫度，通過調整該溫度來保證加氫裂化過程的反應速度，進而將整個反應器的溫度分布和出口處各組分的濃度分布控制在期望值附近，是實現加氫裂化過程運行優化最切合實際的方式。

然而，現有的技術主要以保證加氫裂化過程安全、穩定運行為主，即首先是上層研究院通過對特定加氫裂化設備的歷史運行數據進行離線分析，并根據其長期積累的相關經驗知識給出該設備在未來一段時間內(通常為一個季度)可行的運行工況空間；然后，現場工控中心根據上層研究院所給出的未來一段時間內加氫裂化設備的安全運行工況空間進行穩定控制。顯然，這種穩定控制是可行的，但該遠程的離線指導無法保證加氫裂化設備在未來特定生產條件下所選擇的目標穩態工況點是最優的。

發明內容

本發明提供一種克服上述問題或者至少能部分地解決上述問題的用于優化加氫裂化過程反應條件的方法。該方法包括以優化設定精制反應段運行條件為手段，以延長裝置開工周期為目標的精制段穩態優化；以優化設定裂化反應段運行條件為手段，以經濟效益最大化為目標的裂化段穩態優化。

根據本發明的一個方面，提供一種用于優化加氫裂化過程運行條件的方法，其包括以下步驟：

S1、對加氫裂化過程的運行數據進行預處理，獲取穩態過程對應的運行數據；