基于基准假组分的常减压蒸馏塔建模方法的研究

发布时间：2020-04-21 22:46

【摘要】：蒸馏,是炼油工程中最常用的一种分离装置。具有处理量大、高能耗的特点,其操作涉及到高度复杂空间分布的气-液两相传热传质,建模困难。基于以上原因,即使1950年至今对蒸馏塔研究的成果已十分丰富,但其建模与操作优化依旧颇具挑战。为了解决假组分(CPCs)表征油品对不同原油生成的石油物性不同的问题,同时为了方便进料时变(不同进料油品切换或多种油品混合进料)的石油分离单元的动态建模,本文采用基准假组分(SPCs)方法对原料油和它的蒸馏产品进行特征化。主要内容有:(1)分别描述了基于SPCs以及CPCs的石油特征化;用不同的轻重组分混合规则将SPCs混合成CPCs,验证了 SPCs和CPCs在热容、蒸汽压力计算上的等效性;对基于SPCs与CPCs特征化的多种油品进行闪蒸实验,验证了基于SPCs的气液相平衡模型在低压条件下的正确性。(2)将两种原油特征化方法分别与带短路量的塔板平衡级模型结合,对蒸馏塔进行整塔建模;采用RK4对模型进行求解;在对两种模型的比较中,证明了 SPCs较CPCs在进料时变的蒸馏塔系统建模中的优异性。
【图文】：

齐鲁,常减压装置,第四

图１－１齐鲁第四套常减压装置ＤＣＳ图逡逑Ｆｉｇ．１－１邋ＤＣＳ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆｏｕｒｔｈ邋ｓｅｔｓ邋ｏｆ邋ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ邋ａｎｄ邋ｖａｃｕｕｍ邋ｕｎｉｔｓ邋ｉｎ邋ＱｉＬｕ逡逑对于蒸馏塔的建模方法各式各样，而最主要的有：平衡级、非平衡级。逡逑（１）平衡级模型（ＥＱ）逡逑平衡级模型，即假设蒸馏塔内的气液两相流在接触面上处于热力学平衡状态，这种假设与现实间却存在一定偏差，所以最常用的平衡级模型偏差校正方法就是引塔板效率。Ｔｈｉｄｅｄ［２６］等最先在１９３３年提出了基于平衡级的逐板计算方法。接着１９８年，Ｇａｎｉ［２７ｌ等提出了非常具有影响力的基于Ｍｍｐｈｒｅｅ效率的塔板通用模型，并将个连续动态模型应用于动态开、停车问题的探讨中。而Ｂａｕｒ与Ｐｅｎｇ［２８］等人对反应馏塔的稳态模型采用基于Ｂａｍ？效率平衡级建模。除了上述提出的塔板效率校正方以外，人们还提出了邋Ｈａｕｓｅｎ效率（对板式塔）、等效理论板高度（对填料塔）等校方法。由于塔板效率的估算受到塔结构、操作条件、气液两相状态等等多种因素的响，具有较高的难度，促使了人们对新的建模方法的探索即非平衡级模型的研究。逡逑（２）非平衡级模型（ＮＥＱ）逡逑

曲线,参数拟合,假组分

逑也通过（１）中所得￣与参数５的曲线关系外推而得。逡逑如图２－２所示为第８对ＳＰＣｓ在实验（１）、（２）下所得结果图，依此在工作温度Ｔｗ＝５０，逡逑６０，…，３９０，邋４００的条件下，将由上述实验计算所得的前１９对，ＳＰＣＱ１？ＳＰＣ３９的Ａｎｔｏｉｎｅ逡逑方程参数Ｊ、５列于表２－３中。逡逑对于第２０？２６对基准假组分，即ＳＰＣ３９？ＳＰＣ５２，由于其实沸点过高（＞６７８°Ｃ），并逡逑且工作温度下蒸汽压力过低（＜０．０１ｋＰａ），以至于无法用Ｍａｘｗｅｌｌ－Ｂｏｎｎｅｌｌ关联式计算；逡逑因此第２０？２６对ＳＰＣｓ的参数儿５，，由下列的关联式外推而得：逡逑Ｘ邋＝邋ａｘ＋ｂｘＴ：ｘ逦（２－２２）逡逑其中，对于第／对基准假组分，７；邋＝邋７＾、！＝邋４－，、毛、昆Ｍ或者尾，，常数％、＼逡逑和％需要由己知参数１５数据回归出来，并通过对曲线７ＶＸ外推出得到后７对ＳＰＣｓ逡逑的蒸气压参数３、５，值同样列于表２－３中。逡逑Ａ邋ｋｎｏｗｎ邋ａｎｄ邋ｐｏｔｙｆｉｔ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋８－ｔｈ邋ｐａｉｒ邋ｏｆ邋ＳＰＣｓ逦Ｂ邋ｋｎｏｗｎ邋ａｎｄ邋ｐｏｌｙｌｉｔ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋８－ｔｈ邋ｐａｉｒ邋ｏｆ邋ＳＰＣｓ逡逑１７．９．逦１逦１逦１逦１逦１逦１逦１逦１逦ｃ￣－６７５０ｆｅ－￣ｔ邋ｃ逦１邋ｃ邋１邋１邋１邋邋ｉ邋．ｉ邋￣￣逡逑０邋ｋｎｏｗｎ逡逑１７．８邋－逦＾８００邋＇逦ＰＯｌｙｆｉｔ逡逑Ｉ：逦ｚ逦．．逦：逦＼逡逑＇邋＾邋一逦？逡逑－／逦＿逦：逦ｘ
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE962

【参考文献】