复杂炼油塔模型与模拟研究

发布时间：2022-07-29 21:17

　　石油工业是我国的支柱产业之一,准确可靠的模拟复杂炼油塔对优化炼油工艺,提升企业安全环保水平具有重要意义。典型的复杂炼油塔如常压塔、催化裂化、延迟焦化主分馏塔等,需要处理的组分复杂,并且常常带有多个侧线采出、中段回流及侧线汽提塔。传统的算法在处理此类问题时,往往将主塔与侧线汽提塔视为多个塔的组合,需要求解多个撕裂流股,存在迭代次数过多,占用计算机内存较大等问题。因此,一些学者采用联立方程的方式对复杂炼油塔进行模拟,并提出了相应的算法如泡点法-流量加和法（BP-SR）、内外层法等。尽管这些算法一定程度上解决了以上问题,但是目前仍存在计算模型复杂,不能保证稳定收敛的缺点。基于这一现状,本课题在广泛研究复杂炼油塔相关文献和商业化流程模拟软件中原油蒸馏模块功能的基础上,对其求解算法进行了改进,并遵循CAPE-OPEN标准开发出了通用的模拟程序:首先,基于联立方程思想,将加热炉、侧线汽提塔与主塔作为一个整体建立了数学模型,并考虑了不同进料方式、塔板效率的影响;其次,针对传统内外层法对规定侧线汽提塔产品流量时无法直接求解的缺点,借鉴流量加和法更新流量的方式进行了改进,使其可以稳定收敛;最后,利用常减... 

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
前言
1 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 炼油精馏过程模拟
        1.2.1 主要的炼油工艺
        1.2.2 石油特征化处理
        1.2.3 主要的精馏模拟算法
        1.2.4 复杂炼油塔模拟算法
    1.3 物性方法的选择
    1.4 流程模拟软件中的石油蒸馏模块
    1.5 课题主要的研究内容
2 复杂炼油塔数学模型及求解算法
    2.1 复杂炼油塔模型
    2.2 塔板模型
    2.3 自由度分析
    2.4 复杂炼油塔求解算法
        2.4.1 内外层法
        2.4.2 加热炉
        2.4.3 效率
    2.5 本章小结
3 复杂炼油塔单元模块开发
    3.1 开发技术及开发语言
        3.1.1 CAPE-OPEN标准
        3.1.2 COM技术
        3.1.3 开发语言的选择
    3.2 复杂炼油塔单元模块开发
        3.2.1 创建单元模块
        3.2.2 界面的实现
        3.2.3 复杂炼油塔计算的准备工作
        3.2.4 复杂炼油塔求解算法的实现
        3.2.5 在Aspen环境中调用
    3.3 本章小结
4 实例验证
    4.1 常减压装置模拟验证
        4.1.1 常减压工艺流程
        4.1.2 常减压装置参数输入
        4.1.3 常减压装置结果分析
    4.2 催化裂化分馏部分模拟验证
        4.2.1 催化裂化分馏部分工艺流程
        4.2.2 催化裂化主分馏塔参数输入
        4.2.3 催化裂化分馏塔结果分析
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3667199