某厂采用吸收稳定系统回收焦化富气，由于扩产原因，该厂存在着严重的“干气不干”问题。主要表现在两方面1、该吸收稳定系统产出的干气中LPG组分严重超标，干气中LPG浓度平均在10左右，远超过设定浓度指标，导致液化气损失增大。2、解析塔底富液中C2含量超标，导致稳定塔塔顶产生大量不凝气。稳定塔顶不凝气流量约1700Nm3/h，含有大量的LPG组成，返回压缩机前入口，增加了整个系统的负荷，进一步导致干气不干的现象。所以有必要对该系统进行改进以克服以上问题。
本文采用HYSYS模拟软件，对该富气吸收稳定流程进行流程模拟和流程改进，并通过流程调整，确定优化流程。本论文在模拟原流程的基础上，采用了低温/冷凝-精馏过程改进原流程，使干气中碳三以上组分（C3）含量降至5；
针对减少干气中LPG的损失率、增加C2的吸收率的目标，确定解吸塔的塔底温度控制在160℃为宜；
针对C2作为产品从新增精馏塔产出的要求，为提高C2和LPG在新增塔的收率，优化新流程，吸塔塔底温度控制在155℃为宜，经济性显著增加。
关键词焦化富气；
干气回收；
延迟焦化；
HYSYS模拟 目 录 摘 要I 第1章 引 言1 1.1 焦化富气回收流程改进及模拟的重要意义1 1.2 国内外的发展状况2 1.3 国内外发展状况3 1.3.1 各公司发展现状3 1.3.2 中国石油加工工艺技术的发展5 1.3.3 延迟焦化5 1.4 焦化富气处理系统7 1.4.1 焦化富气7 1.4.2 吸收稳定系统7 1.4.3 吸收稳定过程同传统吸收过程比较9 1.4.4 选择适当的吸收条件9 1.4.5 解吸塔的进料方式10 1.4.6 控制合适的解析温度10 1.4.7 分析吸收和解析过程11 1.4.8 焦化产品的介绍12 1.5 HYSYS的介绍12 1.5.1 HYSYS模拟计算系统的特点和功能13 1.5.2 HYSYS模拟计算系统的主要物性计算方法15 1.5.3 HYSYS模拟计算系统中的不足16 1.6 设计的总体构想16 第2章 流程模拟18 2.1 设计任务18 2.2 原流程图的介绍18 2.2.1 原流程的设计参数20 2.3 新流程的介绍28 2.3.1 经济评价31 2.3.2 环境影响31 第3章 流程的优化32 3.1 优化干气组分32 3.1.1 参数调节对系统的影响32 3.1.2 结果分析43 3.2 优化C2、LPG的收率44 3.2.1 参数对系统的影响44 3.2.2 结果分析50 结 论51 参 考 文 献52 致 谢53 第1章 引 言 1.1 焦化富气回收流程改进及模拟的重要意义 炼油工业中，延迟焦化是一个重要的原油二次加工过程。吸收-稳定过程在催化裂化中的作用是将富气、粗汽油分离成干气、液化气和蒸汽压合格的稳定汽油。各炼油厂近年来逐渐对反应-再生系统进行技术改造，通过采用新工艺和新型催化剂，使产气率大幅度提高，取得了显著的经济效益。与此同时，各炼厂还试图进一步提高催化加工量，由于产气量和处理量的增加，吸收-稳定系统往往不能适应这种变化，取得更大的经济效益和社会效益[1]。
近年来，为了面向市场需求进一步提高产品的综合经济效益，又以生产液化石油气和柴油为主要产品的生产方案组织生产，要求熄灭火炬，减少干气中C3 及其较重组分C3 及其较重组分含量≯3 V 。这就要求吸收稳定系统必须进行优化操作技术，优化控制条件，以增加目的产品，最大限度的节能增产，提高经济效益。
焦化富气回收流程，加工催化裂化分馏塔塔顶油气分离器的粗汽油和富气，将干气C2和C2以下 分离，得到蒸汽压满足要求的汽油和残留物指标合格的液化气。为了保证产品质量和平稳操作，吸收稳定系统需达到以下指标①干气尽可能干，C3含量不大于3体积分数 ; ②液化气中C2 含量不大于2 体积分数 。
以往，我们比较注重系统操作对总液收汽油 柴油 液化气收率 的影响，忽视了吸收稳定系统的操作对于总液收的影响。事实上，吸收稳定系统不仅决定汽油、液化气的产品质量，而且对装置液收有一定影响.主要是干气带走C3 及其以上组分， 所谓干气“不干”， 其对装置液收的影响没有引起足够的重视。
某厂从目前现场运行数据显示，由于实际操作中的富气和粗汽油的处理量远大于设计能力，导致吸收塔，解析塔的分离效率远低于设计值，虽将塔板形式进行了改进，仍达不到理想的效果。目前系统效果差主要表现在两方面1、干气不干，该吸收稳定系统产出的干气中液化气（LPG）组分严重超标，干气中LPG浓度平均在10左右，远超过设定浓度指标。2、解析塔底富液中C2含量超标，导致稳定塔塔顶产生大量不凝气。稳定塔顶不凝气流量约1700Nm3/h，含有大量的LPG组成，返回压缩机前入口。所以，需对该厂的装置进行改造。
1.2 国内外的发展状况 石油加工工艺的研究可以追溯到19世纪90年代，当时炼油界先驱者McAfee在实验室发现采用三氯化铝作催化剂可以促进裂化反应，从而提高汽油产率。Gulf石油公司据此于1915年建立了第一套工业化装置。
采用固体酸性催化剂的Huodry催化裂化工艺的开发是炼油技术中的一个空前成就。美国的Vacuum石油公司利用这一技术于1931年建成3500t/a的中型装置，取得了工业化数据。1936年4月6日，第一套100kt/a的固定床催化裂化工业装置开始运转。固定床催化裂化存在无法克服的缺点设备结构复杂，操作繁琐，控制困难。为克服固定床工艺的缺点，实现催化剂在反应和再生操作之间的循环，移动床催化裂化工艺应运而生[2]。
1948年HPC公司开发了Huodriflow移动床催化裂化过程，并于1950年投产了第一套350kt/a工业化装置。其主要特点是反应器放在再生器顶部。
然而移动床忽视了催化剂颗粒过大带来的传质阻力，因此被流化催化裂化逐渐取代。流化催化裂化的开发最初是从螺旋输送粉剂这一开发项目开始的，粉剂的应用是发明流化催化裂化和各种流化床的关键。
早在本世纪二十年代，美国麻省理工学院的W.K.Lewis就提出“利用磨粉催化剂沉降分离的特性，采用一种密相流化床”。第一套工业流化催化裂化装置于1942年建成投产，到1952年W型流化催化裂化装置投产。
50年代前后不少大的石油公司推出了自己的两器配置形式，使采用密相流化床反应器的催化裂化技术趋向成熟。
50年代中期，UOP公司就推广直提升管高低并列式装置设计，这种装置已接近于现代的提升管装置，它可采用密相操作，也可以在催化剂床层低到汽提段内的情况下操作。随着沸石催化剂的推出，这种型式演变成全提升管催化裂化工艺[3]。
1.3 国内外发展状况 1.3.1 各公司发展现状 1）Kellogg公司 重油催化裂化HOC是Kellogg公司推出的技术，这种装置和垂直外提升管经横管与分离器相通，出口有粗旋风分离器。再生器装有内取热盘管和外取热器。
2）UOP公司 UOP公司设计的高效再生流化催化裂化装置特点是提升管出口装有催化剂和油气的快速分离设施，减少其接触时间，降低反应器内旋风分离器的催化剂负荷;形状独特的快速床再生器烧焦罐能使空气和催化剂接触良好，大幅度地提高了烧焦强度;这种装置减少了催化剂藏量，为维持催化剂活性所需加入的新鲜催化剂量可以减少。
RCC技术也是以UOP公司为主开发的一种工艺。其技术特点是再生器为两段逆流再生，第一段采用逆流烧焦不完全再生，焦炭中的全部氢和80一90的碳被烧掉。第二段采用高氧完全再生，使再生催化剂含炭量降低;催化剂上的重金属是通过高温烃类气流和水蒸汽作用而达到钝化的；
采用新的雾化喷嘴，较低的反应压力，注入稀释剂，尽量缩短反应时间，以减少生焦，提高液体产品收率;提升管出口设有效果较好的弹射式快分，减少二次反应；
再生器设置有下流式外取热器。
90年代初UOP公司又推出了CCC工艺可控制的催化裂化。可控制的催化裂化集工艺设计、催化剂配方和工艺操作条件之大成，以生产质量最好的产品。
3）Shell石油公司 投产的第一套重油催化裂化装置特点为采用高效进料催化剂混合系统以及短接触时间的提升管反应器，使之降低焦炭和气体生成量，同时使用了钝化剂;采用分段汽提，包括从分离出来的催化剂中迅速汽提出烃类和第二段汽提器中高效地解吸出剩余的烃类;采用高效再生器限制焦炭的放热量，允许热量以C0的形式传递给C0锅炉;采用性能可靠的取热器，调节装置的热平衡。
4）StoneWbester公司 建成投产的重油催化裂化装置，增设了第二再生器，掺炼渣油的比例提高到30一40。1982年又将同轴式催化裂化装置改成重油催化裂化工艺，新设叠置式两段再生器及反应器，采用了先进的进料喷嘴及其它技术成果特点有 1认为原料中的残炭与生焦率无关，当处理残炭原料时，生焦率为6一7，装置不设取热设施。
2采用两个再生器进行再生。催化剂从第一再生器到第二再生器，两个再生器的烟气自成系统。第二再生器的旋风分离器设在器外，再生器内无其它构件，可承受高温。
3使用金属钝化剂，效果较好。
4要求原料中氢含量在12较好，最低为8。
5使用了高效雾化喷嘴。
6推荐采用超稳沸石USY催化剂。
5）其他公司 Lumus公司开发的催化裂化装置1998年已有13套建成投产。在设计中采用了先进的反应系统和高效催化剂汽提器，以及专有的进料喷嘴。再生系统为快速床单段再生。
一种采用被称为下一代催化裂化NExcc技术的催化裂化装置在芬兰的Nesteoy公司实现工业化，它采用两个组合的循环流化床反应器，其中一个作为裂化反应器，另一个作为催化剂再生器，两个流化床反应器同用一个承压外壳，并且裂化反应器放在再生反应器之内。另外，用多入口旋分器取代了常规旋分器[4]。
NEXCC装置的反应温度为600650℃，汽油和轻烃产率可达85～90，设备尺寸只有同等规模的催化裂化装置的三分之一左右，建设费用估计低40～50。
1.3.2 中国石油加工工艺技术的发展 1965年5月5日，我国第一套流化催化裂化装置在抚顺石油二厂建成投产，处理量为0.6Mt/a，两器型式采用同高并列式。
1977年12月，在洛阳石油化工工程公司LPEC实验厂建成投产了我国第一套50kt/a同轴式器内两段再生的催化裂化装置。
1978年武汉石油化工厂0.6Mt/a、乌鲁木齐石油化工总厂0.6Mt/a和镇海石油化工总厂1.2 Mt/a相继建成高低并列式提升管催化裂化装置。
北京设计院和荆门石油化工总厂合作把该厂原有的催化裂化装置改造成提升管快速床再生催化裂化装置，采用了具有外循环管的烧焦罐，取得了很好的效果。
为了进一步增加再生系统的处理能力，洛阳石油化工工程公司为高桥石油化工公司炼油厂和锦州炼油厂的装置改造设计中采用了后置烧焦罐式的两段再生，提高了装置处理能力。我国原油大多偏重，因此，重油催化裂化早就引起我国炼油界的重视。大庆常压渣油催化裂化技术的攻关成功，推动了我国渣油催化裂化技术的发展，并且已扩展应用于其它原油的常压渣油和高残炭原料。我国渣油催化裂化技术，经过多年的研究和生产实践，已经掌握了原料雾化、内外取热、提升管出口快速分离、重金属钝化、催化剂预提升等整套渣油催化裂化的基本技术，同时系统地积累了许多成功的操作经验[5]。
1.3.3 延