一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法，通过提取耗氢装置工作过程中的工艺数据以及加氢反应器输出的气体产品性质流量和液体产品性质流量，计算耗氢装置的化学耗氢量，得到耗氢装置内轻烃产品组成和轻烃产品流量，再对耗氢装置的分离器做严格的气液相平衡模拟，计算得到耗氢装置内含氢流股的氢气纯度和流量，并通过不断调整进入耗氢装置的新氢流量以及从耗氢装置向外排出的外排氢流量，以使得耗氢装置达到所维持的固定的加氢反应器入口条件。如此，在考虑含氢气体流股中不同轻烃杂质分布情况下，实现了对耗氢装置内含氢流股的氢气纯度变化和流量变化准确计算，提高了对耗氢装置模拟计算的准确度。提高了对耗氢装置模拟计算的准确度。提高了对耗氢装置模拟计算的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法


[0001]本专利技术涉及炼厂氢气网络管理领域，尤其涉及一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法。

技术介绍

[0002]随着炼厂对原油深加工要求的日趋严苛，同时又要满足原油劣质化后产品的质量要求，对炼厂的氢气管理提出了更高的要求。如何在氢气网络中配置氢气资源，成为一个重要课题。
[0003]Aleves于1999年在博士论文《ANALYSIS AND DESIGN OF REFINERY HYDROGEN DISTRIBUTION SYSTEMS》中提出了关于氢源和氢阱的概念，指出在氢气网络中，氢源和氢阱的流量和氢气纯度可以在氢气网络的操作数据中提取出来，从而得到对应的二维氢气复合曲线和氢气剩余曲线，进而确定氢气网络的夹点位置。二维氢气复合曲线和氢气剩余曲线可用于判断氢气网络的可行性，并设定氢气回收目标等。为了实现通过该图形方法设定的氢气回收目标，一般需要通过线性规划对氢气网络模型进行求解。
[0004]为了解决氢气网络模型中的一些限制，Liu于2002年在其博士论文《HYDROGEN INTEGRATION IN OIL REFINERIES》中提出了一种通过超结构优化实现氢气网络自己设计的方法，并用MINLP方法将产氢装置和氢气提纯装置集成到氢网络中。
[0005]但是，现有针对氢气网络管理研究分析方法存在不足：目前对氢气网络耗氢装置分析基于一个假设，即假设耗氢装置的反应器入口氢分压(氢气纯度)和氢油比不变，则反应器出口气体组成和流量不变。该假设忽略了含氢气体流股中的诸如CH4、C2H6、C3H8和C4H
10
等不同轻烃杂质分布对氢气网络的影响，所有的杂质都被简化为甲烷(CH4)或一种杂质来处理，即氢气网络中的气体被简化为氢气(H2)和甲烷(CH4)的二元混合物，却未考虑上述不同杂质分布对耗氢装置的氢油比和氢分压的影响以及对反应后气液相分离部分的影响，导致最终计算所得耗氢装置的循环氢纯度与实际情况产生了变化，明显降低了耗氢装置的计算准确度，甚至导致优化结果与实际生产过程产生较大偏差。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法。
[0007]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008]步骤1，提取耗氢装置工作中的工艺数据；其中，工艺数据包括耗氢装置进口处的液体原料流量、液体原料性质、新氢及循环氢的流量和性质；液体原料性质包括液体产品的密度和馏程，新氢及循环氢的性质包括气体组成；
[0009]步骤2，提取耗氢装置加氢反应器输出的气体产品性质和流量以及液体产品性质和流量；其中，气体产品性质包括气体产品组成，液态产品性质包括液体产品的密度和馏
程；
[0010]步骤3，根据步骤1和步骤2提取到的进出口物料差，计算耗氢装置的化学耗氢量，并计算得到该耗氢装置内生成的轻烃产品的组成和流量；
[0011]步骤4，改变耗氢装置的新氢条件，且在改变后的新氢条件下调整加氢反应器内部操作，以维持固定的加氢反应器入口条件；其中，改变新氢条件为改变新氢流股的氢气纯度和/或轻烃杂质组成，固定的加氢反应器入口条件指进入到加氢反应器的氢油比和氢分压均保持固定；
[0012]步骤5，根据步骤3所得耗氢装置的化学耗氢量以及耗氢装置内生成的轻烃产品的组成和流量，计算在不同的新氢条件下耗氢装置加氢反应器出口产品的流量和组成；
[0013]步骤6，根据步骤5所得加氢反应器出口产品的流量和组成，对耗氢装置内的闪蒸分离器做气液相平衡计算，得到耗氢装置内含氢流股的氢气纯度和流量；其中，耗氢装置内含氢流股为闪蒸分离器出口气相产品流股以及由该气相产品流股分流产生的循环氢和外排氢流股；
[0014]步骤7，不断调整进入耗氢装置的新氢流量以及从耗氢装置向外排出的外排氢流量，以使得耗氢装置达到步骤4中所维持的固定的加氢反应器入口条件。
[0015]改进地，在所述考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法中，步骤6中的所述气液相平衡计算采用适用于含氢体系的热力学物性计算方法。
[0016]可选择地，在所述考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法中，所述热力学物性计算方法为Peng
‑
Robinson方法或Grayson
‑
Streed方法或Chao
‑
Seader方法。
[0017]进一步地，在所述考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法中，在步骤3中，所述耗氢装置的化学耗氢量计算过程如下：
[0018]步骤a1，计算进入到所述加氢反应器内混合气体的气体流量和该混合气体中氢气纯度的乘积；
[0019]步骤a2，计算所述加氢反应器出口混合气体的气体流量和该混合气体中氢气纯度的乘积；
[0020]步骤a3，将步骤a1所得乘积与步骤a2所得乘积之间的差值作为所述耗氢装置的化学耗氢量。
[0021]再进一步地，在所述考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法中，在步骤3中，所述耗氢装置内生成的轻烃产品的流量计算过程如下：
[0022]步骤b1，计算进入到所述加氢反应器内混合气体的气体流量和该混合气体中各轻烃组分纯度的乘积；
[0023]步骤b2，计算所述加氢反应器出口混合气体的气体流量和该混合气体中各轻烃组分纯度的乘积；
[0024]步骤b3，将步骤b2所得乘积与步骤b1所得乘积之间的差值作为所述耗氢装置的生成的轻烃量。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：该专利技术中的考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法通过提取耗氢装置工作过程中的工艺数据以及加氢反应器输出的气体产品性质流量和液体产品性质流量，计算耗氢装置的化学耗氢量，得到耗氢装置内轻烃产品组成和轻烃产品流量，再对耗氢装置的分离器做严格的气液相平衡模拟，计算得到耗氢装置内
含氢流股的氢气纯度和流量，并通过不断调整进入耗氢装置的新氢流量以及从耗氢装置向外排出的外排氢流量，以使得耗氢装置达到所维持的固定的加氢反应器入口条件。如此，在考虑含氢气体流股中不同轻烃杂质分布情况下，实现了对耗氢装置内含氢流股的氢气纯度变化和流量变化准确计算，提高了对耗氢装置模拟计算的准确度。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例中考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法的流程示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例中的氢网络耗氢装置示意图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0029]本实施例提供一种考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法，氢网络耗氢装置(或称耗氢装置)为柴油加氢装置。具体地，参见图1所示，该实施例中考虑轻烃杂质的氢网络耗氢装置分析方法包括如下步骤1～7：
[0030]步骤1，提取耗氢装置工作中的进口处的工艺数据；其中，工艺数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑轻烃杂质的氢气网络耗氢装置分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，提取耗氢装置工作中的进口处的工艺数据；其中，工艺数据包括液体原料流量、液体原料性质、新氢及循环氢的流量和性质；液体原料性质包括液体产品的密度和馏程，新氢及循环氢的性质包括气体组成；步骤2，提取耗氢装置加氢反应器输出的气体产品性质和流量以及液体产品性质和流量；其中，气体产品性质包括气体产品组成，液态产品性质包括液体产品的密度和馏程；步骤3，根据步骤1和步骤2提取到的进出口物料差，计算耗氢装置的化学耗氢量，并计算得到该耗氢装置内生成的轻烃产品的组成和流量；步骤4，改变耗氢装置的新氢条件，且在改变后的新氢条件下调整加氢反应器内部操作，以维持固定的加氢反应器入口条件；其中，改变新氢条件为改变新氢流股的氢气纯度和/或轻烃杂质组成，固定的加氢反应器入口条件指进入到加氢反应器的氢油比和氢分压均保持固定；步骤5，根据步骤3所得耗氢装置的化学耗氢量以及耗氢装置内生成的轻烃产品的组成和流量，计算在不同的新氢条件下耗氢装置加氢反应器出口产品的流量和组成；步骤6，根据步骤5所得反应器出口产品的流量和组成，对耗氢装置内的闪蒸分离器做气液相平衡计算，得到耗氢装置内含氢流股的氢气纯度和流量；其中，耗氢装置内含氢流股为闪蒸分离器出口气相产品流股以及由该气相产品流股分流产生的循环氢和外排氢流股；步骤7，调整新氢流量和外排氢流量，以使得耗氢装置达到步骤4中所维持的固...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫鲁文，张楠，楼宇航，
申请(专利权)人：湖州同润汇海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：