炼厂汽油调和优化文献综述
2020-04-14 19:58:36
1.1研究背景
汽油是每台汽车都需要用到的燃料,虽说近年来电动汽车的崛起,但是由于成本过高,马力不足,提速过慢等原因,普及度非常低,燃料汽车依旧是人们最常用的出行工具之一。汽油从开采,经过一系列的处理,最终成为商品油,要经历一系列复杂的过程。
经过了多年的发展,我国的炼油行业有着巨大的发展,各式各样的汽油充斥着市场,从原来的直接馏分汽油,到加氢裂化,减压蒸馏,国内的炼油技术一步一步的走向成熟,这其中就诞生了新型汽油—调和汽油。市场上所见的例如97#汽油,93#汽油,并不是直接使用蒸馏装置蒸馏出来的馏分,而是经过一定的调和,用加氢汽油,重整汽油,MTBE,乙苯,芳烃汽油,丁烷等原料调和而成,这类汽油的功能性较正常汽油有一定的提升,虽说长期使用对发动机有一定的伤害,但是调和汽油的某些原料油价格低廉,最终按照一定比例调和出的汽油成本价格不高。调和汽油的指标有很多,例如辛烷值,安定性,蒸发温度,硫含量等,不同的调和方法以及调和比例得到不同调和汽油的性能是不一样的。在调和汽油的配方改进方面有很大的发展前景,如何改进调和汽油的品质,降低总的成本,并且使辛烷值指定要求等是当下较为热门的研究话题。由于各样的调和汽油原料调和所得到调和汽油的性能并不是简单的线性加和,其机理十分复杂,对调和汽油过程的过程模拟控制,对于优化各个组分的比例,优化过程参数,提高产品质量,减少对发动机的伤害有着十分重要的含义,既可以推进国民经济发展,降低开车一族的消耗,同时对提高产品质量,减少能源消耗,减少污染物排放有着重要的意义。
1.2国内外现状
汽油调和就是将很多种原料汽油的组分按照某一配比和助剂均匀混合得到符合各项指标的汽油产品的过程,它不仅是汽油生产的最后一个步骤,也是使汽油各项指标达到标准的重要手段。汽油调和有管道调和罐调和两种方式,罐调和是比较老的技术,由于罐调和是人工进行调和,按照一定的比例,一次调和的成功率较低,还会有原料的损失,越来越多的炼油厂转用管道调和,这种调和方式经济,环保,原料损失率少,一次性成功率高,并且在炼油厂可以少配置很多储罐。
目前,炼油厂的工况变化十分频繁,调和的组分随之越来越多,质量要求达到的标准越来越高,传统的调和方式已不能满足当今的生产要求。需要用一定的方法调和,在线管道调和方法是其中的一种,总的来说都是用控制模拟软件进行调和,主要使用的软件有HBoss优化监控系统,Aspen Blend,fitoMS BPC,ABB调和控制系统,Matlab等,选用的辛烷值模型有早期的线性组合模型:精度不高,现在使用人数较少。体积非线性模型:线性组合模型的拓展。斯图尔特模型,虚拟纯组分模型,这两个模型的使用率较高,计算结果跟实际结果比较切合。Zahed模型:计算较为麻烦,结果比较满意。不同品质的汽油要对应不同的模型,其中虚拟纯组分模型多为国内外所接受。
在管道调和技术中,许多炼厂已经开始采用了自动化控制系统。自动控制系统控制每一项组分油的添加量和添加频率,调和过程中有警报系统来提醒组分油加入过多或者过少。最终调和的成品油可经过数字分析,红外分析等,根据分析结果可以调整原料油加入的比例,所有的步骤都可由电脑控制完成。
因为汽油是石油炼制的主要产品之一,对于原油来说,收率约占 24%,所以炼油行业中工艺加工路线和产能这两项直接决定了汽油的产能。最近几年,国家规划和建设的中,大型炼化项目比较多。由供给侧改革导致一些落后的产能行业被淘汰,新建的炼油设备普遍配套下游芳烃和乙烯的生产,与传统的纯燃料型炼厂相比汽油的产能增加并不时十分明显。在汽车保有量持续增长情况的驱动下,汽油需求依旧十分稳健,虽然加速下滑但依然处于正增长状态。我国的汽油主要应用在乘用车领域,居民收入水平在增长的同时带动了对乘用车和出行的需求,同时影响到了汽油的消费。2017年中,汽油的产量和销售量都有小幅度的上涨。
1.3 目的及意义