第7章 UniSim在石油化工领域中的应用ppt课件.ppt
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1、第9章 UniSim在石油化工领域中的应用,石油加工,原油脱盐脱水,常减压蒸馏过程,催化裂化,石油加工,第1节 油品表征Oil Characterization,石油的馏分组成1.馏分 :是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的 组分 石油是一个多组分的复杂混合物,每个组分有其各自不同 的沸点 用分馏的方法,可以把石油馏分分成不同温度段,如200、200350等,称为石油的一个馏分 馏分不等同于产品 2.馏分与产品的区别:石油产品是石油的一个馏分,但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求,馏分要变成产品还必须对其进一步加工,3.直馏馏分:从原油直接分馏得到的馏分。它基本保留了石油化学
2、组成的本来面目,如:不含不饱和烃,在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等 4.石油中含有的馏分,一般规定: 小于180的馏分为汽油馏分(也称为低沸点馏分,轻油或 石脑油馏分)180350的馏分为煤、柴油馏分(也称中间馏分,AGO) 350500的馏分为减压馏分(也称高沸点馏分或润滑油,VGO) 大于500的馏分为减渣馏分(VR),naphtha,Atmospheric gas oil,Vacuum gas oil,Vacuum residue,石油馏分的烃类组成 含有碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合物,简称为烃(Hydrocarbon)石油中烃类的类型及分布规律 石油中的烃类主要有烷烃、环烷
3、烃和芳烃原油中一般不含烯烃,炔烃更少,paraffin,naphthene,aromatics,olefine,第1节 油品表征,石油组分分析方法 蒸馏或精馏按体积或质量采集液体样品记录对应温度分析各个收集馏出样品(馏分)性质,Crude Oil Characterization,Boiling point analysis : TBP Curve (True Boiling Point),Alternate methods : ASTM D86 (atmospheric batch distillation, liquid volume basis) ASTM D1160 (vacuum b
4、atch distillation, liquid volume basis) ASTM D2887 (chromatography, liquid weight basis),Crude Assay,馏分分析标准,实沸点(TBP)使用多级间歇精馏设备在相对较高的回流比下操作而得(体积分数)ASTM D86使用没有回流的蒽氏烧瓶进行的间歇精馏,通常适用于轻到中等的石油流体(体积分数)D1160 精馏使用没有回流的蒽氏烧瓶进行的间歇精馏,通常适用于较重的石油流体曲线可以是常压的或是校正的减压条件(体积分数)D86_D1160结合了D86 和D1160 精馏数据可以校正热裂化,也能对低于大气压力的
5、条件进行减压精馏(体积分数)ASTM D2887从色谱数据分析得来的模拟精馏(质量分数)平衡闪蒸汽化(EFV)恒定大气压力条件下,一系列总的气相与未汽化的液相成平衡实验数据色谱分析对少量完全汽化的油样进行色谱分析得来,分析从C6 到C30 的直链烷烃、芳香烃和环烷烃族组成(体积分数,质量分数,摩尔分数),第1节 油品表征,石油组分复杂,无法完全分析清楚具体组分怎么办?,油品表征Oil Characterization,将油品实验分析数据近似成一系列不连续的烃类假组分,由假组分提供软件流体包(property package)预测油品物性所需的基本数据,Crude Oil Characteriz
6、ation,两个重要参数: Specific gravity is normally presented in units of oAPI, which is defined as follows: A specific gravity curve, as a function of % distilled, is sometimes established,Crude Oil Characterization for Simulation,Impossibility to identify all the chemical components present decomposition o
7、f cuts and crude into pseudo-components,Taking into account the available light-ends analysis : light components (C1 to butanes and pentanes have relatively few isomers and are easily separated from each other and from the crude),Crude Oil Characterization for Simulation,Determine average NBP, SPGR
8、and MW for each pseudo-componentOnce the pseudo-components have been generated with all their physico-chemical properties, they are treated by the simulator in exactly the same way as conventional components,Crude Oil Characterization for Simulation,Determine average NBP, SPGR and MW for each pseudo
9、-componentNBP : based on the TBP curveSPGR : if no specific gravity curve is available, the SPGR of each cut is computed by assuming that the WATSON K factor (measure of the paraffinicity of a stock) of each cut is equal and equal to that of the crudeMW : based on correlation (NBP, SPGR) if no data
10、available,表征系统参数结构,UniSim油品表征,所需最少信息:实验室精馏曲线(任意一种,至少有5点)实沸点(TBP)ASTM D86D1160 精馏D86_D1160ASTM D2887平衡闪蒸汽化(EFV)色谱分析轻组分(Light End)组成分析数据(一般C2 n-C5 )物性曲线总体性质(2/3)分子量、密度、特性因子K提供的关于样品的信息越多,表征得越精确。,油品表征步骤,例1. 原油表征,原油TBP分析数据(Liquid Volume),轻端分析数据,主体性质 Standard Density 29 API Gravity,例1. 原油表征,原油名称:Raw Crude
11、油品切割时:选User Ranges. 切割温度分布: 到 425C (800F),取 20点 到 620C (1150F),取5点 到 720C (1328F),取2点,UniSim油品表征,定义石油步骤:定义化验分析提供的信息越多,石油表征越精确提供任何或者所有的总体分子量、总体密度、总体特性因子K 都将增加虚拟组分性质的精确度还可提供分子量、密度和/或粘度的实验室曲线,那会更精确生成虚拟组分在流程中安装石油,UniSim油品表征,定义化验分析定义Oil具体步骤:1. 在基础环境下定义轻端组分、及原油中存在的其它组分 2. 选择流体包 (如P-R) 3. 进入Oil 环境管理器给本次表征(
12、assay name)命名:如Crude选择已有的分析数据,输入对应数据(注意单位)Bulk Properties Assay Data Type TBPLight Ends,UniSim油品表征,1)输入轻端组分数据轻端被定义为低沸点纯组分,通常涉及那些沸点在C2 和n-C5 之间的组分UniSim轻端有三个选项:忽略:把样品中的轻端部分作为虚拟组分定义。这是最不准确的方法,所以,不推荐使用。自动计算:当没有单独的轻端分析数据,但还想把样品中的低沸点部分用纯组分表示时,选择此选项。UniSim 只使用在流体包中已经选择的纯组分。输入组成:当有单独的轻端分析数据,且石油分析样品中也含有轻端时选
13、择此选项。UniSim 会提供一个表格,列出你在流体包中选择的纯组分。这是最精确的表述方法。,轻端组分,必须在流体包中定义这些轻端组分,才可以在这里使用,UniSim油品表征,2)输入总体性质(如果提供了样品的精馏曲线或色谱分析数据,总体性质可选)摩尔分子量:样品总体摩尔分子量。该值必须大于16质量密度质:量密度必须在250 和2000kg/m3之间特性因子K(UOP)必须在8和15 之间总体粘度:两个参照温度下,典型值37.78和98.89(100和210)密度:单位可以是质量密度,API,或规定重度特性因子K:直链烷烃含量的大概指数。K=(平均沸点)1/3/(sp gr 60F/60F水)
14、,UniSim油品表征,总体性质质量密度质:29 API60,UniSim油品表征,3)输入物性曲线UniSim 接受不同类型物性曲线:摩尔分子量曲线密度曲线粘度曲线一般使用以下两种报告之一:独立分析基准: 物性曲线与精馏曲线并不使用一套共用的化验分析分数相关分析基准: 物性曲线与精馏曲线使用一套共用的化验分析分数,UniSim油品表征,TBP物性曲线(Distillation),注意单位!,Liq. Vol.!,4. 点击 Calculate,完成assay计算,UniSim油品表征,定义石油步骤:2. 生成虚拟组分生成虚拟组分/调和油(Cut/Blend)UniSim中的切割/调和特性是把
15、一个或更多个化验的内部工作曲线分割成虚拟组分。石油表征窗口的调和表页提供了两个功能,把石油切割成虚拟组分并把两个或更多个化验调和成一套虚拟组分。,UniSim油品表征,定义石油步骤:2. 生成虚拟组分生成虚拟组分/调和油切割范围自动切割,UniSim油品表征,定义石油步骤:2. 生成虚拟组分生成虚拟组分/调和油切割范围自定义点 规定所需的虚拟组分个数,根据内部权重方案分配切割比例,UniSim油品表征,定义石油步骤:2. 生成虚拟组分生成虚拟组分/调和油切割范围自定义范围 规定沸点范围和每个范围的切割数,UniSim油品表征,定义石油步骤:2. 生成虚拟组分生成虚拟组分/调和油切割化验(Cut
16、ting the Assay)化验计算完后,你就可以把化验切割成单独的虚拟组分。1)移到石油表征窗口的切割/调和表页。点击添加按钮,创建一个新的Blend2)在名称框中,把名称从缺省的Blend-1改为Crude。3)从可应用的化验列表(应该只有一个)中,选择Crude 并点击添加按钮。 (调和是使用缺省的切割选项,自动切割、计算)4)不使用缺省的自动切割选项,把切割选项改为自定义点数,修改切割数为5。,例1. 原油表征,油品切割时:addadd,选User Ranges. 切割温度分布: 到 425C (800F),取 20点 到 620C (1150F),取5点 到 720C (1328F
17、),取2点,3. 在流程中安装石油关闭Blend/Cut,返回characterization点Install Oil在Stream Name列,输入原料物流名称:Raw Crude点Return to Basis环境, 关闭窗口,回到Basis环境在components选项卡中已可看到所生成假组分,例1 数据要保存好,在后面计算原油加工流程时要用,例2. 重油表征,原油分析数据,轻端分析数据-,主体性质,第2节 原油预处理模拟,第2节 原油预处理,原油加工流程:预处理换热常压炉常压蒸馏塔减压炉减压蒸馏塔预处理流程:预热电脱盐、脱水升温预闪蒸,第2节 原油预处理,原油:例1所表征Raw Cru
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