朱树强，张苡源，杨 磊，刘 伟，李新华
（中国石化青岛炼油化工有限责任公司，山东省青岛市２６６５５５）
摘要：在催化裂化装置开停工过程或降低处理量操作过程中，往往由于处理量的变化而难以确定分馏塔顶温度，易造成粗汽油干点不合格。将分馏塔顶油气假设成一种纯组分，收集大量过往操作和分析数据，利用ＭＡＴＬＡＢ软件拟合回归出粗汽油干点的经验计算公式。经检验，该公式具有较好的拟合性，误差均在±１．６℃内。在此基础上计算得出：分馏塔顶温度每升高１℃，粗汽油干点相应变化０．８５℃左右；同样的条件下，粗汽油干点每升高１℃，分馏塔顶温度相应提高１．１７℃左右。该经验公式可作为确定粗汽油干点的辅助依据。 关键词：ＭＡＴＬＡＢ 催化裂化 粗汽油 干点模型 塔顶温度 油气分压
催化裂化生产过程中，分馏塔的主要质量控制指标是粗汽油干点，它是催化裂化过程汽油产品质量是否合格的一个重要指标。粗汽油干点是油气在塔顶压力下的露点温度，在反应转化率一定的情况下，其最终影响因素是分馏塔顶油气分压及分馏塔顶温度，正常生产中粗汽油干点主要通过分馏塔顶
温度调节。利用马伯文等
［１］
推理陶瓷颗粒
得出的催化裂化装置粗汽油干点数学模型进行计算，发现所得结果存在较大的误差。故通过一定的假设和推理，得到了适合于该装置的粗汽油干点计算模型。
１ 粗汽油干点拟合模型１．１ 干点拟合公式的确定
粗汽油干点实质是油气在相对应分馏塔顶温度和油气分压下的露点温度。实际生产中，分馏塔顶油气由富气及粗汽油组成，均是非常复杂的混合物，汽油组分中包含了Ｃ５到Ｃ１１之间的一百多种单体烃。根据理想气体状态方程ＰＶ＝ｎＲＴ［２］
，考虑到现实操作状况有别于理想状况，需对该式加以校正。添加校正系数α，β及ｋ得到式（１）。
（Ｔ２＋２７３．１５）＝ｋＰ２
Ｐ()
１α
（Ｔ１＋
２７３．１５）β（１）
式中，Ｔ１
平稳信号
———分馏塔顶温度，℃；Ｔ２
———粗汽油干点，℃；Ｐ１
———油气分压，ｋＰａ；Ｐ２
———标准大气压，ｋＰａ。１．２ 关于拟合公式的理论分析
实际生产中，在其他操作条件不变的情况下，可通过调节分馏塔顶温度调整粗汽油干点，粗汽油干点随分馏塔顶温度升高而增大，因此，式（１）中β大于０。在分馏塔顶压力不变的情况下，油气分压降低会造成塔顶液相中的轻组分气化，即柴油组分中的轻组分气化进入汽油组分，造成粗汽油干点升高，因此α也大于０，即式（１）同时满足α大于０和β大于０。１．３ 数据选取及处理
催化裂化装置分馏塔顶气相在后续稳定系统中被分割为干气、液化石油气（ＬＰＧ）、稳定汽油以及冷凝下来的水。因此，塔顶油气分压取决于干气和ＬＰＧ及稳定汽油产出总量、反应和分馏系统蒸汽总量及提升管预提升干气量。选取大量不同日期装置各产品产出量及塔顶在线温度、粗汽油干点原始分析数据如表１所示。１．３．１ 分馏塔顶油气分压
根据道尔顿分压定律，塔顶油气分压即为油气组分的分压之和，同时将干气组分中的不凝气组分去除，得到油气分压Ｐ１的表达式：
收稿日期：２０２０－０４－１３；修改稿收到日期：２０２０－０７－２２。作者简介：朱树强，工程师，２０１３年毕业于中国石油大学（华东），主要从事炼油生产工作。：１８７６５９８４６６１，Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈｕｓｈｕｑ１２２１＠１２６．ｃｏｍ。
Ｐ１＝
ｍｄｒｙ计算机工程与应用
Ｍｄｒｙ×（１－η）＋ｍＬＰＧＭＬＰＧ＋ｍｇａｓＭｇａｓ
＋ＶｐｒｅＶｍ×（１－μ）
ｍｄｒｙＭｄｒｙ＋ｍＬＰＧＭＬＰＧ＋ｍｇａｓＭｇａｓ＋ｍＨ２ＯＭＨ２Ｏ＋
Ｖｐｒｅ
Ｖｍ×
Ｐ＋Ｐ２
（２）
式中，ｍｉ
———各组分质量流量，ｔ／ｈ；Ｍｉ———各组分平均相对分子质量；
Ｖｐｒｅ
———预提升干气体积流量，ｍ３
／ｈ；Ｖｍ—
——摩尔流量，２２．４Ｌ／ｍｏｌ；η，μ
—
——干气、预提升干气组分中不凝气的体积分数，％；
Ｍ———相对分子质量；Ｐ———分馏塔顶压力，ｋＰａ。１．３．２ 干气及ＬＰＧ平均相对分子质量
干气中不凝气组分约占３０．４％。不凝气组分在数据分析及采集时存在于干气组分中，但不是分馏塔顶油气分压的一部分，应将其从油气分压中扣除。同样，计算时应扣除预提升干气中的不凝气组分（约１９．３％）。
ＬＰＧ组成如表２所示。ＬＰＧ中的不凝气组分（主要是Ｈ２
Ｓ）含量很低，可忽略不计。表１ 各组分原始数据
Ｔａｂｌｅ１ Ｏｒｉｇｉｎａｌｄａｔａｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
表２ ＬＰＧ组成Ｔａｂｌｅ２ ＬＰＧｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
φ
，％
干气与ＬＰＧ的组分和组成可准确测得，其Ｍ可由各组分体积分数和Ｍ计算得到。１．３．３ 汽油组分的平均相对分子质量
糖皮质激素受体汽油馏分组成复杂，无法准确测定全部组分。
其Ｍ可利用Ｒｉａｚｉ关联公式计算得到［３］
。
Ｍ＝
４２．９６５ｅ
２．０９７×１０
－４Ｔ－７．７８７１２Ｄ＋２．０８４８×１０－３ＴＤＴ１．２６００７Ｄ
４．９８３０８
（３）
式中，
Ｔ———石油馏分的中平均沸点，Ｋ；Ｄ———１５．６℃的相对密度，ｇ／ｃｍ３
。
Ｔ可根据石油馏分的体积平均沸点ｔＶ及其馏程的斜率Ｓ
得到。Ｔ＝ｔＶ－
ｅ－１．５３１８１－０．０１２８ｔ０．６６６７ｖ＋３．６４６７８Ｓ
０．３３３３（４）
石油馏分蒸馏曲线的斜率Ｓ
定义为：斜率Ｓ＝９０％馏出温度－１０％馏出温度９０－１０（５）
２．４ 粗汽油干点公式拟合
要确定式（１）是否合理，需证明校正系数ｋ，α，β
存在。将式（１）两边做对数运算处理，得到关于Ｔ２的方程，
即式（６）。ｌｎ（Ｔ２
＋２７３．１５）＝ｌｎｋ＋αｌｎＰ２梧桐树丰子恺
Ｐ１＋βｌｎ（Ｔ１＋
２７３．１５）（６）
将实际数据代入式（６），利用ＭＡＴＬＡＢ软件
对处理后数据进行三维绘图［４］，从俯视角２０°、斜
角６５°观察视图，如图１
所示。
图１ ＭＡＴＬＡＢ三维图Ｆｉｇ．１ ＭＡＴＬＡＢ３Ｄｄｉａｇｒａｍ
将数据采集及处理过程中的系统误差及随机误差考虑进去，如干点测量过程中的系统误差、在线仪
表波动造成的数据采集误差，发现所有离散的点大体在一个平面上，满足一定的线性关系，即ｋ，α，β是存在的。对表３中数据进行拟合回归计算，得到ｌｎｋ＝１．８９８３，α＝０．０８７２５，β＝０．７２３９，代入式（１）中整理得到式（７）： Ｔ２＝６
．６７４６Ｐ２
Ｐ()
１
０
．０８７２５（Ｔ１＋
２７３．１５）０．７２３９
－２７３．１５
（７）
这与前文理论分析结果的系数α＞０，β＞
０相吻合。利用软件公式绘制出残差杠杆图［５］
，如
图２
所示。
图２ 残差杠杆Ｆｉｇ．２ Ｒｅｓｉｄｕａｌｌｅｖｅｒ
从图２可以看出，所有残差都在０附近均匀分布于区间［－０．０１５，０．０１５］，既没有发现高杠杆点，也没有强影响点、异常观测点，说明对式（１）进行的拟合回归存在也是合理的。
利用式（７）对汽油干点进行计算，并与化验分析结果对比得到图３
。
图３ 计算值与化验值对比
Ｆｉｇ．３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅ
ａｎｄｔｅｓｔｖａｌｕｅ
从图３可以看出，化验值与由式（７）所得到的计算值变化趋势相同，且绝对误差均在±１．６℃内，验证了式（７）具有良好的拟合性。
最后，在提升管蒸汽总量和分馏塔用汽总量不变的操作条件下，利用该拟合模型计算得到：分馏塔顶温度每升高１℃，粗汽油干点相应变化０．８５℃左右；同样，粗汽油干点每升高１℃，分馏塔顶温度相应提高１．１７℃左右。３ 总 结
（１）根据采集整理的数据可得到关于粗汽油干点的拟合模型公式。
（２）根据拟合模型公式得出，分馏塔顶温度的影响因子β＝０．７２３９，属于较强影响因子，日常生产中正是通过调节分馏塔顶温度调整粗汽油干点；而塔顶油气分压影响因子α＝０．０８７２５，
对干点影响较小，除了反应系统调整操作改变油气分压外，日常基本不作为调节粗汽油干点的手段。
（３）根据模型拟合公式得到，分馏塔顶油气分压基本恒定的情况下，在粗汽油干点变化不大时，分馏塔顶温度升高１℃，粗汽油干点相应变化０．８５℃左右；同样的条件下，粗汽油干点升高１℃，分馏塔顶温度相应提高１．１７℃左右。
参考文献
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ＤｒｙｐｏｉｎｔｍｏｄｅｌｏｆＦＣＣｎａｐｈｔｈａｂａｓｅｄｏｎ
ＭＡＴＬＡＢｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ
ＺｈｕＳｈｕｑｉａｎｇ，ＺｈａｎｇＹｉｙｕａｎ，ＹａｎｇＬｅｉ，ＬｉｕＷｅｉ，ＬｉＸｉｎｈｕａ
（ＳＩＮＯＰＥＣＱｉｎｇｄａｏＲｅｆｉｎｉｎｇ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６６５５５）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｔａｒｔ ｕｐａｎｄｓｈｕｔ ｄｏｗｎｏｆＦＣＣＵｏｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙ，ｉｔｉｓｏｆｔｅｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｔｏｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｆｒａｃｔｉｏｎａｔｏｒｄｕｅｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｉｓｅａｓｙｔｏｃａｕｓｅｔｈｅｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄｄｒｙｐｏｉｎｔｏｆｎａｐｈｔｈａ．Ｔｈｅｏｉｌａｎｄｇａｓｏｎｔｈｅｔｏｐｏｆｆｒａｃｔｉｏｎａｔｏｒｉｓａｓｓｕｍｅｄｔｏｂｅａｐｕｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ．Ａｆｔｅｒｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐａｓｔｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｄａｔａ，ｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｒｅ ｇｒｅｓｓｉｏｎｏｆｄｒｙｐｏｉｎｔｏｆｎａｐｈｔｈａｉｓｆｉｔｔｅｄｂｙＭＡＴＬＡＢｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｈａｓａｇｏｏｄｆｉｔ，ａｎｄｔｈｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｗｉｔｈｉｎ±１．６℃．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｉｔｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｏｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｉｏｎａｔｏｒｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙ１℃，ａｎｄｔｈｅｄｒｙｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｎａｐｈｔｈａｃｈａｎｇｅｓｂｙａｂｏｕｔ０
．８５℃；ｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｄｒｙｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｎａｐｈｔｈａｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙ１℃，ａｎｄｔｈｅｔｏｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｉｏｎａｔｏｒｉｎｃｒｅａ ｓｅｓｂｙａｂｏｕｔ１．１７℃．Ｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｃａｎｇｉｖｅｏｐｅｒａｔｏｒｓａｗａｙｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｄｒｙｐｏｉｎｔｏｆｎａｐｈｔｈａａｎｄａｎａｕｘｉｌｉａｒｙｂａｓｉｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＡＴＬＡＢ，ＦＣＣ，ｎａｐｈｔｈａ，ｄｒｙｐｏｉｎｔｍｏｄｅｌ，ｔｏｗｅｒｔｏｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐａｒｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｏｉｌａｎｄｇａ
ｓ
千吨级“液态太阳燃料合成示范项目”通过鉴定
１０月１５日，千吨级“液态太阳燃料合成示范项目”在兰州新区通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。
据介绍，“液态太阳燃料合成示范项目”是大连化物所李灿院士在西部地区先行先试的一个千吨级示范项目。项目利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产氢能，并将二氧化碳加氢转化为甲醇等液
体燃料，被形
象地称为“液态阳光”。项目的实施对发展可再生能源、保证我国能源安全具有重大战略意义。
１６日，“绿氢能和液态阳光甲醇高端论坛”在甘肃兰州新区举行。来自国内的１８名院士、逾百名知名专家学者通过主题演讲和座谈交流，共话新时代背景下绿能源领域的热点和前沿问题。
（胡艳芳摘自中国石化新闻网）
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