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工藝簡介
連續重整裝置采用的是UOP公司發展的移動床連續重整、連續再生技術。原料是加氫裂化重石腦油和加氫處理過的脫戊烷油。催化劑是采用UOP新一代連續重整催化劑R-132。連續重整可以使催化劑始終處於新鮮狀態下進行反應,並在高苛刻度下運行,從而得到較高芳烴含量的產物和付產氫。
需求分析
從連續重整裝置的控製現狀分析,常規的PID控製通常對工藝設備和生產過程的各種參數(如溫度、壓力、流量、液位等)分別加以控製,構成相互獨立的控製回路。常規的PID控製本質上是一種單輸入單輸出(SISO)控製係統,它無法將相關的多個變量統籌考慮,協調控製。因而,隻能采用多變量控製技術來解決裝置優化問題。
控(kong)製(zhi)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)是(shi)裝(zhuang)置(zhi)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)的(de)基(ji)礎(chu),隻(zhi)有(you)在(zai)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)合(he)格(ge)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),才(cai)能(neng)追(zhui)求(qiu)產(chan)品(pin)的(de)產(chan)量(liang)最(zui)大(da)和(he)生(sheng)產(chan)的(de)消(xiao)耗(hao)最(zui)小(xiao)等(deng)效(xiao)益(yi)指(zhi)標(biao)。在(zai)產(chan)品(pin)的(de)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)中(zhong),實(shi)時(shi)在(zai)線(xian)質(zhi)量(liang)分(fen)析(xi)數(shu)據(ju)是(shi)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)。本(ben)裝(zhuang)置(zhi)將(jiang)通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)相(xiang)應(ying)的(de)工(gong)藝(yi)計(ji)算(suan)軟(ruan)件(jian)和(he)軟(ruan)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)來(lai)實(shi)現(xian)質(zhi)量(liang)效(xiao)益(yi)指(zhi)標(biao)(芳烴收率、催化劑結焦含量等)的在線分析檢測。
連續重整裝置期望的工藝目標是追求裝置經濟效益的最佳化,即要兼顧目的產品收率、質(zhi)量(liang)及(ji)能(neng)耗(hao)等(deng)各(ge)個(ge)方(fang)麵(mian)。但(dan)是(shi),在(zai)實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)中(zhong)上(shang)述(shu)諸(zhu)方(fang)麵(mian)往(wang)往(wang)是(shi)矛(mao)盾(dun)的(de),需(xu)要(yao)對(dui)它(ta)們(men)統(tong)籌(chou)考(kao)慮(lv)和(he)優(you)化(hua),才(cai)能(neng)達(da)到(dao)裝(zhuang)置(zhi)效(xiao)益(yi)最(zui)佳(jia)的(de)經(jing)濟(ji)目(mu)標(biao)。
控製目標
u 提高操作穩定性,主要過程變量波動幅度減小30%-50%;
u 卡邊操作,提高芳烴產率,芳烴產率提高0.3%;
u 局部優化,提高增壓氫收率;平穩操作,降低裝置綜合能耗,裝置能耗降低2kg標油/t;
u 平穩操作,保證塔的分離效果,預加氫脫戊烷塔塔底C5<1.0%,塔頂C6+<0.5%;重整脫戊烷塔塔底C5<1.0%,塔頂C6+<0.5%;重整脫庚烷塔塔底C6C7<1.0%,塔頂C8<1.0%;
u 穩定生產操作,減少事故發生,與常規PID控kong製zhi相xiang比bi,各ge個ge生sheng產chan參can數shu自zi動dong調tiao整zheng,重zhong要yao生sheng產chan參can數shu自zi動dong維wei持chi在zai工gong藝yi和he設she備bei的de許xu可ke範fan圍wei內nei,使shi生sheng產chan更geng安an全quan,並bing把ba生sheng產chan參can數shu保bao持chi在zai優you化hua區qu域yu。
先進控製方案
先進控製將裝置的經濟目標由兩個先進控製器(連續重整反應器先進控製器和連續重整塔係先進控製器)來實現。它們通過直接控製軟測量、工藝計算推斷出的芳烴收率等質量指標及平穩控製各過程參數(塔係靈敏板溫度和液位等)來優化重整裝置,通過卡邊(優化反應器四反入口溫度和塔係回流比控製等)來挖掘經濟效益。
應用效果
具體表現在如下幾個方麵:
(1)提高主要變量的穩定性,使主要過程控製變量的均方差減小30%;zhuyaoguochengbianliangbaokuolianxuzhongzhengtaxidetadingyeweihelingminbanwendu,qiyefenliguanyewei,lianxuzhongzhengfanyingqisifanrukouwendudeng,shixianlechangguikongzhihexianjinkongzhishuangxiangdewuraodongqiehuan,weibaozhenglianxuzhongzhengzhuangzhide“安穩長滿優”生產奠定了基礎。
(2)采(cai)用(yong)機(ji)理(li)模(mo)型(xing)預(yu)測(ce)芳(fang)烴(ting)收(shou)率(lv)和(he)催(cui)化(hua)劑(ji)結(jie)焦(jiao)含(han)量(liang)等(deng),優(you)化(hua)反(fan)應(ying)溫(wen)度(du),對(dui)連(lian)續(xu)重(zhong)整(zheng)反(fan)應(ying)器(qi)四(si)反(fan)入(ru)口(kou)溫(wen)度(du)進(jin)行(xing)卡(ka)邊(bian)操(cao)作(zuo),提(ti)高(gao)芳(fang)烴(ting)產(chan)率(lv),使(shi)芳(fang)烴(ting)產(chan)率(lv)提(ti)高(gao)0.46%。具體見下圖1與圖2
(3)燃ran料liao氣qi壓ya力li的de波bo動dong為wei整zheng個ge連lian續xu重zhong整zheng裝zhuang置zhi的de主zhu要yao幹gan擾rao變bian量liang,將jiang燃ran料liao氣qi作zuo為wei幹gan擾rao變bian量liang,克ke服fu燃ran料liao氣qi壓ya力li波bo動dong的de影ying響xiang,平ping穩wen反fan應ying器qi和he塔ta係xi的de操cao作zuo,降jiang低di裝zhuang置zhi綜zong合he能neng耗hao, 通tong過guo優you化hua連lian續xu重zhong整zheng裝zhuang置zhi塔ta係xi的de回hui流liu比bi降jiang低di回hui流liu節jie約yue能neng耗hao,優you化hua反fan應ying器qi四si反fan入ru口kou溫wen度du降jiang低di第di一yi反fan應ying器qi和he第di二er反fan應ying器qi入ru口kou溫wen度du節jie約yue能neng耗hao,通tong過guo以yi上shang措cuo施shi使shi裝zhuang置zhi能neng耗hao降jiang低di2.18kg標油/t。
(4)完成DA202、DA203、DA301和DA302等塔的壓力補償溫度(PCT)和初餾點(IBP)的工藝計算,將PCT溫度和初餾點作為被控變量,克服壓力波動對塔操作的影響,在提高塔操作穩定的基礎上提高塔的分離效果, 先進控製投用後。重整脫戊烷塔塔底C5的含量控製在1%以內,減小波動幅度50%。預加氫脫戊烷塔塔底C5的含量控製在1%以內,塔頂C6+含量控製在0.5%以內, 重整脫庚烷塔塔底C6、C7控製在1%以內,塔頂C8控製在1.0以內,減小波動幅度30%
(5)操作人員勞動強度下降,先控係統得到了操作人員的認可和歡迎。
由(you)於(yu)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)效(xiao)果(guo)明(ming)顯(xian),實(shi)現(xian)了(le)正(zheng)常(chang)工(gong)況(kuang)下(xia)的(de)完(wan)全(quan)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi),操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)隻(zhi)需(xu)監(jian)視(shi)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang),基(ji)本(ben)不(bu)再(zai)需(xu)要(yao)操(cao)作(zuo)調(tiao)整(zheng)。因(yin)此(ci)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)得(de)到(dao)了(le)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)歡(huan)迎(ying)。
下麵以芳烴收率的優化為例介紹係統實施效果:在第一反應器平均溫度實際降低0.6 0C、第二反應器實平均溫度實際降低10C,第四反應器平均溫度實際提高10C,其它操作條件基本不變的情況下,芳烴收率獲得明顯提高,詳細情況見下圖。
從圖中可以明顯看出,在進料芳潛相近的情況下,優化後的芳烴收率有了顯著提高。
效益分析
先進控製的投用,平穩了連續重整裝置操作、降低了運行能耗。每年減少能量消耗約¥283萬元;在進料芳潛相近的情況下,先控實施後芳烴收率有了顯著提高。每年芳烴收率提高增加效益約¥311萬元。綜上,在連續重整先進控製係統實施後每年帶來的總經濟效益約為¥594萬元。
國(guo)內(nei)現(xian)有(you)在(zai)連(lian)續(xu)重(zhong)整(zheng)裝(zhuang)置(zhi)上(shang)實(shi)施(shi)的(de)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)單(dan)獨(du)利(li)用(yong)多(duo)變(bian)量(liang)預(yu)測(ce)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)或(huo)軟(ruan)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)或(huo)流(liu)程(cheng)模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu),沒(mei)有(you)將(jiang)多(duo)變(bian)量(liang)預(yu)測(ce)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)、軟測量技術、工gong藝yi計ji算suan技ji術shu和he重zhong整zheng裝zhuang置zhi流liu程cheng模mo擬ni計ji算suan技ji術shu針zhen對dui重zhong整zheng裝zhuang置zhi進jin行xing整zheng體ti應ying用yong。本ben項xiang目mu首shou次ci將jiang三san項xiang技ji術shu結jie合he起qi來lai,在zai連lian續xu重zhong整zheng裝zhuang置zhi上shang進jin行xing整zheng體ti應ying用yong。是shi國guo產chan軟ruan件jian在zai重zhong整zheng裝zhuang置zhi上shang進jin行xing先xian進jin控kong製zhi係xi統tong的de首shou次ci整zheng體ti實shi施shi,可ke以yi為wei相xiang關guan企qi業ye提ti高gao關guan鍵jian裝zhuang置zhi的de控kong製zhi與yu管guan理li水shui平ping,提ti高gao企qi業ye的de競jing爭zheng力li和he經jing濟ji效xiao益yi提ti供gong技ji術shu支zhi持chi。具ju有you很hen強qiang的de推tui廣guang應ying用yong價jia值zhi。
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