先进控制系统在加氢裂化装置的应用.docx

先进控制系统在加氢裂化装置的应用该文介绍了PACROS先进控制系统及其在独山子石化分公司2？06t/a蜡油加氢裂化装置的实施和应用情况。通过对加氢裂化装置反应系统和分馏系统实施北京清大华亿公司的PACROS先进控制技术实现了装置的平稳操作和产品质量的卡边控制提高了装置的抗干扰能力增加了诸如航煤等高附加值产品的收率降低成本节能降耗达到了装置利润的最大化。装置简介中国石油独山子石化分公司2？06t/a蜡油加氢裂化装置是西部大开发标志性工程之一的中国石油独山子石化千万吨/年炼油及百万吨/年乙烯技术改造工程新区炼油加氢联合装置的一部分采用国际先进水平的美国UOP公司工艺包。装置以减压蜡油、焦化蜡油为原料选用UOP公司专利的多产中间馏分油的无定型加氢裂化催化剂反应器采用单段一次通过流程最大限度生产军用3#航煤、尾油（作乙烯原料）、硫含量装置原则流程图如图1所示。原料油经换热后与经换热和加热炉加热的混合氢混合进入反应器进行加氢精制、加氢裂化反应。反应流出物依次经过高压换热器回收热量后进入热高压分离器进行油、气分离。热高分气经冷凝冷却后进入冷高压分离器。冷高分油相与水相分别进入冷低压分离器。热高分油通过液力透平回收能量降压后进入热低压分离器。冷低分油与热低分油作为分馏部分进料进入主汽提塔塔底用过热蒸汽汽提。主汽提塔顶液分成两路一路作为主汽提塔顶回流另一路作为脱丁烷塔进料。脱丁烷塔顶液经过脱硫系统后作为合格液化气外送底部作为合格轻石脑油外送乙烯罐区；主汽提塔底油经换热后进入预闪蒸罐。预闪蒸罐底液由分馏塔进料加热炉加热后与预闪蒸罐顶部气相共同作为产品分馏塔进料。产品分馏塔塔底用过热蒸汽汽提。产品分馏塔顶油相一路作为分馏塔顶回流另一路作为重石脑油合格外送罐区；根据生产方案的不同产品分馏塔侧线目标产品为航煤或者-35#柴油以及重柴油。产品分馏塔侧线一部分作为中段回流回收热量另一部分作为合格航煤/-35#柴油以及重柴油外送至罐区。分馏塔底液经换热后作为乙烯裂解原料送出装置。图1装置原则流程图PACROS先进控制技术与常规PID控制技术的对比常规PID控制技术特点。目前炼油装置控制技术多采用比例-积分-微分即PID控制以单回路或串级控制为主要调节手段对产生偏差的被控参数进行调节。由于装置变量之间存在相互关系因此当装置状况或者生产方案发生调整后操作人员需对多个控制回路进行调节并确保各调节量相互匹配才能将装置操作点控制在某一个范围内。PACROS先进控制技术特点。将机理动态数学模型与模型分析、状态观测、模型预估、最优控制等现代控制理论相结合利用不断发展的计算机技术予以实现。先进控制系统采用基于状态空间模型的多变量预测控制技术、基于机理分析及回归分析结合的软测量技术。通过OPC通讯接口实现先进控制系统同DCS的双向数据通讯与DCS系统实现无缝连接无扰切换。先进控制器采用多重时间滞后的状态空间模型以床层温度控制为例其控制原理如图2所示。图2先进控制原理图PACROS先进控制系统构成。先进控制系统软件采用PACROS软件主要由以下几部分构成：实时运行管理系统：基于过程变量RTDB（实时数据库）进行系统各进程运行管理；工程师工具系统：包括PACROSExplorer（工程师界面）以及Plotter（系统趋势监视绘图仪）；过程通用仿真系统：PACROSDigiplant系统离线仿真；离线设计系统：通过PACROSStudio建立先进控制器和软测量模型；DCS常规集散控制系统：通过OPC技术实现先进控制操作界面与实时运行管理系统间的通讯。图3先进控制软件结构PACROS先进控制系统实现是一个多层次的系统1包括运行平台（实时数据库、过程变量的处理与故障检测、系统的运行管理等）、不可测变量在线实时观测计算器变结构通用模型预估协调控制器、反应深度实时优化器、模型仿真与验证、控制系统的离线设计与组态、工程师（监控和调整）界面和操作员界面等。具有分层控制结构其结构如图4。图4先进控制系统结构软测量系统：设计了反应系统和分馏系统（包含主汽提塔、脱丁烷塔以及分馏塔）两个软测量系统为多变量控制器提供软测量结果；多变量预估控制器：设计了反应深度控制器、反应分离控制器、汽提塔控制器、分馏塔控制器共四个控制器。先进控制系统的应用实施过程。为提高产品质量和高附加值产品收率实现装置利润最大化。本项目于2012年2月正式启动历经半年的先进控制器和软测量建模与测试于2012年10月进入投用阶段2013年3月完成全部控制器的运行考核并进行了验收标定。控制方案。根据装置生产技术特