延迟焦化装置先进控制系统的开发与应用

以某炼化公司的延迟焦化装置为工业应用背景,采用Honeywell RMPCT先进控制技术,开发了分馏塔与加热炉先进控制器,并成功应用,结果表明先进控制在该延迟焦化装置上的应用取得了显著的效果。     

先进控制技术在延迟焦化装置的应用

延迟焦化装置生产存在半连续的特点,过程非线性特性强。常规单变量PID控制对于线性过程控制效果比较好,PID用于延迟焦化装置,装置生产往往很难平稳,产品质量波动大,装置经济效益进一步提高困难。Aspen公司的DMCplus是基于多变量模型预测控制理论,在石化工业中应用较广泛的先进控制软件,能有效克服传统单变量控制的不足。为进一步提高延迟焦化装置的控制水平,挖掘装置潜力,以某炼化公司的延迟焦化装置及其后续吸收稳定单元为工业应用背景,采用DMCplus先进控制技术设计了3个先进控制器。先进控制器投运后,在提高装置运行的平稳性和安全性的同时,节能降耗,并提高了高价值产品收率。实施结果表明先进控制在该延迟焦化装置上的应用取得了显著的效果。     

先进控制技术在延迟焦化装置焦碳塔给水操作中的应用

以镇海炼化延迟焦化装置为背景,通过对延迟焦化装置中焦炭塔的给水冷焦操作分析,设计了延迟焦化装置给水操作的先进控制系统。工业实际应用表明：先进控制系统投运后,缩短了给水冷焦时间,降低操作强度,并明显改善给水操作的平稳性、提高过程控制精度。     

基于HYSYS的延迟焦化炉动态模拟

延迟焦化炉炉内结焦是影响装置连续、安全运行的重要因素之一.本文基于HYSYS流程模拟软件,在原有加热炉动态模型的基础上,嵌入延迟焦化炉炉内结焦模型,开发了一种模拟延迟焦化炉炉管内结焦过程的新方法,实现了延迟焦化炉的动态流程模拟.从而在满足工艺要求和安全生产的前提下,有助于实现对结焦速度进行先进控制,达到延迟焦化反应产物效益最大、能耗最少目标.通过与某炼油厂延迟焦化炉实际运行数据的比较,验证了所提方法的可行性和有效性.     

鲁棒多变量预估技术在延迟焦化装置的应用

为了切实解决延迟焦化常规控制出现的问题,在介绍鲁棒多变量预估控制技术(RMPCT)以及焦化工艺的基础上,制定了装置总体控制目标,并根据对焦化装置干扰来源的分析以及联合循环比工作特点的分析,提出了通过引入干扰事件模型克服干扰,通过调节联合循环比提高处理量和降低能耗的控制策略。由于加热炉与分馏塔既有联系又相对独立,因此将控制器范围划分为反应控制器和分馏控制器。工业实践表明,该控制策略和控制器范围划分是合理的,采用RMPCT可以有效抵御焦炭塔切换带来的干扰,装置平稳运行,降低了产品质量波动,增加了装置处理量。RMPCT应用于延迟焦化装置是成功和有效的。     

焦化装置硫腐蚀危害及对策

针对茂名分公司因原料含硫量提高,致焦化装置的原料含硫量超过设计值,使设备腐蚀加重的情况,分析焦化装置原料含硫量的影响、危害及焦化装置的硫分布,对装置硫腐蚀机理进行了分析,并提出防止硫腐蚀危害的对策.     

基于夹点技术的工业延迟焦化过程用能网络分析

通过夹点技术分析了中国某延迟焦化过程的用能网络.从实际操作数据中提取该延迟焦化过程的用能网络,并通过问题表格法计算得到该网络的夹点位置、最小冷、热用能工程.由此,完成了该用能网络的夹点分析.研究表明,目前该网络用能并非最优,可以采用并提出某些改造用能网络的措施,实现节能.     

炉管注汽量突增对焦化加热炉的影响及对策

延迟焦化加热炉是延迟焦化装置安全、长周期运行的关键设备。某炼厂焦化炉注蒸汽控制系统不能正常运行,注汽量突增造成炉管出口温度大的反向响应。当在PID自动控制或手动操作处理不及时、不适当时,将产生大的超温,加速炉管结焦．影响焦化炉安全平稳运行。本文分析了原因,提出了根据蒸汽注入量、进料量和进料压力对蒸汽量突增进行工况检测的方法。在此基础上,实现了对注汽量突增的专家规则控制。现场运行结果表明,避免了炉出口温度的大幅超温,达到甚至超过了熟练操作工操作的水平。     

延迟焦化装置冷焦热水罐硫化氢含量超标的治理

对延迟焦化装置冷焦热水罐溢出气体中硫化氢含量超标原因进行了分析,采取了工艺改进措施,使超标问题得以解决,并提出了彻底解决硫化氢含量超标问题的建议.     

先进控制技术在乙烯裂解炉上的应用

文章介绍了先进控制技术在乙烯裂解炉上的应用情况,先进控制方案及控制目标,展示了先进控制的实际效果。针对裂解炉运行特点,裂解炉先进控制方案采用霍尼韦尔的模型预测控制软件-Profit Controller和在裂解炉产率模拟软件-线SPYRO相结合的控制策略。在线SPYRO提供裂解炉的关键控制指标-裂解深度和最大管壁温度。Profit Controller应用鲁棒多变量模型预测控制技术实施对裂解炉的控制。裂解炉先进控制方案控制目标包括:1)稳定裂解炉操作;2)裂解深度控制;3)处理量最大化;4)节能。共18个先进控制器,每个控制器控制一个裂解炉。方案实施过程包括:功能设计、预测试、阶跃测试、模型辨识、离线仿真、在线仿真、现场投用等。在方案实施的同时对裂解炉出口温度和稀释比等控制回路进行了改进和整定取得显著效果。通过先进控制技术在乙烯裂解炉上的实施,装置运行更平稳,降低了操作人员劳动强度,提高了裂解炉控制水平,实现了裂解深度的在线控制,节能降耗。标定结果说明实施先进控制后双烯收率提高了0.27%,每年可节约原料费用4698.65万元,取得显著的直接经济效益和间接效益。