先进控制技术在炼油装置中的应用

种控 ； 炼 油装 置 ； 具体 应 用
随着社会不断发展的今天， 科学技术水平也不断的提高 ， 在现代化 纷实现 ， 整个产 品的生产率明显提高 ， 经济效益甚至高达每年数 百万这 的生产工艺中越来越多高新科技产品的使用不仅使得整个生产工作效 目 标。 率提高 ， 更是对生产产品起着极高的控制作用， 尤其是在生产过程中出 ２ ． ２先进控制在液体催化裂化流程中的具体应用。安庆石化公司主 现的先进控制技术 。所谓的先进控制主要是不同于常规生产的一种单 要采用的是 以 Ｐ Ｉ ￣ Ｉ Ｐ Ｃ Ｔ为核心的新进控制技术在液体催化裂化流程 中 回路的控制方式， 是一种更好的控制策略的综合称呼。 先进控制的英文 加以使用。 并且在 １ ９ ９ ９ 年２ 月正式启动， 经历 了前期准备、 详细设计和 缩写是 Ａ Ｐ Ｃ ， 整个 Ａ Ｐ Ｃ的核心内容是对模型进行预先估计 的控制。主 软件安装 、 阶跃测试 、 控制器模型辨识与投用 、 现场考核等阶段， 于２ ０ ０ １ 要依赖基本思想是采用一种过程模型对未来进行预测 ，并且以预测为 年 ９月全部投用。数据分析表明： 先进控制系统投用后 ， 减压渣油掺炼 基础与实际的输出进行 比较 ， 从而做出最合适的控制选择 。 率提高 了 １ ． ０ ４ ％， 汽油收率提高 了 ０ ． ２ ４ ％， 柴油收率提高了 １ ． ０ ８ ％， 液化 石油气的收率下降了 ０ ． ２ ６ ％， 干气收率下降 了 ０ ． ２ ５ ％， 油浆收率下降 了 １ ． １ 先进控制技术的基本特 点 ０ ． ８ ％ ０ ， 轻质油收率提高 ： １ ． ３ ２ ％。 １ ． １ ． １ 整个先进控制技术是以分散型控制系统作为基础，并且与传 该公司对分馏稳定系统进行了优化 ， 并且根据经济评价表明， 投用 统的 Ｐ Ｉ Ｄ控制基础有着 明显 的不同， 主要体现在 Ａ Ｐ Ｃ控制是以整个模 先进控制可使装置的经济效益达到 ８ ０ ０万元 ／ 年。 型的控制策略为基础的， 例如利用过程模型进行预测控制等方式。 ２ ． ３ 先进控制技术在延迟焦化装置中的具体应用。国内某炼油厂 的 １ ． １ ； ２ 这种控制技术一般用在处理各种复杂多变的郭晨 ，利多不 同 延迟焦化装置采用 Ｒ Ｍ Ｐ Ｃ Ｔ技术。在正常操作中 ， 充分利用多变量控制 控制变量之间受到一些潜在的变量所控制等。尤其是对于一些被控制 器的协调能力 ， 使装置操作平稳。考虑到焦化装置生产 的特殊性 ， 当焦 的对象进行多重变量的控制并不单单是一种简单的单 回路控制，而且 炭塔切换时 ， 焦炭塔 暖塔和吹气将给装置的操作带来较大幅度的扰动 ， 整个被控变量也是 由传统的的四大参数转变为整个产品的各种质量指 目 扰动无法测量 ， 因此 ， 把上述 ２ 个扰动作为反应系统控制器的事件干 标和设备上的负荷。传统的四大参数分别为温度、 压力 、 流量和液体水 扰变量 ， 以变幅度的扰动序列来描述事件 ， 以克服焦炭塔切换带来的干 平位。 扰。 １ ． １ ． ３ 先进控制技术的实现需要强大的计算能力作为基础 ，并且 以 ２ ． ３ ． １ 先进控制系统的设计。 根据控制 目 标和当前的约束状况 ， 在延 计算能力为依靠平 台继而展开各种控制计算。 迟焦化装置的先进控制系统中设置 ２ 个控制器： 反应系统控制器和分馏 １ ． ２ 预测控制 。在整个先进控制的技术领域 中， 使用模型进行预测 控制器。 焦化汽油 、 柴油和蜡油都不是最终产品， 还要进一步进行加工 ， 控制研究是进行次数做多的研究。 整个预测控制包括三个重要部分， 分 因此对产品的质量控制没有其他装置严格。 而使用在线工艺计算 ， 即能 别为预测的模型 、 滚动优化以及接受反馈进行修改订正。 这是与传统的 满足 Ａ Ｐ Ｃ控制器的要求 。在 Ａ Ｐ Ｃ控制器中提供了汽油干点 ， 柴油干点 控制理论中模型 、 控制和修正反馈 －－ Ｉ ＂ 概念相互对应。 和蜡油的 １ Ｏ ％ 点工艺计算 ， 并同实验室分析数据进行校正。 用此作为汽 根据 Ｅ 述叙述来看 ， 整个预测控制 以预测的模型为基础 ， 继而采用 油与柴油 、 柴油与蜡油切割的工艺指标 ， 实时地调整操作参数 ， 以实现 二次滚动优化的方式和接受相关的反馈进而修改订正的策略 ，来避免 卡边操作 。 受到各种不受控制等因素的影响。整个预测控制的特点有以下几点： ２ ． ３ ． ２多产柴油方案 高柴油 ／ 汽油） 的调节方法。当需采用柴油生 １ ． ２ ． １ 根据在预测过程汇总所测量的各种信息因素的变化趋势和偏 产方案时，操作人员可通过分馏塔控制器降低第 ２和第 ９ 被控变量的 差来确定未来所要采用 的控制方式 ，这主要适用在一些按照时间展开 控制上限， 迫使控制器提高柴油上回流流量 ， 降低柴油上回流返塔温度 停滞的系统 中。 控制回路的手动输 出值 ， 提高塔顶循环回流流量和冷 回流流量。 在降低 １ ． ２ ． ２ 在有限的环境 内进行滚动优化 ，需要在整个使用过程中保证 第 ２ 和第 ９被控变量的控制上限后 ，应及时检查操纵变量画面对应于 整个系统处在不断的动态优化过程之中。 上述调节手段的第 １ 操纵变量的上 限、 第 ２操纵变量的上限 、 第３ 操纵 １ ． ２ ． ３ 采用多种变量共同展开控制的控制器进行不同变量之间相互 变量的下限和第 ４ 操纵变量 的上限是否被放开 ，确认控制器有调节余 地。 关系的协同思考 ， 从而起到一种十分良好的解耦作用。 １ ． ２ ． ４引入相关的约束条件， 能够使得整个控制系统更加丰满 ， 不仅 该公司投用先进控制系统后 ， 装置的抗干扰能力增加 ， 减少 了焦炭 具有充分抗积分饱和的作用， 同时还有极高的容错 性。 塔周期性切换操作对主分馏塔的影响 ， 减轻了操作人员的工作量。 同时 １ ． ２ ． ５ 保证控制变量 中一些作用 的增加，这样保证整个系统的稳定 通过卡边操作， 提高装置处理量， 经济效益显著。 性， 使得整个生产设施展开平稳的工作 。 结束语 ２先进控制技术在炼油装置中的基本作用 从实际的应用过程中我们发现 ， 先进控制技术简单 ， 实用 ， 精度高 ； 炼油装置拥有各种不同的流程和不同的装置 ，有这样几种常见的 模型控制改善控制系统 能效果十分显著 ； 并且这种先进控制 ， 不改变 流程， 分别为常减压装置流程 、 延迟焦化装置流程 、 液体催化裂化流程、 操作习惯 ， 免维护， 便于实施 ， 具有很好的经济效益 ， 值得推广应用。 硫磺 回收装置流程等。 参考文献 ２ ， １ 先进控制在常减压装置的具体应用。我国中石化总公司早在 Ⅲ王雪松． 先进控 制技术在炼油装置 中的应用【 Ｊ Ｊ ． 石油化工 自动化 ， ２ ０ ０ ７ １ ９ ９ ５ 年就与美国的 Ｈｏ ｎ ｅ ｙ ｗ ｅ ｌ ｌ 公司签订了一些战略｛ 生 发展的ｔ ￣， Ｓ Ｌ ， 成 （ １ ） ： ４ ２ — ４ ５ ． ２ １ 潘立登． 先进控制技术在炼油与石油化工装置中的应用忉． 可编程控制 为我国最早在 日 常的炼油装置中使用先进控制技术的公司。大庆石化 『
・
１ ０ ８ ・
科 技论 坛
先进控制技术在炼油装置中的应用
杨 天 晟
（ 大庆华科股份有限公 司化 工分公 司， 黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 随着科学技术不断发展的今天 ， 先进 的控 制技 术在我 国国内炼油装置 中有着崭新 的发展 进展 ， 并且在整个石 油加 工装置 中 的使 用具有极 高的优 点 ， 尤其是在稳定生产、 降低 生产成本 、 提 高企业经济收入等方 面。 也是 未来我 国炼油装置企业 中需要 大力推广的一