先进控制技术在连续重整装置的应用

先进控制技术在连续重整装置的应用

于晓原

中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部联合七车间 天津市300270

摘要：随着经济的发展和社会的发展，连续重整设备已被大量应用于石化行业。对连续重整装置的控制技术进行深入的研究和探讨，对于提高原油生产、减少能源消耗具有积极意义。通过对连续重整装置的控制技术的优化，使其在日常的石化生产中得到了广泛的应用。然而，探索才是人类不断前进的动力，持续改进重整装置的控制技术，以实现更高的生产指标，实现原料的完全转换，从而实现石化工业的增产。

关键词：先进控制技术；连续重置装置；应用探讨；方法措施

引言

随着石化工业的发展，采用先进的连续转化工艺，不仅可以大幅度地提高石化工业的生产能力，而且还可以实现节能减排。与常规的连续转化装置相比，采用先进的控制技术有以下几个优势：一是提高了设备运行的平稳性，提高了设备的实际运行能力；第二，石化行业因其生产工艺的复杂性，不能准确地控制和计算出产品的产量，因此，通过预测技术对其进行合理的预测，减少了建模的复杂性，再通过对生产过程中的数据进行调整，从而达到对石化行业生产流程的有效控制。利用先进的控制技术，对连续重整装置进行优化控制，是适应现代石化工业发展的需要，适应现代社会的发展，是实现石化行业的一项重要任务。

一、连续重整装置的组成

连续转化装置的主体结构有3个。在下文中，每一节对连续重整设备都起着重要的作用。

1.原材料预处理单元

本部分为原料的加氢分馏过程，为重整反应装置提供石脑油的精炼原料。通常可分成两个阶段，即先加氢-分馏后再分馏。由于原料的分离，对催化剂的要求非常高，而催化剂中的杂质也会使原料的催化剂中毒，从而影响到原料的纯度。

2.催化转化段

该部分的主要原料为经原料预处理而得到的精制石脑油，先进行四次重整，再将其转化为液化气和底油，再进行蒸馏和纯化。在此阶段，应重点关注的是如何测定和计算催化分离过程中的辛烷值，以确保其在一定的数值范围之内，从而提高了原油的产量和质量。

3.原材料精制部件

将催化剂转化后的产品提纯、精馏，分离出苯、甲苯等。在精馏段，通过控制混二甲苯塔和邻二甲苯塔的比例，减少邻二甲苯塔的配比【1】。

二、设备操纵对象

1.预处理设备

催化转化催化剂对原料有较高的要求，其中硫、氮、氧、金属等杂质含量高，容易导致催化剂中毒，因此需要采用加氢工艺。

为了提高重整原料，预处理装置需要降低10%的温度（或者初馏点），同时确保原料的品质。

2.转化装置

重整进料与重整循环氢混合后，分别送入四个加热器和一个反应器进行四次转化，四个反应器中的产物经重整产物分离罐、接触罐、稳定塔后，再将其分离为液化气体和稳定塔底油，再送入芳烃提取蒸馏装置。在重整反应过程中，需要对反应过程进行实时跟踪，对产品的辛烷值进行优化，在辛烷值达标的情况下，使液收、产氢、加热器的负载得到最大限度的提高。吸附剂的稳定性要求达到稳定塔的产品品质，并使其达到最好的收率【2】。

3.抽出装置

芳烃抽提 C+8分离装置，通过抽提精馏等操作，将重整装置得到的脱戊烷塔顶和塔底油分离为苯，甲苯，混合二甲苯，邻二甲苯，石油液化气，戊烷和重芳烃。利用液-液抽提、抽提-蒸馏技术将环丁砜溶剂与萃取原料相结合，将其分离为芳香族类和非芳香族类，其中所述精馏过程是将所提取的混合芳族化合物分离为符合标准的苯和甲苯，从 C+8级分的各种异构物中分离出高纯度的邻二二甲苯和混二苯。在此基础上，对二甲苯精馏塔进行了大量的循环、再沸点等能源消耗，利用塔顶流的潜热产生了1.0 MPa的蒸汽，达到了节能、平衡热量的目的。在精馏方面，对混二苯和邻二苯塔的生产工艺提出了在保证产品质量的同时，要使混二苯中的邻二甲苯含量最小化【3】。

三、先进的连续转化设备控制技术

1.估算方法

目的是在石化行业中，实现对产品质量的控制。为了避免出现复杂的数学模型问题，对生产过程中的产出进行合理的分析，并对预测结果进行改进。通过采用先进的控制技术，可以有效地解决传统测量中庞大的计算量，减少计算费用，提高工业原材料的利用率。估算法是指在石化行业中，对易于测量的几个数据进行估算，估算出其实际可用成分量。由于这些易于测定的数据通常会发生变化，所以在测量的时候，要经常对其进行修正，从而得出与真实值相近的估算值。该方法与常规方法相比，具有计算时间短、估算精度高等特点。能够为石化行业提供实时、准确的数据【4】。

2.管理战略

连续重整装置的先进控制技术主要依赖于 MPC （MPC）的成熟应用，以保证连续重整装置的平稳运行。

在保证产品质量的前提下，通过提高原料温度，可以有效地实现连续重整装置的稳定、高效运行。

在满足装置辛烷值要求的前提下，增加原料的使用率，以提高生产效率。

在合理的加热器负载条件下，对生产工艺参数进行实际测量，并对产品进行了有效的优化。

在原工艺条件下，可以增加精制效果，实现了塔底液体的稳定化。

在此基础上，对反应釜中的邻二甲苯进行了适当的处理，并对反应釜中的反应进行了精馏，得到了苯、甲苯和其它苯类化合物。在精馏段，通过控制混二甲苯塔和邻二甲苯塔的比例，减少邻二甲苯塔的配比

【5】。

3.专业人员管理

由于先进的连续重整装置控制技术的发展，对人工控制的投入也越来越大，经过多年的实践和摸索，已逐渐将专家控制技术引入到连续重整装置的高级控制技术中，使其能够完全解决目前工艺中传统控制技术无法处理的复杂的指令控制问题。专家控制作为专家系统的一个重要分支，是在原有的自动控制系统中注入一些思想和方法，经过不断的升级和优化，逐渐发展成为一种成熟的智能控制手段。专家控制系统是指在石化工业生产过程中，实现对各环节工作过程的控制，实现对石化工业生产的科学应用。专家控制系统的结构比较复杂，开发费用比较高，经过简化，研制出了一种结构简单、开发费用低的专家控制器，它能很好地满足石化行业的生产需要，因而被广泛地应用于石化行业【6】。

四、高级管理的执行效应

1.改善设备的稳定性

先进的连续重整设备控制技术主要是为了改善设备的稳定性，通常使用先进的控制技术使设备的稳定性比传统的控制技术提高30%以上。同时，在石化行业中所获得的产品品质也随之提高。

2.改进产品品质

利用先进的连续重整技术，可以极大地改善石化行业的产品品质，其原因是分馏塔的底液产量和品质都有了很大的提高，最后的产率也增加了10%，所以，将先进的控制技术应用于石化行业，可以有效的提高工业的生产和质量，从而带来直接的经济效益。

3.设备能源消耗大幅减少

采用先进的连续转化技术，可以大大减少石化行业的能源消耗，减少大部分分馏塔的能量消耗，减少四次催化转化的能量消耗。特别是在控制器投入运行后，可以极大地减少吹气部件的能量消耗【7】。

五、结束语

在石化项目中，采用先进的控制技术，使连续重整装置的产能得以提高，能源消耗问题也得到了显著的改善。采用先进的控制技术，使连续重整装置的工作稳定性得到了很大的改善，同时也减少了工人的劳动强度和劳动强度。与常规的控制技术相比，连续重整设备的先进控制技术在产物的产率、分离精度和产品品质上有了明显的改善。在石化行业中占有举足轻重的地位，综合各种因素，利用先进的控制技术来实现连续重整装置的优化，是现代石化工业发展的必然要求，也是适应现代社会发展的需要。

参考文献：

[1]毛国平,卢文煜,胡国银.先进控制技术在连续重整装置中的应用[J].石油化工自动化,2001(2):6.

[2]谢洪波.先进控制技术在连续重整装置的应用研究[D].中国石油大学(北京).

[3]赵爽.先进控制技术在连续重整装置中的应用简析[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术,2017(1):00137-00137.

[4]毛国平,卢文煜,胡国银.多变量控制器在连续重整装置中的应用[C]//中国石油学会第四次石油炼制学术年会.2001.

[5]史锁敖,赵日峰.先进控制技术在连续重整装置的工业应用[J].南炼科技,2000.

[6]夏巧生.先进控制技术在连续重整和抽提装置中的应用[J].石油化工自动化,2001,000(004):43-47.

[7]李宝坤.先进控制软件在连续重整装置上的应用[J].石油炼制与化工,1998,29(12):4.