催化裂化装置分离系统流程模拟与操作优化及控制实现

• 作 者: 翟炳鑫
• 机 构: 中国石油大学(北京)
• 出 处: 中国石油大学(北京)
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 催化裂化装置 分离系统 流程模拟 操作变量 控制方法

催化裂化装置是石油二次加工的主要方法,但其主分馏塔和吸收稳定系统组成的分离系统面临着节能降耗、受上游操作影响较大等一系列问题困扰。本文使用流程模拟软件UniSimDesign对齐鲁石化60万吨催化裂化吸收稳定系统和大港石化160万吨催化裂化分离系统分别搭建了稳态模型和动态模型,希望在此基础上对装置内的操作变量进行优化,以期解决上述问题。　　
针对流程模拟中石油馏分难以用纯组分描述的问题,基于油品恩氏蒸馏曲线采用虚拟组分的方法进行模拟,获得良好效果。在稳态模拟中,对模型库中没有的塔釜、虹吸式重沸器以及三通阀进行了合理的模拟,同时结合非序贯模拟技术,使得整个模型真实反映装置的情况。　　
工艺角度的操作优化一般不考虑优化结果如何在控制系统上实现,为此本文搭建了装置的动态模型,确定合适的设备尺寸和正确的压力-流量关系,根据实际情况添加控制器,保证动态模型平稳运行。动态仿真表明,模型正确反映装置的动态特性。　　
利用稳态模型进行操作分析,选取节能优化的优化变量。对齐鲁吸收稳定系统进行了补充吸收剂流量的单变量优化,对大港分离系统进行了多变量优化,优化算法均采用序列二次规划法,以公用工程能耗最小为优化目标,以产品质量合格为约束条件。在动态模型上,分别将优化结果下载到动态控制模型中,结果表明,质量指标控制下的优化实现保证了产品质量中间过程不超限,同时将优化结果分步下载提高了系统的控制性能,保证了产品质量。此外,针对优化计算耗时较长的问题,提出了修改循环模块迭代误差值的办法,优化速度明显提升。