連續重整生產過程先進控制

連續重整裝置采用的是UOP公司發展的移動床連續重整、連續再生技術。原料是加氫裂化重石腦油和加氫處理過的脫戊烷油。催化劑是采用UOP新一代連續重整催化劑R-132。連續重整可以使催化劑始終處于新鮮狀態下進行反應，并在高苛刻度下運行，從而得到較高芳烴含量的產物和付產氫。

從連續重整裝置的控制現狀分析，常規的PID控制通常對工藝設備和生產過程的各種參數(如溫度、壓力、流量、液位等)分別加以控制，構成相互獨立的控制回路。常規的PID控制本質上是一種單輸入單輸出(SISO)控制系統，它無法將相關的多個變量統籌考慮，協調控制。因而，只能采用多變量控制技術來解決裝置優化問題。

控制產品質量是裝置優化控制的基礎，只有在產品質量合格的前提下，才能追求產品的產量最大和生產的消耗最小等效益指標。在產品的質量控制中，實時在線質量分析數據是十分重要的。本裝置將通過采用相應的工藝計算軟件和軟測量技術來實現質量效益指標(芳烴收率、催化劑結焦含量等)的在線分析檢測。

連續重整裝置期望的工藝目標是追求裝置經濟效益的最佳化，即要兼顧目的產品收率、質量及能耗等各個方面。但是，在實際生產中上述諸方面往往是矛盾的，需要對它們統籌考慮和優化，才能達到裝置效益最佳的經濟目標。

u 提高操作穩定性，主要過程變量波動幅度減小30%－50%；

u 卡邊操作，提高芳烴產率，芳烴產率提高0.3%；

u 局部優化，提高增壓氫收率；平穩操作，降低裝置綜合能耗，裝置能耗降低2kg標油/t；

u 平穩操作，保證塔的分離效果，預加氫脫戊烷塔塔底C5<1.0%，塔頂C6+<0.5%；重整脫戊烷塔塔底C5<1.0%，塔頂C6+<0.5%；重整脫庚烷塔塔底C6C7<1.0%，塔頂C8<1.0%；

u 穩定生產操作，減少事故發生，與常規PID控制相比，各個生產參數自動調整，重要生產參數自動維持在工藝和設備的許可范圍內，使生產更安全，并把生產參數保持在優化區域。

先進控制將裝置的經濟目標由兩個先進控制器（連續重整反應器先進控制器和連續重整塔系先進控制器）來實現。它們通過直接控制軟測量、工藝計算推斷出的芳烴收率等質量指標及平穩控制各過程參數（塔系靈敏板溫度和液位等）來優化重整裝置，通過卡邊（優化反應器四反入口溫度和塔系回流比控制等）來挖掘經濟效益。

具體表現在如下幾個方面：

（1）提高主要變量的穩定性，使主要過程控制變量的均方差減小30%；主要過程變量包括連續重整塔系的塔頂液位和靈敏板溫度，氣液分離罐液位，連續重整反應器四反入口溫度等，實現了常規控制和先進控制雙向的無擾動切換，為保證連續重整裝置的“安穩長滿優”生產奠定了基礎。

（2）采用機理模型預測芳烴收率和催化劑結焦含量等，優化反應溫度，對連續重整反應器四反入口溫度進行卡邊操作，提高芳烴產率，使芳烴產率提高0.46%。具體見下圖1與圖2

（3）燃料氣壓力的波動為整個連續重整裝置的主要干擾變量，將燃料氣作為干擾變量，克服燃料氣壓力波動的影響，平穩反應器和塔系的操作，降低裝置綜合能耗, 通過優化連續重整裝置塔系的回流比降低回流節約能耗，優化反應器四反入口溫度降低第一反應器和第二反應器入口溫度節約能耗，通過以上措施使裝置能耗降低2.18kg標油/t。

（4）完成DA202、DA203、DA301和DA302等塔的壓力補償溫度（PCT）和初餾點（IBP）的工藝計算，將PCT溫度和初餾點作為被控變量，克服壓力波動對塔操作的影響，在提高塔操作穩定的基礎上提高塔的分離效果, 先進控制投用后。重整脫戊烷塔塔底C5的含量控制在1%以內，減小波動幅度50%。預加氫脫戊烷塔塔底C5的含量控制在1%以內,塔頂C6+含量控制在0.5%以內, 重整脫庚烷塔塔底C6、C7控制在1%以內,塔頂C8控制在1.0以內，減小波動幅度30%

（5）操作人員勞動強度下降，先控系統得到了操作人員的認可和歡迎。

由于先進控制系統的運行效果明顯，實現了正常工況下的完全自動控制，操作人員只需監視運行情況，基本不再需要操作調整。因此先進控制系統得到了操作人員的歡迎。

下面以芳烴收率的優化為例介紹系統實施效果：在第一反應器平均溫度實際降低0.6 ⁰C、第二反應器實平均溫度實際降低1⁰C，第四反應器平均溫度實際提高1⁰C，其它操作條件基本不變的情況下，芳烴收率獲得明顯提高，詳細情況見下圖。

從圖中可以明顯看出，在進料芳潛相近的情況下，優化后的芳烴收率有了顯著提高。

先進控制的投用，平穩了連續重整裝置操作、降低了運行能耗。每年減少能量消耗約￥283萬元；在進料芳潛相近的情況下，先控實施后芳烴收率有了顯著提高。每年芳烴收率提高增加效益約￥311萬元。綜上，在連續重整先進控制系統實施后每年帶來的總經濟效益約為￥594萬元。

國內現有在連續重整裝置上實施的先進控制系統主要單獨利用多變量預測控制技術或軟測量技術或流程模擬技術，沒有將多變量預測控制技術、軟測量技術、工藝計算技術和重整裝置流程模擬計算技術針對重整裝置進行整體應用。本項目首次將三項技術結合起來，在連續重整裝置上進行整體應用。是國產軟件在重整裝置上進行先進控制系統的首次整體實施，可以為相關企業提高關鍵裝置的控制與管理水平，提高企業的競爭力和經濟效益提供技術支持。具有很強的推廣應用價值。