多變量預測控制軟件在重油催化裂化裝置上的應用

　　重油催化裂化的幾股原料在原料罐混合后，經過進料噴嘴進入反應塔提升管，與來自再生器的高溫催化劑接觸，并進行汽化、反應。然后由提升管出口進入旋風分離器分離出催化劑，分離出催化劑后的油氣進入主分餾塔，而催化劑返回再生器進行再生。反應后的油氣在主分餾塔中，分離出外甩油漿、回煉油、輕柴油和塔頂出來的油氣，從分餾塔塔頂出來的油氣進入油氣分離器做進一步分離。油氣分離器頂部的富氣進入吸收塔塔底，在塔頂用粗汽油和穩定汽油分別作吸收劑和補充吸收劑，已吸收富氣中C3、C4組份，塔頂貧氣去再吸收塔，塔底富吸收油返回油氣分離器。油氣分離器底部凝縮油進入解析塔，解析塔解析出C1、C2組份，塔頂解析氣返回油氣分離器。解析塔塔底脫乙烷汽油入穩定塔。穩定塔脫除脫乙烷汽油中的C3、C4組份，塔底的穩定汽油分兩路：一路去吸收塔塔頂作補充吸收劑，另一路去下游裝置。
　　從基礎控制回路的運行情況看，吸收穩定系統的自控投運率較高；反應/再生系統的反應器壓力控制、外取熱器取熱負荷控制以及主風量控制等均不能投用自動；主分餾塔的塔底油漿系統和頂循系統的自控投運率較低。催化裂化裝置生產過程中面臨的主要問題有：原料組成變化較大，直接影響著反應再生系統的平穩操作，甚至會導致再生器溫度較大波動；外取熱器的取熱量已經接近設計值，可調的余地較小；主風機系統在反飛動與放空之間尚未取得合理平衡；塔底油漿系統主要依賴手動調節，油漿外甩量受到下限約束；汽油干點、柴油95%點和汽油飽和蒸汽壓等關鍵工藝指標沒有在線質量儀表，難以達到滿意的質量控制效果；解吸塔和穩定塔的塔釜重沸器面臨供熱不足的問題；各主要液位，如柴油汽提塔、油氣分離器等液位難以控制；以上情況都會造成工況波動大，產品質量和收率不穩定，裝置能耗較高。
控制目標
? 增強裝置抗干擾能力、平穩操作；
? 減少產品質量波動、實現卡邊控制，主要產品質量指標的標準偏差降低20%到60%；
? 合理調整反應溫度、產品抽出溫度，減少生焦量、產氣量，提高輕油收率；
? 搞好裝置能量平衡、降低能耗；
? 降低了勞動強度，提高了裝置的自動化水平。
先進控制系統框架
　　針對催化裂化裝置的三大部分：即反應再生部分、主分餾塔部分和吸收穩定部分，我們采用高級多變量魯棒預測控制軟件APC-Adcon來實現整個裝置的先進控制，同時用軟測量與工藝計算軟件來支持先進控制器的運行，并輔助工藝操作。項目中，設計兩個大APC-Adcon控制器以控制催化裂化裝置，第一部分分為反應/再生和主分餾塔控制器，下設反應/再生和主分餾塔二個子控制器；第二部分為吸收穩定控制器，下設吸收/解吸塔、穩定塔二個子控制器。他們之間的聯系由軟測量、工藝計算與干擾來體現。其中建立產品產率、粗汽油干點、輕柴油95％點、穩定汽油飽和蒸汽壓以及干氣C3+、液化氣C5＋含量等的工藝計算模型與軟測量模型。采用OPC技術實現先進控制上位機與Honeywell公司的TDC3000 DCS系統的雙向數據通訊。