一种重油减粘反应的先进控制方法技术

一种重油减粘反应的先进控制方法，其特征在于，实时在线分析重油减粘反应器中油料的粘度；对重油减粘反应实施模型预测控制，即：根据重油减粘反应器出口产品油的油品牌号，闭环自动调节重油减粘反应器的操作变量，实现对重油减粘反应器出口产品油粘度的控制，并且实现至少两种牌号油品生产的自动相互切换。从而实现了重油减粘的闭环自动控制，提高了产率，优化了反应器的运行状态，收到了节能降耗、协调优化的良好效果，创造了经济效益。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种重油减粘反应的先进控制方法
本专利技术涉及石油化工之重油生产
，具体的讲是一种重油减粘反应的先进控制方法.
技术介绍
减粘装置是采用各种不同种类原油的减压渣油经轻度热裂化反应、与焦化蜡油及催化柴油混合以生产180#和250#燃料油。减粘装置的主要目的是保证减粘产品满足粘度等质量要求。目前，通过调节减粘反应温度和催化柴油混入量(减压蜡油流量不可调)以控制产品的粘度。其中，在生产180#油时，需同时调节反应温度和催化柴油混入量；而在生产250#油时，只需调节反应温度即可。在现有技术的180#和250#燃料油的生产过程中，所用的重油减粘的控制方法为：根据化验分析得到的产品粘度等质量指标，操作员通过调节反应温度和(或)柴油掺入量，用以控制产品粘度。实际上以往的重油减粘的控制方法及装置存在着很多弊端：(一)其只是一种开环调节的方法及装置。其对粘度的控制停留在操作经验上，这便不可避免地带来了较大的人为误差，必然会导致控制品质不高。所以这种基于人为经验和操作的控制方法以及实现该方法的装置不是真正意义上的闭环控制方法及装置。(二)在生产不同油品牌号的产品油时需要进行生产切换，而现有技术中的重油减粘的控制方法及装置在切换时需要较多的人工干预，且产品质量波动较大，切换调节时间较长。(三)目前采用的通过调节柴油流量来控制产品粘度的方法导致产品粘度高于一般要求，因而消耗了较多的价值相对较高的柴油，达不到节能降耗、协调优化的目的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种重油减粘反应的先进控制方法，使重油减粘的控制成为-->闭环的自动控制，取替人为经验的操作，提高产品品质；在生产不同油品牌号的产品油的生产切换过程中，通过闭环的自动控制降低产品质量的波动，缩短切换调节时间，在提高产品品质的同时，还能达到节能降耗、协调优化的目的。本专利技术的技术方案为：一种重油减粘反应的先进控制方法，其特征在于，实时在线分析重油减粘反应器中的油料粘度；对重油减粘反应实施模型预测控制，即：根据重油减粘反应器出口产品油的油品牌号，闭环自动调节重油减粘反应器的操作变量，实现对重油减粘反应器出口产品油粘度的控制，并且实现至少两种牌号油品生产的自动相互切换。所述的实时在线分析重油减粘反应器中的油料粘度是指：实时采集重油减粘反应器入口渣油粘度、出口减粘渣油粘度、出口产品油粘度，并对其进行实时在线粘度分析。所述的根据重油减粘反应器出口产品油的油品牌号，闭环自动调节重油减粘反应器的操作变量，实现对重油减粘反应器出口产品油粘度的控制是指：重油减粘反应器出口产品油可为180号燃料油或250号燃料油，当产品油为180号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用区域控制；当产品油为250号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用单入单出(SISO)模型预测控制；所述的实现至少两种牌号油品生产的自动相互切换是指：从生产180号燃料油切换为生产250号燃料油，或从生产250号燃料油切换为生产180号燃料油。所述的一种重油减粘反应的先进控制方法，其步骤包括：实时采集重油减粘反应器入口渣油粘度、出口减粘渣油粘度、出口产品油粘度，并对其进行实时在线粘度分析；重油减粘反应器出口产品油可为180号燃料油或250号燃料油，当产品油为180号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用区域-->控制；当产品油为250号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用单入单出(SISO)模型预测控制；可实现从生产180号燃料油自动切换为生产250号燃料油，或从生产250号燃料油自动切换为生产180号燃料油。所述的当产品油为180号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用区域控制是指：设定平稳区，当减粘反应器出口粘度测量值在平稳区之外时，即：出口粘度大于设定值上限或小于设定值下限，利用相应的比例控制调节柴油调和量(F2)；当减粘反应器出口粘度测量值在平稳区之内时，采用模型预测控制。所述的当产品油为250号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用单入单出(SISO)模型预测控制是指：对250号燃料油进行减粘控制时，只需对减粘反应器入口温度(TI)进行闭环自动调节。所述的可实现从生产180号燃料油自动切换为生产250号燃料油是指：从生产180号燃料油转为生产250号燃料油可采用直接切换。所述的从生产250号燃料油自动切换为生产180号燃料油是指：从生产250号燃料油转为生产180号燃料油，可在保持TI不变的条件下，一步F2增加，即：增加量取180号油正常生产时F2的平均，使得系统在短时间内即进入平稳区，待其进入平稳区之后，取消TI保持不变，按180号油的一般控制实施控制。所述的区域控制是指基于机理模型的产品粘度多变量预测控制；其以产品粘度作为主要被控变量，且为保证分馏塔的物料平衡，对塔底液位保留现有的常规控制，即利用塔底产品流出量控制塔底液位，以反应温度和柴油掺入量作为主要操作变量，通过调节加热炉出口温度和柴油掺入量控制产品粘度；在控制时应尽量改变反应温度，而柴油掺入量处于次要操纵变量，且尽可能少；在建立的机理模型中纳入可测干扰，如装置处理量、蜡油掺入量、原料粘-->度、原料密度、原料残炭、柴油粘度和蜡油粘度的影响，可以利用前馈-反馈控制减少它们对整个过程控制的扰动。所述的模型预测控制是指：基于机理模型的多变量预测协调控制，其可根据反应器和分馏塔的物料平衡和能量平衡建立能够反映生产过程的动态数学模型，实施模型预测和具有状态反馈的多变量单值预测控制，根据预测的被控变量的偏差和超限情况进行控制。所述的从生产180号燃料油转为生产250号燃料油可采用直接切换的步骤为：在m个控制周期内，分m步过渡到250号的生产，取上一次平稳生产250号油时的反应器入口温度及柴油流量的程序设定值SP；将SP与本次切换前的反应器入口温度及柴油流量的程序设定值SP作差，将差作m的平均，作为切换控制的控制量；将控制量加到当前的反应器入口温度及柴油流量的程序设定值SP上，作为的SP输出，每n分钟输出一个控制，m*n分钟后即自动切换入250号油的生产方案中。所述的从生产250号燃料油自动切换为生产180号燃料油的步骤包括：在m个控制周期内，分m步过渡到180号的生产，取上一次平稳生产180号油时的反应器入口温度及柴油流量的程序设定值SP；将SP与本次切换前的SP作差，将差作m的平均，作为切换控制的控制量；将控制量加到当前的反应器入口温度及柴油流量的程序设定值SP上，作为的SP输出，每n分钟输出一个控制，m*n分钟后即自动切换入180号油的生产方案中。所述的基于机理模型的产品粘度多变量预测控制需满足下列条件：-->180号油的输出条件为：MU108(k)=C180*T0(k-tao3)+D180F1(k-tao4)F2(k-tao5)F3(k-tao6)MU1(k-tao1)]]>被控对象180号油的建模条件为：被控对象180号油的控制条件为：所述的基于机理模型的多变量预测协调控制需满足下列条件：被控对象250号油的输出条件为：MU250(k)=C250*T0(k-tao3)+D250*F1(k-tao4)MU1(k-tao1)]]>被控对象180号油的建模条件为：被控对象250号油的控制条件为：本专利技术的有益效果为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重油减粘反应的先进控制方法，其特征在于，实时在线分析重油减粘反应器中油料的粘度；对重油减粘反应实施模型预测控制，即：根据重油减粘反应器出口产品油的油品牌号，闭环自动调节重油减粘反应器的操作变量，实现对重油减粘反应器出口产品油粘度的控制，并且实现至少两种牌号油品生产的自动相互切换。

【技术特征摘要】
1.一种重油减粘反应的先进控制方法，其特征在于，实时在线分析重油减粘反应器中油料的粘度；对重油减粘反应实施模型预测控制，即：根据重油减粘反应器出口产品油的油品牌号，闭环自动调节重油减粘反应器的操作变量，实现对重油减粘反应器出口产品油粘度的控制，并且实现至少两种牌号油品生产的自动相互切换。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的实时在线分析重油减粘反应器中油料的粘度是指：实时采集重油减粘反应器入口渣油粘度、出口减粘渣油粘度、出口产品油粘度，并对其进行实时在线粘度分析。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据重油减粘反应器出口产品油的油品牌号，闭环自动调节重油减粘反应器的操作变量，实现对重油减粘反应器出口产品油粘度的控制是指：重油减粘反应器出口产品油可为180号燃料油或250号燃料油；当产品油为180号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用区域控制；当产品油为250号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用单入单出模型预测控制。4..根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的实现至少两种牌号油品生产的自动相互切换是指：从生产180号燃料油切换为生产250号燃料油，或从生产250号燃料油切换为生产180号燃料油。5.根据权利要求1所述的方法，其步骤包括：实时采集重油减粘反应器入口渣油粘度、出口减粘渣油粘度、出口产品油粘度，并对其进行实时在线粘度分析；重油减粘反应器出口产品油可为180号燃料油或250号燃料油，当产品油为180号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用区域控制；当产品油为250号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用单入单出模型预测控制；可实现从生产180号燃料油自动切换为生产250号燃料油，或从生产250号燃料油自动切换为生产180号燃料油。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的当产品油为180号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用区域控制是指：设定平稳区，当减粘反应器出口粘度测量值在平稳区之外时，即：出口粘度大于设定值上限或小于设定值下限，利用相应的比例控制调节柴油调和量F2；当减粘反应器出口粘度测量值在平稳区之内时，采用模型预测控制。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的当产品油为250号燃料油时：对重油减粘反应器出口产品油粘度采用单入单出模型预测控制是指：对250号燃料油进行减粘控制时，只需对减粘反应器入口温度TI进行闭环自动调节。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的可实现从生产180号燃料油自动切换为生产250号燃料油是指：从生产180号燃料油转为生产250号燃料油可采用直接切换。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的从生产250号燃料油自动切换为生产180号燃料油是指：从生产250号燃料油转为生产180号燃料油，可在保持TI不变的条件下，一步F2增加，即：增加量取180号油正常生产时F2的平均，使得系统在短时间内...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗雄麟，杜殿林，左信，
申请(专利权)人：石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]