多变量预测控制软件在重油催化裂化装置上的应用

　　重油催化裂化的几股原料在原料罐混合后，经过进料喷嘴进入反应塔提升管，与来自再生器的高温催化剂接触，并进行汽化、反应。然后由提升管出口进入旋风分离器分离出催化剂，分离出催化剂后的油气进入主分馏塔，而催化剂返回再生器进行再生。反应后的油气在主分馏塔中，分离出外甩油浆、回炼油、轻柴油和塔顶出来的油气，从分馏塔塔顶出来的油气进入油气分离器做进一步分离。油气分离器顶部的富气进入吸收塔塔底，在塔顶用粗汽油和稳定汽油分别作吸收剂和补充吸收剂，已吸收富气中C3、C4组份，塔顶贫气去再吸收塔，塔底富吸收油返回油气分离器。油气分离器底部凝缩油进入解析塔，解析塔解析出C1、C2组份，塔顶解析气返回油气分离器。解析塔塔底脱乙烷汽油入稳定塔。稳定塔脱除脱乙烷汽油中的C3、C4组份，塔底的稳定汽油分两路：一路去吸收塔塔顶作补充吸收剂，另一路去下游装置。
　　从基础控制回路的运行情况看，吸收稳定系统的自控投运率较高；反应/再生系统的反应器压力控制、外取热器取热负荷控制以及主风量控制等均不能投用自动；主分馏塔的塔底油浆系统和顶循系统的自控投运率较低。催化裂化装置生产过程中面临的主要问题有：原料组成变化较大，直接影响着反应再生系统的平稳操作，甚至会导致再生器温度较大波动；外取热器的取热量已经接近设计值，可调的余地较小；主风机系统在反飞动与放空之间尚未取得合理平衡；塔底油浆系统主要依赖手动调节，油浆外甩量受到下限约束；汽油干点、柴油95%点和汽油饱和蒸汽压等关键工艺指标没有在线质量仪表，难以达到满意的质量控制效果；解吸塔和稳定塔的塔釜重沸器面临供热不足的问题；各主要液位，如柴油汽提塔、油气分离器等液位难以控制；以上情况都会造成工况波动大，产品质量和收率不稳定，装置能耗较高。
控制目标
? 增强装置抗干扰能力、平稳操作；
? 减少产品质量波动、实现卡边控制，主要产品质量指标的标准偏差降低20%到60%；
? 合理调整反应温度、产品抽出温度，减少生焦量、产气量，提高轻油收率；
? 搞好装置能量平衡、降低能耗；
? 降低了劳动强度，提高了装置的自动化水平。
先进控制系统框架
　　针对催化裂化装置的三大部分：即反应再生部分、主分馏塔部分和吸收稳定部分，我们采用高级多变量鲁棒预测控制软件APC-Adcon来实现整个装置的先进控制，同时用软测量与工艺计算软件来支持先进控制器的运行，并辅助工艺操作。项目中，设计两个大APC-Adcon控制器以控制催化裂化装置，第一部分分为反应/再生和主分馏塔控制器，下设反应/再生和主分馏塔二个子控制器；第二部分为吸收稳定控制器，下设吸收/解吸塔、稳定塔二个子控制器。他们之间的联系由软测量、工艺计算与干扰来体现。其中建立产品产率、粗汽油干点、轻柴油95％点、稳定汽油饱和蒸汽压以及干气C3+、液化气C5＋含量等的工艺计算模型与软测量模型。采用OPC技术实现先进控制上位机与Honeywell公司的TDC3000 DCS系统的双向数据通讯。