连续重整生产过程先进控制

连续重整装置采用的是UOP公司发展的移动床连续重整、连续再生技术。原料是加氢裂化重石脑油和加氢处理过的脱戊烷油。催化剂是采用UOP新一代连续重整催化剂R-132。连续重整可以使催化剂始终处于新鲜状态下进行反应，并在高苛刻度下运行，从而得到较高芳烃含量的产物和付产氢。

从连续重整装置的控制现状分析，常规的PID控制通常对工艺设备和生产过程的各种参数(如温度、压力、流量、液位等)分别加以控制，构成相互独立的控制回路。常规的PID控制本质上是一种单输入单输出(SISO)控制系统，它无法将相关的多个变量统筹考虑，协调控制。因而，只能采用多变量控制技术来解决装置优化问题。

控制产品质量是装置优化控制的基础，只有在产品质量合格的前提下，才能追求产品的产量最大和生产的消耗最小等效益指标。在产品的质量控制中，实时在线质量分析数据是十分重要的。本装置将通过采用相应的工艺计算软件和软测量技术来实现质量效益指标(芳烃收率、催化剂结焦含量等)的在线分析检测。

连续重整装置期望的工艺目标是追求装置经济效益的最佳化，即要兼顾目的产品收率、质量及能耗等各个方面。但是，在实际生产中上述诸方面往往是矛盾的，需要对它们统筹考虑和优化，才能达到装置效益最佳的经济目标。

u 提高操作稳定性，主要过程变量波动幅度减小30%－50%；

u 卡边操作，提高芳烃产率，芳烃产率提高0.3%；

u 局部优化，提高增压氢收率；平稳操作，降低装置综合能耗，装置能耗降低2kg标油/t；

u 平稳操作，保证塔的分离效果，预加氢脱戊烷塔塔底C5<1.0%，塔顶C6+<0.5%；重整脱戊烷塔塔底C5<1.0%，塔顶C6+<0.5%；重整脱庚烷塔塔底C6C7<1.0%，塔顶C8<1.0%；

u 稳定生产操作，减少事故发生，与常规PID控制相比，各个生产参数自动调整，重要生产参数自动维持在工艺和设备的许可范围内，使生产更安全，并把生产参数保持在优化区域。

先进控制将装置的经济目标由两个先进控制器（连续重整反应器先进控制器和连续重整塔系先进控制器）来实现。它们通过直接控制软测量、工艺计算推断出的芳烃收率等质量指标及平稳控制各过程参数（塔系灵敏板温度和液位等）来优化重整装置，通过卡边（优化反应器四反入口温度和塔系回流比控制等）来挖掘经济效益。

具体表现在如下几个方面：

（1）提高主要变量的稳定性，使主要过程控制变量的均方差减小30%；主要过程变量包括连续重整塔系的塔顶液位和灵敏板温度，气液分离罐液位，连续重整反应器四反入口温度等，实现了常规控制和先进控制双向的无扰动切换，为保证连续重整装置的“安稳长满优”生产奠定了基础。

（2）采用机理模型预测芳烃收率和催化剂结焦含量等，优化反应温度，对连续重整反应器四反入口温度进行卡边操作，提高芳烃产率，使芳烃产率提高0.46%。具体见下图1与图2

（3）燃料气压力的波动为整个连续重整装置的主要干扰变量，将燃料气作为干扰变量，克服燃料气压力波动的影响，平稳反应器和塔系的操作，降低装置综合能耗, 通过优化连续重整装置塔系的回流比降低回流节约能耗，优化反应器四反入口温度降低第一反应器和第二反应器入口温度节约能耗，通过以上措施使装置能耗降低2.18kg标油/t。

（4）完成DA202、DA203、DA301和DA302等塔的压力补偿温度（PCT）和初馏点（IBP）的工艺计算，将PCT温度和初馏点作为被控变量，克服压力波动对塔操作的影响，在提高塔操作稳定的基础上提高塔的分离效果, 先进控制投用后。重整脱戊烷塔塔底C5的含量控制在1%以内，减小波动幅度50%。预加氢脱戊烷塔塔底C5的含量控制在1%以内,塔顶C6+含量控制在0.5%以内, 重整脱庚烷塔塔底C6、C7控制在1%以内,塔顶C8控制在1.0以内，减小波动幅度30%

（5）操作人员劳动强度下降，先控系统得到了操作人员的认可和欢迎。

由于先进控制系统的运行效果明显，实现了正常工况下的完全自动控制，操作人员只需监视运行情况，基本不再需要操作调整。因此先进控制系统得到了操作人员的欢迎。

下面以芳烃收率的优化为例介绍系统实施效果：在第一反应器平均温度实际降低0.6 ⁰C、第二反应器实平均温度实际降低1⁰C，第四反应器平均温度实际提高1⁰C，其它操作条件基本不变的情况下，芳烃收率获得明显提高，详细情况见下图。

从图中可以明显看出，在进料芳潜相近的情况下，优化后的芳烃收率有了显著提高。

先进控制的投用，平稳了连续重整装置操作、降低了运行能耗。每年减少能量消耗约￥283万元；在进料芳潜相近的情况下，先控实施后芳烃收率有了显著提高。每年芳烃收率提高增加效益约￥311万元。综上，在连续重整先进控制系统实施后每年带来的总经济效益约为￥594万元。

国内现有在连续重整装置上实施的先进控制系统主要单独利用多变量预测控制技术或软测量技术或流程模拟技术，没有将多变量预测控制技术、软测量技术、工艺计算技术和重整装置流程模拟计算技术针对重整装置进行整体应用。本项目首次将三项技术结合起来，在连续重整装置上进行整体应用。是国产软件在重整装置上进行先进控制系统的首次整体实施，可以为相关企业提高关键装置的控制与管理水平，提高企业的竞争力和经济效益提供技术支持。具有很强的推广应用价值。