基于DCS的原油調和優化控制研究與應用

陳思遙（中石油云南石化有限公司，云南安寧 650399）

基于DCS的原油調和優化控制研究與應用

陳思遙
（中石油云南石化有限公司，云南安寧 650399）

文章介紹了國內原油調和的現狀、工藝原理及應用，并結合原油調和的實際需求，提出和設計了原油調和的控制優化系統，投運結果顯示原油調和先進控制系統可為企業帶來顯著的經濟效益。

原油；調和；分析儀；比率

多種原油混合必然造成原油的性質時常改變，唯一可行的解決方法就是通過對油品的在線調和、罐區管理及儲運的自動化技術和過程操作的革新來提高工藝過程的靈活性，可靠性，從而高效，快速地適應市場的不同需求。在線調和優化控制系統的核心是面向煉油和調和工藝過程的先進技術與實踐經驗的結合，不僅對工藝過程中的狀態和結果進行優化控制，而且對工藝過程的參數進行模擬預估，超前控制。

1　原油調和優化控制系統

1.1原油管道調和系統

原油調和調度是在既有原油供應以及罐存的條件下，實現在煉原油性質平穩的必要手段。

管道調和也可以叫作連續調和，將各組分油與添加劑按不同的調和比例泵入管道中，通過溶體混合或通過混合器把流體一次切割成極薄的薄片，促進分子擴散達到均勻混合狀態，然后輸送管道進入成品油罐儲存或直接裝車、裝船出廠。

調和的設備組成：

（1）靜態混合器：流體在管線內流動，達到混合均勻的目的。

（2）在線分析儀：連續獲得在線質量數據。

（3）油品調和控制軟件：不斷比較質量指標，控制調整組分的流量。

（4）流量變送器：實時測量流量大小。

管道調和是油品調和的發展方向，有以下一些優點：

（1）調和連續進行，可取消調和罐，減少組分油儲罐。

（2）調和比精確，組分合理利用，避免浪費優質原料，質量“過頭”。

（3）調和時間短，動力消耗少，調和一次合格率高，質量達標有可靠保證。

（4）減少油品周轉次數，節省人力，減少中間分析，調油速度提高。

（5）全部調和密閉操作，防止油品氧化，降低油品損耗。

1.2原油調和工藝流程

根據某公司煉油裝置的工藝技術路線，原油自緬甸碼頭庫區經管輸至廠內原油罐儲存，脫水后的原油利用各組分的調和泵抽取相應組分，經管道調和進入3座發油罐，再經管道送入常減壓裝置。

原油儲罐由10座100 000m3外浮頂儲罐組成。原油罐區中設3座常減壓裝置原料罐，正常運行時投用2座，另外1座可用做組分罐，起到備用的功能，以確保常減壓裝置隨時有2座投用的原料罐。脫水作業在組分罐進行，常減壓原料罐采用邊進邊抽的方式，在調和總管上設置在線密度分析儀（監控混合效果）、水分析儀，如果水含量超標，可對常減壓原料罐進行切換。按3種原油組分配置進行原油調和。

調和總管上設置靜態混合和在線密度分析儀，并設置采樣管，可定期在調和總管上取樣，評價原油的調和效果。

原油調和時，原油質量快速分析系統將提供參與調和的原油組分罐的原油的性能指標，優化調和軟件的調和模型根據原油的組分質量參數和原油組分比率對調合頭的原油品質進行質量預估。同時，在原油調和頭處設有取樣點，質量快速分析系統將定期的對調合的調和后的原油品質進行采樣分析，并將相應的原油品質參數輸入到調和軟件中，優化調和軟件根據預測模型的數據和快速分析系統的數據進行比對和模型校驗，從而調整原油的調和比率來滿足原油性能指標控制的要求。

如圖1所示，原油調和的技術的重點首先是“質量平衡調度”，其次是在線比例調和；調和后原油平穩度，除了取決于原油調和系統功能外，還取決于采購原油的質量變化幅度以及庫區罐存情況；在線比例調和的重點是對各罐組分的質量準確把握（預估控制），其次是在線質量測控（反饋控制）。

2　原油調和系統投用與效益

本文通過某石化提供的工況設計運用NSGA—II算法并結合原油調和模型，由于石化企業都采用多種原油混合的進料狀況，運用原油調和比例控制系統對整個工藝進行優化。

以裝置凈收益最大化和能耗最小化為雙目標進行優化，當原油的混合比范圍在1∶2至1∶3之間，在能耗相同的情況下收益最大化。原油調和相對穩定進料原有性質和煉油工藝的優化有著重要的作用，結合某煉廠實際生產狀況，將原油調和模型進行簡化，并進行多目標優化計算，可以滿足質量產量要求的情況下最大限度地提高裝置的經濟效益，對整個煉油廠的工藝優化有重要的指導作用。

在通過對原油樣品預處理、近紅外光譜儀、建模軟件、原油光譜數據庫，快速測出包含原油的實沸點在內的40多個基本數據，并結合原油評價管理軟件及原油評價歷史數據庫產生詳細原油評價數據，可知原油調和帶來的經濟效益將是十分明顯的。

[1] 江永亨，蔡陽陽，黃德先.無主煉原油的原油調和調度問題[J].化工學報，2010，（8）：2015-2020.

Crude Oil Blending Optimization and Application Control Based on DCS

Chen Si-yao

This paper introduces the present situation of the domestic crude oil to reconcile，the principle and application of technology，and combined with the actual demand for crude oil to reconcile，crude oil was proposed and designed for optimum control system，operation results show that the crude oil and advanced control system can bring significant economic benefits for the enterprise.

crude oil；harmonic；analyzer；ratio

TE626.21；TP273

B

1003-6490（2016）03-0014-01

2016-03-02

陳思遙（1989—），女，甘肅武威人，助理工程師，主要研究方向為油氣儲運技術。