論催化裂化工藝中先進控制技術的重要應用

王曙光

（中國石油獨山子石化公司煉油廠，新疆 獨山子 833600）

隨著科技的發展，工業逐漸進入現代化生產，不斷地引進先進的技術，促進工業的發展，其中先進的儀表控制技術推動了工業的進一步發展，不僅讓操作由復雜變為簡單，還實現了自動化的控制，石油煉制也是一樣，先進的儀表控制為石油的煉制帶來了不可忽視的影響，本文主要是闡述先進控制技術在催化裂化應用，通過對石油煉制的其中一種加工方法進行解析，介紹先進的儀表控制技術的具體操作應用。

1 先進控制技術(圖1)

控制儀表(control instrument)，自動控制被控變量的儀表，它將測量信號與給定值比較后，對偏差信號按一定的控制規律進行運算，并將運行結果以規定的信號輸出。先進的控制是儀表控制的一種自動化控制，儀表由各種獨立的單元組合而成，可以把單元以任意數量組成各種簡單的或復雜的控制系統。

圖1 先進控制系統結構

先進控制是通過安裝于計算機上的軟件與DCS 上的PID調節器配合應用，能夠解決操作中的多個控制，先進控制技術走向自動化，減少人工成本，可以使多個受控量分別操作在允許的范圍內，一直處于被控制的狀態，實現最佳的單元操作和經濟目的的控制，保證操作過程中的安全可靠。

先進控制技術的特點：（1）先進控制的控制對象通常用于處理復雜的多變量控制問題，如大時滯、多變量耦合、操作變量與控制變量存在著各種約束等。在這樣的情況下，更加有效進行儀表控制和實際操作。（2）先進的控制需要通過計算機相關軟件來實現，它與計算機硬件方面有著影響關系，隨著控制技術的發展，不斷地增強控制的可靠性。（3）在傳統的技術上不斷地改進和完善，先進的控制策略替換原有的控制策略，智能控制是先進控制的一個主要方向，是在無人干預的情況下自主地驅動智能機器實現控制目標的自動控制技術。

先進的儀表控制優勢還包括：（1）操作過程中的信息采集和處理。（2）不錯的辨識技術。（3）軟測量，對實際操作中的多變量進行測量計算，還能實現推斷作用。（4）能夠達到預測控制，推斷控制，系統過程控制等等，這一控制主要解決了約束滯后的現象。（5）除此之外，它的控制內容還包括檢測、診斷，以及處理，對實際操作有著很大的作用。

先進的控制技術主要完成的工作：實現產品質量的在線計算；開發出干氣中C3 含量、液化氣中C2 含量、液化氣中C5 含量、液化氣中H2S 含量等軟測量儀表；開發催化裝置的教學模型；制定落實多變量控制器的詳細控制方案。

2 先進的儀表控制的具體應用

國內多數企業對自動化控制技術方面一直是延續引進國外的先進技術與國內擁有的自主知識產權技術相結合的原則，設計出先進的控制系統。先進的控制技術針對催化裂化中的不可測和難測的工藝變量進行計算，完成反應刻度以及產品產率的計算；結合催化裂化裝置負荷不足的現況，提高渣油的摻煉率和輕質油收率；通過一些操作的實際情況，例如：再生器旋風分離器線速出現偏離，再生煙氣氧含量表無法顯示時，采取把反應再生系統與分餾系統結合起來，構成一個大RMPCT 控制器，來規避風險。

反應—再生控制器，主分餾塔控制器，吸收—解吸控制器，穩定塔控制器是是催化裝置先進控制系統的四個先進控制器。2008 年，開始陸續地投入使用，正常情況下，不再需要人工的調節，保證平穩操作，很大程度上節省了人力資源。接下來具體對四個先進系統進行說明。

（1）反再系統控制器。反應—再生系統，主要是控制反應溫度，通過對催化裂化工藝中沉降器溫度的控制，進而提高催化劑的循環使用，提高原料油進料量；通過控制再生器的溫度，提高反應深度，達到提高催化劑循環量的目的。它的這一使用，對反應溫度標準偏差得到了有效地控制，例如：一個投入的實驗證明，未使用這一先進的控制器，24h兩段反應溫度標準片是1.007℃和1.572℃，投入先進控制器使用后為0.495℃和0.184℃，明顯的分別降低了50.6%和88.3%。這樣一個實例證明，在先進控制作用下，反再系統對反應溫度有了非常明顯的控制。

（2）分餾系統控制器。主要是將來自反應系統的高溫油氣脫過熱后，根據各組分的沸點的不同切割成汽油柴油等等，利用油氣混合物中各組分的沸點不同進行分離。先進的主分餾塔控制器，合理地利用熱能，使塔內的上下負荷趨于均勻，達到一個穩定性。

（3）吸收—解吸控制器。用適宜的液體溶劑處理氣體混合物，使其中的一個或者幾個組分溶于溶劑，從而達到分離氣體混合物的目的，控制溫度和操作中的壓力使其更有效的進行。

（4）穩定塔控制器，把吸收解吸系統回收的液化氣盡量分離出來，先進的穩定塔控制器更能有效地控制壓力。

先進控制技術的研發，對這四個先進控制系統的投用，能夠產生不可定量的效益。首先，相比以前的催化裝置，能夠盡量減少不合理的調節對產品質量和收率的影響，做到平穩操作；此外，在操作過程中建立的許多工藝計算點的計算值比較準確，為技術人員和操作人員提供存在時滯時的重要工藝參數，對操作進行了較大的優化作用。因此，先進控制技術在催化裂化的應用是可推廣投入使用的，它對此產生巨大的效益，促進石油的煉制的精細和發展。

3 結語

先進控制技術在催化裂化這一工藝流程中的實際使用，經過考核，可以發現，最終的效果是值得肯定的，各方面都得到了增強，提高了催化裝置的控制水平，產品收率，裝置效益，有了實際的投用價值，加深了技術人員對先進控制技術的認識和掌握，更加有效地了解它的結構功能，推動了先進控制技術后續的發展，為更好地推廣應用打下了根基。