大型催化裂化装置多变量约束控制与优化..doc

***炼油化工股份有限公司有两个重油催化裂化装置，即一联合车间渣油催化裂化装置和第二催化裂化装置，本项目针对一联合车间渣油催化裂化装置实现多变量约束控制与在线优化。一联合车间的催化裂化装置是国内第一套加工渣油的催化裂化装置，年处理量为90万吨，采用常、减压渣油的二段再生渣油催化裂化工艺。 一 总目标 在满足产品质量合格的条件下，使轻质油(液态烃)收率尽可能最高，装置的总处理量尽可能最大，能耗尽可能最小。 在保证汽油收率的基础上，提高液化气收率，或者 在保证液化气收率的基础上，提高汽油收率，或者 在保证轻油总收率的基础上，提高轻柴油收率 提高处理量 节约能耗 二 产品生产方案 受季节变换、市场需求变化以及政策性宏观调控等诸多因素的影响，产品的生产方案可能会经常调整，与此对应，相应的控制策略也必须作对应的调整，下面分别列出几种可能的生产方案以及反再、分馏、吸收稳定系统应采取的主要控制对策。 1 多产汽油方案 反再系统操作条件的选择对提高汽油收率至关重要 提高反应温度意味着增加反应深度，从而提高转化率，因而，选择较高的反应温度有利于汽油收率的提高。 分馏系统操作条件的选择对产品的分割影响很大 汽油干点控制得较高时，较重的组分压向汽油，导致汽油收率相对提高，而轻柴油收率相对下降，从而达到多产汽油的目的。 轻柴油凝固点控制得低一些，使轻柴油组分重一些，也就是说将轻组分压向汽油，从而提高汽油收率。 在塔底油浆系统不结焦和不堵塞条件下，尽可能使油浆组分重一点，即提高塔底温度，尽量将油浆中轻组分分离出去，从而提高轻油收率。 吸收稳定系统将对汽油和液化气进一步分割 控制稳定汽油的饱和蒸汽压(SVP)，使其稍高一点，增加汽油中C4含量，从而提高汽油收率。 2 多产轻柴油方案 反再系统操作条件的选择对提高轻柴油收率十分重要 在保证较高总轻油收率的条件下，选择相对较低的反应温度，有利于提高轻柴油收率。 分馏系统操作条件的选择对柴油和汽油之间的分割有较很大的影响 降低汽油干点，使得汽油的组分较轻，也就是说将一部分轻组分留在轻柴油中，从而提高轻柴油收率。 提高轻柴油凝固点，使得轻柴油组分较重，即将油浆中的轻组分压向轻柴油中，从而提高轻柴油的收率。 塔底油浆在不使油浆系统堵塞和结焦的条件下，油浆尽可能控制得重一些，即塔底温度控制得稍高一些, 尽量将油浆中的轻组分分离出去，这样可提高轻油收率。 吸收稳定系统对柴油收率的影响不大 3．多产液化气方案 反再和分馏系统的操作条件基本与多产汽油方案相同，即提高反应温度，提高汽油干点，降低轻柴油凝固点，提高分馏塔底温度。 吸收稳定系统主要是对汽油和液化气进行分离，所以应将稳定汽油的饱和蒸汽压控制得稍低一点，使汽油中C4中含量较低，从而使得液化气产量相对增加。 4．提高轻油收率 (1) 反再系统处于最优的操作条件 (2) 分馏系统操作条件的调整原则及措施 原则： 把反应油气中的轻油组分全部分割出来。 组分间的合理组合。 措施： 一中循环回流量与返塔温度要合适，确保轻柴油尽量抽出。 在特定条件下，稳定汽油深度稳定后，再将重C4部分地加入稳定汽油，增加稳定汽油蒸汽压值，增加汽油产量。 在特定条件下，降低汽油干点，将部分汽油可压入柴油馏分，相应加宽柴油馏分切割范围。这样可在保证质量下，增加柴油产量。 甩油浆装置要控制好油浆性质，轻了要影响轻质油收率，重了会使塔底及油浆系统易结焦和堵塞。 石家庄炼油化工股份有限公司一联合车间的催化裂化装置是年处理量90万吨的二段再生渣油催化裂化装置。它初建于1978年，原设计为加工能力120万吨/年的减压馏分油装置，后改为60万吨/年的渣油催化裂化装置，1983年9月正式投运，成为我国第一套渣油催化裂化装置。1987年经过技术改造，增加了第二再生器和烟气能量回收机组，处理量扩大为90万吨/年。 一 重油（渣油）催化裂化的目的和意义 1 目的 一般将常压渣油和掺炼渣油的催化裂化统称为重油催化裂化。原油直接蒸馏只能得到汽油、煤油和柴油等轻质油品，常压渣油经减压蒸馏塔又可蒸出重质馏分（减压蜡油），塔底为减压渣油。减压蜡油可作润滑油、石蜡的原料，也可以经催化裂化变成更多的轻质油品。减压渣油也要经过催化裂化裂解以生产更多轻质油。这样，减压渣油的全部或一部分混合在减压蜡油中，一次经过催化裂化装置，生产出收率高、质量好的汽油、轻柴油和相当多的液化气。液化气又可加工生产出高辛烷值汽油组分和其他石化产品，从而使原油达到很高的轻质化程度，可以最大限度地生产以高质量汽油组分为主的轻质油品。渣油（重油）催化裂化生产成本低，生产过程简单，经济效益很高，是当前原油深度加工最经济、最有效而合理的工艺方法。 1 重油催化裂化的技术特点 由于重油加工时含大量生焦，再生时放热很多，温度升高，设