常减压装置
典型用户
中国石化镇海炼化分公司
中国石化茂名石化分公司
中国石化金陵石化分公司
中海炼化大榭石化分公司
工艺流程简介
常减压蒸馏是炼油工业的一次加工过程，主要是根据石油中各种烃类等化合物沸点的不同，利用蒸馏塔、加热炉和换热器等设备，在常压蒸馏塔和减压蒸馏塔中将加热后的原油多次进行部分气化和部分冷凝，按一定的产品方案分割出相应的产品。
常减压装置主要由原油预热系统、初馏塔、常压炉、常压塔、减压炉和减压塔等组成。原油经过脱前换热 络进入电脱盐罐进行脱盐脱水，然后经脱后换热 络进入初馏塔。在初馏塔中，原油被分割成初顶油（催化重整原料）和塔底拔头油。初馏塔拔头油经常压炉加热后进入常压塔，被分割成常顶油、一线航煤、二线柴油、三线柴油、常四线油和塔底重油。常压塔重油经减压炉加热后进入减压塔，被分割成柴油、蜡油和渣油等馏分。
先进控制策略
常减压装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：
1）原油换热 络先进控制和优化，通过脱前与脱后换热 络的支路平衡，提高原油换热终温，减少加热炉燃料消耗，并缩小各支路换热终温之间的偏差，减少热损失。
2）初馏塔先进控制，建立初馏塔塔顶石脑油干点软仪表，初顶产品质量控制器和物料平衡控制器等；
3）常压塔系统先进控制，建立常压炉热效率控制和支路平衡控制，建立常顶干点、常一线闪点和95%点，常三线95%点等质量指标的软仪表，进而建立产品质量控制和产品切割点控制以及物料平衡控制等；
4）减压塔系统先进控制，建立减压炉热效率控制和支路平衡控制，建立减二线95%点等质量指标的软仪表，进而建立产品质量控制和产品切割点控制以及物料平衡控制等；
5）建立常减压装置整体物料平衡控制，以适应因原油切换而带来的油性变化和加工方案改变而带来的产品切割变化所产生的装置扰动等。
控制效果
常减压装置先进控制系统投运后，取得了如下的控制效果：
1）提高了常减压装置的抗干扰能力，关键被控变量的平均标准差降低了30%以上；实现了安全、平稳运行，并为装置工艺指标的”卡边”控制和操作优化提供了有利支撑。常减压装置先进控制系统投运前后，常压塔常三线馏出口温度的控制效果对比如图1-1所示。
先控投用前
先控投用后
图1-1 常三线馏出口温度控制效果对比图
2）实现了基于产品质量的目标产品切割控制，同时有效缩短了装置对于原油切换的调整时间，先进控制系统的投运率超过了90%，大大降低了操作人员的劳动强度。
效益分析
通过对比先进控制系统投运前后的装置标定与统计数据，常减压装置先进控制系统取得如下的应用效果：
1）提高了常减压装置处理能力1.0%以上，提高装置总拔出量0.5%以上；
2）通过提高原油换热终温和加热炉热效率，降低了常减压装置综合能耗1%以上。
催化裂化装置
典型用户
中国石化镇海炼化分公司
中国石化天津石化分公司
中海炼化惠州炼化分公司
中海炼化山东海化炼化分公司
工艺流程简介
催化裂化是炼油工业中最重要的二次加工过程，可实现重质油轻质化。重质馏分油，如减压蜡油、渣油等原料在一定温度和压力条件下，通过催化剂的作用发生裂解等一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭。
催化裂化装置通常由反应再生单元、主分馏单元和吸收稳定单元三部分组成。蜡油和渣油混合后依次经过反应再生单元提升管的第一反应区和第二反应区，发生催化裂化反应，反应产物进入主分馏塔分馏，反应催化剂依次经过一再、二再进行催化剂再生，循环利用。在主分馏塔中，塔顶馏出粗汽油、液化气、干气，一起进入吸收-稳定单元；中部抽出粗柴油，去汽提塔，进一步提纯得到柴油；塔底得到油浆部分循环，部分外甩。在吸收-稳定单元中，经过吸收、解吸、稳定等环节，得到合格的干气、液化气和稳定汽油等产品。
先进控制策略
催化裂化装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：
1）反应再生单元先进控制：建立反应转化率和主要产品产率的软测量模型，建立反应再生系统的约束控制、热平衡控制、产品质量控制和氧平衡控制，实现反应深度、产率分布和装置处理量的优化；
2）主分馏单元先进控制：建立粗汽油干点和轻柴油95%点的软测量模型，建立主分馏塔产品质量控制和物料平衡控制，改善产品质量、提高目标产品收率和降低能耗；
3）吸收稳定单元先进控制：建立稳定汽油蒸汽压、液化气C5、C2含量和干气C3含量的软测量模型，建立吸收塔、解吸塔和稳定塔产品质量控制，改善产品质量、提高目标产品收率和降低能耗。
控制效果
催化裂化装置先进控制系统投运后，取得了如下的控制效果：
1）提高了装置对于各种生产工况的适应能力和抗干扰能力，降低主要被控变量的平均标准差超过40%以上，达到了安全、稳定操作的目的，为装置的”卡边”优化奠定了基础。
2）实现了反应转化率和主要产品产率和质量的及时、准确软测量计算，为产品质量控制提供了有力支撑；在此基础上，实现了装置处理量和掺渣量的优化。
催化裂化装置先进控制系统投运前后部分重要变量的控制效果如图1-2所示，粗汽油干点化验室分析值与软仪表计算值的对比效果如图1-3所示。
二再密相温度等控制效果对比图（先控投用前）
二再密相温度等控制效果对比图（先控投用后）
图1-3 粗汽油干点化验室分析与软测量计算结果对比图
效益分析
通过对比先进控制系统投运前后的装置标定和统计数据，催化裂化装置先进控制系统取得如下的应用效果：
1）有效地改善了催化裂化装置的产品质量，同时干气中丙烯质量含量减少4.17%，液体产品收率提高了0.3%；
2）催化裂化装置的渣油掺炼量增加提高了0.52%，同时降低了产品损失。
延迟焦化装置
典型用户
中国石化镇海炼化分公司
中国石化武汉石化分公司
中海炼化山东海化炼化分公司
工艺流程简介
延迟焦化是炼油工业中一种常用的热裂解加工方法，可看作是三次加工手段，主要以贫轻的重质油如减压渣油等为原料，在高温下进行深度热裂化和缩合反应，生产出轻质燃料油，同时得到大量石油焦。
延迟焦化装置通常由焦化反应单元（一般为1台加热炉和2座焦炭塔）、产品分馏单元和水力除焦单元三部分组成。原料油经过换热器后进入分馏塔下部，与来自焦炭塔顶的高温焦化油气进行直接接触换热，把原料油中的轻组分蒸发出来，原料油中的重馏分与热油气中的被冷凝的循环油一起流入塔底，经加热炉进料泵抽出后打入焦化加热炉，快速加热到500℃左右并通过四通阀由底部进入焦炭塔，使裂化、缩合等反应延迟到焦化塔内进行。焦炭塔中焦化反应生成的焦炭留在焦炭塔内，反应生成的油气自塔顶逸出，进入分馏塔。在分馏塔中分馏出焦化富气、焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油四种馏分。
先进控制策略
延迟焦化装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：
1）焦化反应单元先进控制：建立焦炭塔空高、焦高实时计算的软测量模型，建立焦炭塔预热事件、切换事件和大吹汽事件等的扰动模型，建立加热炉支路平衡控制、出口温度控制和热效率控制，基于焦炭塔最终焦高预测值优化焦炭塔生焦周期、进料量和循环比；
2）主分馏单元先进控制：建立焦化汽油90%点、焦化柴油90%点和焦化蜡油90%点的软测量模型，建立主分馏塔产品质量控制和物料平衡控制，针对焦炭塔的事件驱动的扰动，建立补偿控制，以实现改善产品质量、提高目标产品收率和降低能耗；
3）水力除焦单元先进控制：建立水力除焦过程的自动给水控制，减少焦炭塔塔顶压力波动，减轻操作人员劳动强度。
控制效果
延迟焦化装置先进控制系统投运后，取得了如下的控制效果：
1）提高了生产过程对于原料变化和焦炭塔预热、切换和吹汽等事件所带来的周期性强干扰的抗干扰能力，降低主要被控变量的平均标准差超过30%以上，达到了延迟焦化装置安全、稳定操作的目的。
2）实现了主分馏塔基于产品质量的切割控制，提高了加热炉的热效率、降低了装置综合能耗，提高了水力除焦作业的自动化程度，并通过对焦炭塔焦高实时计算实现了生焦周期和进料量的优化。
延迟焦化装置先进控制系统投运前后部分重要变量的控制效果如图1-4所示。焦炭塔最终焦高实测值与软测量预测值的对比效果如图1-5所示。
图1-4 柴油抽出温度控制效果对比图
（a）焦高实测值与预测值对比
（b）焦高实测值与预测值偏差
图1-5 焦炭塔最终焦高实测值与软测量预测值结果对比图
效益分析
根据装置标定和连续运行考核，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，延迟焦化装置先进控制系统的效益来自如下几方面：
1）有效地提高了延迟焦化装置的抗干扰能力，各主要工艺参数的标准方差减少了30%以上，过程平稳性得到明显改善；
2）延迟焦化装置的循环比降低了0.02，总处理量提高了1.0%，液收增加了0.15%，装置能耗降低1.1%。
加氢裂化装置
典型用户
中国石化扬子石化公司
中国石化镇海炼化分公司
工艺流程简介
加氢裂化，是一种炼油工业中的工艺，即石油炼制过程中在较高的压力和温度下，氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和，转化为（、、柴油或催化裂化、裂解制的原料）的加工过程。
加氢裂化装置装置由反应部分和分馏部分组成。常减压装置的减一线、减二线油和部分减三线油混合后按一定比例进入加氢精制反应器脱硫氮后直接进入加氢裂化反应器，参加裂化反应。反应生成油经过换热 络换热后进入初馏塔进行初步分馏，脱除C4及C4以下轻组分。塔底物料进加热炉升温后去主分馏塔进行进一步分馏切割，生产优质重整原料、中间馏份油，同时生产优质尾油作乙烯裂解原料。
先进控制策略
加氢裂化装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：
1）加氢裂化反应控制器：实现加氢裂化反应器的平稳控制。采用先进控制系统克服燃料气热值波动等干扰因素对装置反应部分的影响，实现各生产单元的平稳控制，保证主要工艺指标的稳定；
2）加氢裂化分馏控制器：实现分馏塔的平稳控制。对主分馏塔各侧线收率进行优化分析，提高高价产品收率；
3）基于全流程模拟实现全装置的离线优化，对反应部分氢油比，循环氢循环量及分馏部分各塔的热负荷进行优化分析，降低循环氢的循环量和分馏塔热负荷；
4）应用小波分析技术结合多变量控制技术和专家控制算法，对加氢裂化装置循环氢系统工况进行分析判断，实现装置负荷的最大化。
控制效果
加氢裂化装置先进控制系统投运后，取得了如下的控制效果：
1）提高了装置的抗干扰能力，降低主要被控变量的平均标准差超过30%以上，达到了安全、稳定操作的目的，为装置的”卡边”优化奠定了基础；
2）实现了石干点、重石干点、柴油闪点、柴油倾点、尾油的BMCI等软测量计算，为产品质量控制提供了有力支撑；
3）实现了装置负荷的最大化控制。
加氢裂化装置先进控制系统投运前后部分重要变量的控制效果如图1-6所示。循环氢系统和装置负荷卡边控制对比效果如图1-7所示。
图1-6 柴油抽出温度控制效果对比图
图1-7 循环氢系统和装置负荷卡边控制对比效果图
效益分析
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，先进控制系统的效益如下：
加氢裂化装置燃料气单耗降低 0.0012（T/T原料油），通过降低装置燃料气消耗；
通过对装置负荷的卡边最大化，年可增产2904吨原料油；重石收率提高0.2％。
加氢精制装置
典型用户
中国石化茂名石化分公司
中国石化扬子石化公司
工艺流程简介
加氢精制也称加氢处理，是石油产品最重要的精制方法之一。加氢精制装置按工序可分为精制处理和汽提两个部分，精制反应在氢气和催化剂存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。
汽提部分在精制反应下游，接收精制反应产物进行汽提分离，精细切割产生轻组分，活动高品质的石油产品（如汽油、柴油等）。
先进控制策略
加氢精制装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：
平衡、优化装置内的物料流和能量流，实现全流程均衡优化控制；
实现精制单元反应器出口温度和温升的优化控制，保证最终产品质量；
建立轻组分干点及产品初馏点软仪表，实现汽提塔产品”卡边”控制。
控制效果
加氢精制装置先进控制系统投运后，取得了如下的控制效果：
1）提高了加氢精制装置的抗干扰能力，关键被控变量的平均标准差降低了30%以上；
2）实现了安全、平稳运行，并为装置工艺指标的”卡边”控制和操作优化提供了有利条件；
3）优化换热 络，使燃料气消耗下降2.5%以上；
4）实现精制产品中硫、氮含量的有效控制，保证产品质量合格。
加氢精制装置先进控制系统投运前后部分重要变量的控制效果对比如图1-8所示。
图1-8 加氢精制装置反应出口温度先进控制系统投用前后的控制效果对比图
效益分析
通过对比新建控制系统投用前后的装置标定和统计数据，先进控制系统的效益如下：
通过实行汽提塔”卡边”优化控制，单位处理量的蒸汽消耗降低2.2%；
通过实现换热 络优化，单位处理量的燃料气消耗量降低2.5%。
催化重整装置
典型用户
中海炼化惠州炼化分公司
中国石化扬子石化公司
中国石化茂名石化分公司
中国石化济南石化分公司
中国石化金陵石化分公司
工艺流程简介
催化重整是炼油工业中的重要二次加工手段，是烃类分子在催化剂作用下重新排列分子结构的工艺过程，主要以生产高辛烷值汽油组分或苯、甲苯、二甲苯等重要化工原料为目标，其副产品氢气经提纯后可用于加氢精制等装置。
催化重整装置通常由预处理、重整反应和分馏三部分组成。直馏石脑油经预分馏塔分离去除水、C5以下轻组分及游离氧后，含C6~C11烃的原料油再经预加氢处理后进入重整反应器入口”四合一”加热炉，加热后的原料进入重整反应器，在一定的操作条件和催化剂作用下，原料（烃）分子结构发生重新排列，使环烷烃和烷烃转化成芳烃或异构烷烃，同时副产氢气；重整生成油经分馏系统后切除C5以下组分，并将C6、C7组分与C8以上组分分离出来后，分别送往芳烃抽提装置和二甲苯分离装置。
先进控制策略
催化重整装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：
1）预加氢处理单元先进控制：建立预分馏塔产品质量控制和重沸炉热效率控制，建立了预加氢脱戊烷塔塔底产品质量控制等；
2）重整反应单元先进控制：在重整反应集总动力学模型和软测量技术的支撑下，建立芳烃收率和产品分布的软测量模型，以芳烃收率为目标，建立四段反应器入口温度控制、最佳氢油比控制、反应器苛刻度控制和反应器压力最小化控制，实现重整反应器的优化控制和进料量最大化。
3）重整分馏单元先进控制：建立脱戊烷塔和脱庚烷塔的塔顶压力补偿温度PCT模型和塔底初馏点软测量模型，进而建立这两个精馏塔的产品质量控制；
4）重整反应”四合一”加热炉先进控制：建立加热炉热效率控制和燃烧优化控制，保证反应器的温度和稳定。
控制效果
催化重整装置先进控制系统投运后，取得了如下的控制效果：
1）提高了装置的抗干扰能力，降低主要被控变量的平均标准差超过30%以上，达到了安全、稳定操作的目的，为装置优化奠定了基础；；
2）实现了芳烃收率软测量计算，为产品质量控制提供了有力支撑；在此基础上，实现了芳烃收率的优化控制；
催化重整装置先进控制系统投运前后部分重要变量的控制效果如图1-9所示。催化重整装置调优前后进料芳潜和芳烃收率对比如图1-10所示。
图1-9 催化重整第一反应器出口温度先进控制投运前后控制对比效果
图1-10 催化重整装置调优前后进料芳潜和芳烃收率对比图
效益分析
通过对比先进控制系统投运前后的装置标定和统计数据，催化重整装置先进控制系统的效益如下：
重整装置（燃料气＋燃料油）单耗降低2.29公斤标油/吨；芳烃收率提高0.46%。
气体分馏装置
典型用户
中国石化镇海炼化分公司
中国石化洛阳石化分公司
中国石化安庆石化分公司
中国石化济南炼化分公司
中国石油锦州石化分公司
中海炼化中捷石化分公司
延长石油集团炼化公司
工艺流程简介
气体分馏装置是利用液态烃中各个组份在同一压力下具有不同的挥发度的特性而加以物理分离，生产较高纯度的丙烯、丙烷、异丁烯、丁烯-2、碳五等产品的工艺。
气体分馏装置通常由脱丙烷、脱乙烷和丙烯精馏塔三部分组成。液化石油气自精制或罐区来，进入脱丙烷塔。C2、C3馏分从顶部蒸出，进入脱丙烷塔顶回流罐，一部分作为回流，另一部分作为脱乙烷塔进料。脱乙烷塔塔顶C2、C3气体经冷凝后，送回脱乙烷塔顶全部作为回流。脱乙烷塔底物料至丙烯精馏塔。丙烯精馏塔分为两段串联操作。塔底丙烷馏分冷却后送出装置，塔顶丙烯送至精丙烯干燥器干燥后送出装置。
先进控制策略
气体分馏装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：
1）脱丙烷先进控制：实现脱丙烷塔的压力及灵敏板温度平稳控制，提高单元操作稳定性，降低丙烯损失，为丙烯回收率优化奠定基础；
2）脱乙烷先进控制：实现回流罐液位和塔底液位的平稳控制，实现物料平衡控制。
3）丙烯精馏先进控制：实现精馏塔温差控制，丙烯纯度控制，塔顶回流控制，实现丙烯产品卡边操作，降低丙烯损失，提高丙烯回收率。
控制效果
气体分馏装置先进控制系统投运后，取得了如下的控制效果：
1）提高了气体分馏装置的抗干扰能力，关键被控变量的平均标准差降低了30%以上；实现了安全、平稳运行，并为装置工艺指标的”卡边”控制和操作优化提供了有利条件。
气体分馏装置先进控制系统投运前后部分重要变量的控制效果对比如图1-11所示，丙烯纯度对比如图1-12所示。
图1-11 脱丙烷塔灵敏板温差控制对比效果图
图1-12 丙烯纯度控制对比效果图
效益分析
通过对比先进控制系统投运前后的装置标定和统计数据，气体分馏装置先进控制系统的效益如下：
在气体分馏装置中，通过实现对丙烯和C3以上产品的准确切割，提高了丙烯产品的收率1.13%；
通过对热油换热 络及塔单元操作条件进行的局部优化，降低了单位处理量的能耗3.77%。
渣油加氢装置
典型用户
中国石化茂名石化分公司
工艺流程简介
渣油是原油在一次加工后所剩余的最重部分，与轻质馏分油相比，其组成复杂，密度大，粘度高，平均分子量大，残炭值高，并且含有大量的金属、硫、氮、胶质和沥青质等组分，加氢处理难度大，在反应过程中易生焦。渣油固定床加氢过程是一个受扩散影响非常复杂的化学反应过程，原料的性质以及工艺条件对渣油的加氢处理过程有非常明显的影响。
渣油加氢装置主要由反应、分馏、气体脱硫及公用工程等部分组成，主体装置主要包括：2个反应器系列；1座常压分馏塔，塔顶产品为石脑油馏分，侧线为160℃～350℃柴油馏分，塔底为大于350℃加氢渣油；4座脱硫塔；1套氢提浓设施。
先进控制策略
渣油加氢装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：
1、第一、二系列进料加热炉控制器
1）建立加热炉炉膛负压控制回路，优化协调鼓风机、引风机、空气控制阀和烟道挡板的控制次序；建立加热炉氧含量控制回路，在炉膛负压控制稳定前提下，”卡边”控制加热炉氧含量以提高燃烧效率；在氧含量和炉膛负压控制稳定的前提下，减少鼓风机和引风机变频以节能降耗。
2、分馏塔系统控制器
1）建立第一、二系列进料轻烃温度控制器，保证第一、二系列进料轻烃温度在设定的范围内，同时减小第一、二系列进料轻烃温度偏差，降低热损失；
2）建立塔顶灵敏板温度和粗石脑油干点（软测量预测值）与塔顶温度设定的控制回路，克服进料量的干扰影响，实现质量稳定控制；
3）建立侧线抽出温度和柴油95%点（软测量预测值）与侧线抽出去汽提塔流量调节阀和侧线回流量调节阀变频控制回路，克服分馏塔进料量、第一/第二系列低冷分油进料温度和柴油去低分补液量的干扰影响，实现质量稳定控制；
4）建立侧线返塔温度控制回路，克服进料温度的影响，实现侧线返塔温度的稳定控制；
5）实现柴油闪点（软测量计算）和柴油汽提塔蒸汽量的控制回路，实现质量稳定控制。
3、软测量功能设计
软测量系统实现石脑油干点、柴油95%馏程和柴油闪点的软测量建模、在线计算和校正。
控制效果
渣油加氢装置先进控制系统投运后，取得了如下的控制效果：
1）提高装置的运行平稳性，主要工艺参数和产品质量的标准差降低30%以上；
2）提高了加热炉的安全性，实现了加热炉氧含量”卡边”控制，氧含量平均值降低了0.11左右，提高了燃烧效率；
3）控制器根据软测量预测计算实现了粗石脑油干点，柴油闪点及柴油95％点的实时控制，结合产品质量的”卡边”控制，提高了目标产品的切割精度与精柴油产品收率。
效益分析
通过对比渣油加氢装置先进控制系统投运前后的标定结果和统计数据，先进控制系统可获得的效益如下：
降低燃料气消耗3.93%；
装置总液收平均增加0.19%，经济效益明显。
中控软件
中国领先的智能工厂解决方案供应商
InPlant|PID|MES|APC|SES|EMS|ESP
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！