楊金城，王振雷

(1． 中國石化揚(yáng)子石化有限公司 烯烴廠，南京210048；2. 華東理工大學(xué)，上海200237)

2013年，由中國石化揚(yáng)子石化有限公司和華東理工大學(xué)共同開發(fā)的揚(yáng)子石化新區(qū)5臺SLII型100kt/a裂解爐先進(jìn)控制(APC)和實(shí)時優(yōu)化(RTO)及冷區(qū)精餾塔系統(tǒng)的APC控制項(xiàng)目順利通過了專家組的驗(yàn)收，標(biāo)志著國內(nèi)乙烯裝置的單元優(yōu)化和APC又往前推進(jìn)了一大步。由于乙烯裂解爐是高耗能裝置，其能耗約占整個乙烯裝置能耗的46%，是企業(yè)經(jīng)營管理中的難點(diǎn)。實(shí)施乙烯APC，裂解爐的APC最為關(guān)鍵。在線近紅外光譜儀(NIR)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了以光譜模型指導(dǎo)生產(chǎn)優(yōu)化的新模式，為實(shí)施裂解爐優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件。通過實(shí)現(xiàn)APC和優(yōu)化控制，可以優(yōu)化原料的利用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，多生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，減少能耗物耗。同時，穩(wěn)定均衡的COT溫度控制，可以延長裂解爐的運(yùn)行周期，減少清焦的次數(shù)，充分?jǐn)U大裂解爐的效能和減少設(shè)備的老化、損壞，減少維修工程量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。

1 NIR的作用和配置方案

1.1 NIR的作用

由于該公司煉油能力規(guī)模偏小，煉油裝置向乙烯裝置供應(yīng)裂解料的能力嚴(yán)重不足，因此，乙烯裝置需要采用多種方法配置裂解料。其中大部分原料來自于煉油裝置，其他原料有從芳烴裝置提供重整原料，還有部分原料從多種渠道采購，這些不穩(wěn)定來源的裂解原料導(dǎo)致油品的組分分析(POINA)變化較大，含水量較高，導(dǎo)致生產(chǎn)操作管理難度大，操作上無法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的運(yùn)行模型。NIR的應(yīng)用可以及時地識別各種原料的POINA變化，并通過APC優(yōu)化模型實(shí)時地在線調(diào)整相應(yīng)的裂解深度，使生產(chǎn)始終處于最優(yōu)狀態(tài)。

1.2 NIR配置方案

該項(xiàng)目采用Bruker的Matrix-F在線傅立葉NIR系統(tǒng)，由于原料油品管線共5條，對應(yīng)設(shè)置了5個檢測流路，配置了5個檢測探頭。Bruker光譜儀探頭與雙路光纖構(gòu)成1個測量回路，光纖的另一端直接接在儀器上。探頭一側(cè)為光譜輸入端，另一側(cè)為光譜輸出端，儀器通過對輸出光譜和輸入光譜的比對，測量出光譜的變化，經(jīng)過模型的計算得出油品的POINA變化值。

該儀器是一體化、免維護(hù)的光譜儀器，采用藍(lán)寶石作為光譜通過的檢測窗口，油品通過藍(lán)寶石時會產(chǎn)生不同程度的吸收光譜。插入式探頭檢測光譜通過藍(lán)寶石的衰減光譜信息得到所需的油品信息，檢測過程中無需任何預(yù)處理設(shè)施，無需定期維護(hù)儀器，是一種先進(jìn)的、工業(yè)化在線應(yīng)用的NIR。該項(xiàng)目中共配置了5路藍(lán)寶石探頭，其中2路檢測石腦油(NAP)，一路檢測輕石腦油(LNAP)，另外兩路檢測加氫尾油，系統(tǒng)構(gòu)建方案如圖1所示。

圖1 在線NIR檢測及其與優(yōu)化控制系統(tǒng)通信原理示意

依據(jù)圖1中分析，Bruker光譜儀系統(tǒng)由儀器部分、主工作站、副工作站和5個測量探頭構(gòu)成。探頭與主機(jī)、主機(jī)與主站、主站與從站之間采用光纖通信方式傳輸數(shù)據(jù)。探頭與儀器之間的光纖距離不應(yīng)超過60m，儀器必須安裝在靠近測量現(xiàn)場的防爆分析小屋內(nèi)。主工作站與儀器之間的距離不應(yīng)超過500m。主工作站、從工作站均安裝在機(jī)柜間中，與DCS之間通過Modbus RTU方式進(jìn)行通信。圖1中的主工作站對應(yīng)于乙烯新區(qū)的TPS系統(tǒng)通信，從工作站對應(yīng)于乙烯老區(qū)的TPS系統(tǒng)進(jìn)行通信。

NIR系統(tǒng)通常配置2對內(nèi)置式光纖接口，可擴(kuò)展升級到6對光纖接口。儀器配備高靈敏度，電子控制冷卻的InGaAs檢測器為標(biāo)準(zhǔn)配置。光譜分析儀光譜范圍： 1.28×104～4.00×103cm-1(780nm～2500nm)；分辨率： 2cm-1(0.3nm 在1250nm處)。

NIR是一款精密的光譜分析儀器，無繁瑣的維護(hù)要求，且具有極好的抗振性能，適合在工業(yè)現(xiàn)場使用。由于乙烯裂解料中會含有一些水、雜質(zhì)和其他污染物，會影響光譜通過探頭檢測窗口，影響譜圖的準(zhǔn)確性，因此在預(yù)處理裝置設(shè)置時要安裝好粗、細(xì)兩級過濾裝置，且過濾裝置應(yīng)設(shè)計成Y型結(jié)構(gòu)，便于維護(hù)。

1.3 光譜儀與DCS的通信方案設(shè)計

NIR采用ModbusRTU通信協(xié)議方式與工廠的DCS通信。由于該公司乙烯裝置分老區(qū)和新區(qū)兩個系列，Honeywell的TPS控制系統(tǒng)也分為老區(qū)和新區(qū)兩個部分，因此NIR的工作站也設(shè)置了新區(qū)和老區(qū)兩臺工作站，以實(shí)現(xiàn)與各自對應(yīng)的DCS相互通信。

1.4 需要檢測的POINA指標(biāo)

該項(xiàng)目在線NIR系統(tǒng)設(shè)置5個通道，用于新、老乙烯裝置上在線檢測裂解原料的POINA各項(xiàng)指標(biāo)(包括正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、烯烴、芳烴、環(huán)烷烴、密度、HK、餾程10%、餾程30%、餾程50%、餾程70%、餾程90%、KK等)，具體采樣通道數(shù)及分析項(xiàng)目見表1所列。

表1 NIR的分析內(nèi)容

2 裂解爐APC和RTO的實(shí)現(xiàn)方案

石油烴在隔絕空氣和高溫條件下，分子發(fā)生分解反應(yīng)，生成烷烴、烯烴和炔烴等石化產(chǎn)品，其過程稱為裂解。乙烯裂解爐的功能主要是將烴類原料預(yù)熱后和稀釋蒸汽混合，在高溫下分解成乙烯、丙烯等產(chǎn)品[1]。揚(yáng)子石化的裂解爐主要有中石化與Lummus共同研制成的SLII型大型裂解爐、ABB Lummus的SRTIII爐、SRTIV爐和Technip的GKVI型爐。

裂解爐APC與RTO技術(shù)分為裂解爐溫度和負(fù)荷先進(jìn)控制，裂解深度先進(jìn)控制和裂解深度在線優(yōu)化技術(shù)三個層次，圖2為裂解爐APC和RTO控制模型框圖。

圖2 裂解爐APC和RTO實(shí)施方案示意

2.1 裂解爐溫度與負(fù)荷先進(jìn)控制

裂解爐裂解氣出口溫度控制(COT)是乙烯裂解生產(chǎn)中最核心、最重要的控制方案。由于石油裂解過程中，6組物料通過6組并行進(jìn)料管線進(jìn)入裂解爐進(jìn)行裂解反應(yīng)，在裂解之前進(jìn)料需要注入一定比例的稀釋蒸汽稀釋油品的黏度，以提高裂解過程的效率，減低烴分壓，減少管壁結(jié)焦。不同油品需要注入的蒸汽量是不一致的，注入稀釋蒸汽混合后的物料先進(jìn)入爐膛的對流段預(yù)熱，然后進(jìn)入輻射段裂解，產(chǎn)生裂解氣。該生產(chǎn)過程中各爐管溫度的變化會產(chǎn)生強(qiáng)耦合現(xiàn)象，強(qiáng)耦合對穩(wěn)定裂解控制非常不利，需要APC模型解除各組爐COT管溫度之間的耦合，實(shí)現(xiàn)解耦控制；同時由于熱電偶的測量存在大純滯后，使作為控制主參數(shù)的COT出口溫度不能有效地作為高品質(zhì)的測量參數(shù)及時調(diào)節(jié)燃料氣控制閥的動作。如果不實(shí)行APC，裂解爐的正常生產(chǎn)就無法進(jìn)行,因此APC是裂解生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的控制方案，但這一方案由于需要根據(jù)開車投產(chǎn)之后的數(shù)據(jù)建模來開發(fā)，所以無法在EPC工藝包中預(yù)購，必須在投產(chǎn)以后進(jìn)行開發(fā)。

負(fù)荷APC是對溫度控制影響較大的另一個關(guān)聯(lián)參數(shù)，負(fù)荷決定了爐出口溫度COT的變化。在正常的生產(chǎn)過程中，不允許負(fù)荷發(fā)生大的變化，在工藝負(fù)荷變化時，通常是通過負(fù)荷控制器中均勻的操作，不允許使用突變增減方案。因此要控制好COT溫度，首先要確定好生產(chǎn)負(fù)荷。

圖3中顯示了裂解爐APC模型，圖中下半部分是熱值軟測量模型和熱值前饋控制方案，其輸出信號分別作為底部燃料氣和側(cè)壁燃料氣的SP值，并作為爐底部和側(cè)壁燃料氣的比值控制信號，以確定底部熱負(fù)荷和側(cè)壁熱負(fù)荷的比值關(guān)系，通常為6∶4或者7∶3左右。圖3中左側(cè)部分表示溫度均衡先進(jìn)控制方案。

爐管溫度均衡控制器輸出的信號通過增量加法器平均分配到各進(jìn)料控制器作為該控制器給定值，并經(jīng)二次計算后分配到各組稀釋蒸汽控制器進(jìn)行相關(guān)的控制動作。

2.2 影響裂解深度的主要因素

2.2.1影響裂解深度的主要因素

影響裂解深度的主要因素有COT溫度、爐型、停留時間(總負(fù)荷情況下測試得到)。裂解原料有5個物理屬性，POINA值代表直鏈烷烴的品質(zhì)全組分構(gòu)成，各字母分別代表： P ——正構(gòu)鏈烷烴(N-Paraffin，簡稱烷烴)，較易裂解生成乙烯、丙烯；O ——烯烴(Olefin)，裂解困難，易造成結(jié)焦；I——異構(gòu)烷烴(Isomerism alkane)，裂解困難；N——環(huán)烷烴(Naphthene)，環(huán)己烷裂解生成乙烯、丁二烯、芳烴，環(huán)戊烷裂解生成乙烯、丙烯，但環(huán)烷烴裂解的乙烯、丙烯及碳四的收率不如烷烴高，而且容易生成芳烴；A——芳烴(Aromatics)，裂解困難，易生成重質(zhì)芳烴，并造成結(jié)焦和影響烴分壓(汽烴比)等。

圖3 裂解爐APC流程示意

2.2.2衡量裂解深度的技術(shù)指標(biāo)

裂解深度的技術(shù)指標(biāo)有丙烯/乙烯質(zhì)量比(輕質(zhì)油爐)，簡稱丙乙比；甲烷/丙烯質(zhì)量比(重質(zhì)油爐)，簡稱甲丙比。以上兩個比值指標(biāo)是控制裂解深度的關(guān)鍵參數(shù)。

2.3 控制裂解深度的意義

1) 裂解爐操作的目標(biāo)。保證在一定運(yùn)行周期的前提下，使裂解爐操作收益最大化，實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)品收率、降低能耗的目標(biāo)。

2) 在油品屬性變化頻繁的操作環(huán)境下，在應(yīng)用COT均衡控制技術(shù)下，保證了COT的穩(wěn)定但不能同時保證裂解深度穩(wěn)定一致，需要通過實(shí)時計算裂解深度的質(zhì)量比值來控制裂解深度，以免引發(fā)過反應(yīng)或者欠反應(yīng)。

3) 在線色譜分析兩個流路的測量滯后時間一般為20min左右，在線質(zhì)譜分析儀滯后時間一般在5min以內(nèi)，無論選擇哪一種分析儀器都有純滯后時間，而裂解爐反應(yīng)停留時間只有0.38s左右，因此不能直接采用在線分析儀的輸出結(jié)果控制裂解爐的操作，在線分析數(shù)據(jù)可以通過補(bǔ)償、校正后作為測量信息。

根據(jù)以上分析，乙烯、丙烯產(chǎn)率效果最佳的區(qū)域就在圖4中陰影棒區(qū)的左側(cè)，乙烯產(chǎn)率和丙烯產(chǎn)率同時處于最高點(diǎn)，超過陰影棒區(qū)就是過反應(yīng)區(qū)了。

圖4 裂解反應(yīng)進(jìn)程

2．4 基于Smith神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裂解深度預(yù)估控制策略

基于Smith神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裂解深度預(yù)估控制策略如圖5所示，圖5中Tf1，Tf2是濾波時間常數(shù)，Tf1為30～60min，Tf2為1～2min。

圖5 基于Smith神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裂解深度預(yù)估控制策略

在圖5中，將一臺裂解爐的APC方案縮小成一個以裂解爐為控制對象的串級控制回路，COT溫度控制是主回路，裂解深度控制器是副回路。主回路的測量回路是COT溫度測量熱電偶，裂解深度的測量信號是裂解氣在線分析儀分析出來的數(shù)據(jù)經(jīng)補(bǔ)償運(yùn)算后的信號，并結(jié)合了在線NIR提供的油品屬性信息和裂解爐階躍測試結(jié)果信息，得出裂解深度預(yù)測模型綜合運(yùn)算后的測量信息。

2．5 基于Elman網(wǎng)絡(luò)的裂解深度預(yù)測模型獲取

1) 裂解深度模型輔助變量的選取。裂解深度模型輔助變量的選取依據(jù)以下變量得到：

輸入變量： COT溫度、原料油品密度、停留時間(總進(jìn)料量)、汽烴比、廢鍋出口壓力等。

輸出變量： 丙烯/乙烯質(zhì)量比和甲烷/丙烯質(zhì)量比。

輸入變量和輸出變量之間的關(guān)系要結(jié)合爐型來確定。由于各種爐型對原料的選擇性、能耗控制要求的不同，因此產(chǎn)率有很大差別。

裂解深度預(yù)測模型主變量與輔助變量之間的關(guān)系式：

y(k)=f(D(k)，F(xiàn)(k)，T1(k)，P(k)，R(k))

(1)

式中：y(k)——裂解深度軟測量值；D(k)——原料油密度，g/cm3；F(k)——進(jìn)料流量，t/h；T1(k)——爐管平均出口溫度，℃；P(k)——廢鍋出口壓力，kPa；R(k)——汽烴比。

2) 裂解深度神經(jīng)預(yù)測模型如圖6所示。

圖6 裂解深度神經(jīng)預(yù)測模型

3) Elman型回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)非線性狀態(tài)空間表達(dá)式：

Y(t)=G(W3X(t))

(2)

X(t)=F(W1XC(t)+W2U(t-1))

(3)

XC(t) =X(t-1)=

(4)

4) Elman型RNN學(xué)習(xí)指標(biāo)函數(shù)選用誤差平方和函數(shù)：

(5)

5) 權(quán)值修正方案，使用改進(jìn)型小生境遺傳算法。

最后還需對裂解深度預(yù)測模型輸出進(jìn)行在線校正。

3 操作界面的功能設(shè)計

該項(xiàng)目是基于Honeywell TPS控制系統(tǒng)開發(fā)的，由于現(xiàn)有條件的局限性，沒有使用APC工作站作為先進(jìn)控制操作站，而是將先進(jìn)控制程序直接嵌入DCS的HPM控制器中。在后來開發(fā)的RTO優(yōu)化控制中應(yīng)用了專用的優(yōu)化控制服務(wù)器，該服務(wù)器與DCS之間通過OPC接口進(jìn)行通信。操作界面設(shè)計如圖7，圖8所示。

圖7中顯示了BA1101～BA1105共5臺裂解爐APC的運(yùn)行狀態(tài)，將操作功能劃分3個區(qū)： 上部區(qū)域是裂解爐運(yùn)行狀態(tài)區(qū)，提供了油品變化信息，有LNAP,NAP,減壓柴油(HVGO)等，還顯示了裂解爐COT溫度信息、進(jìn)料量和稀釋蒸汽DS的使用量。中部區(qū)域是裂解深度控制投用狀態(tài)區(qū)，SEVC代表裂解深度數(shù)據(jù)，投用正常顯示綠色的NORMAL，投用不正常顯示紅色的ERROR；深度控制投用時顯示ON狀態(tài)，沒投用顯示OFF狀態(tài)；COTSP LIMIT顯示是否觸發(fā)溫度高限值。下部區(qū)域是優(yōu)化控制RTO投用狀態(tài)區(qū)和APC&RTO投用狀態(tài)區(qū)4個區(qū)域，RTO投用時顯示ON狀態(tài)，不投用顯示OFF狀態(tài)。SEVSP LIMIT 顯示了裂解深度的報警限制信息，在正常范圍內(nèi)顯示綠色的NORMAL，不正常顯示紅色的LOW，其他信息有APC投用率、SEVC投用率、RTO投用率。

圖7 基于DCS的APC操作總界面

圖8 BA1102爐具體操作信息

圖8顯示窗口分為5個區(qū)域，裂解深度投用條件確認(rèn)區(qū)、裂解深度控制單元區(qū)、爐管出口溫度和進(jìn)料類型區(qū)、在線分析故障情況狀態(tài)信息顯示區(qū)和在線分析儀表狀態(tài)區(qū)。最上面的WARNING,READY和RUN分別表示報警退出、允許投用和已經(jīng)運(yùn)行三種工作狀態(tài)。

操作界面的設(shè)計需要給操作員工提供簡單明了的操作信息、APC系統(tǒng)的狀態(tài)信息及為操作員工提供容易判斷的基本操作信息。

4 裂解爐深度優(yōu)化設(shè)計

RTO主要用于解決裝置一級的過程優(yōu)化問題，通常這些都是大型、非線性過程的優(yōu)化，其主要功能[2]：

1) 定期自動更新關(guān)鍵工藝參數(shù)的設(shè)定值，使整個裝置達(dá)到總體經(jīng)濟(jì)效益最大。

2) 對于原料、公用工程以及設(shè)備等的變化及時作出響應(yīng)，保證整個裝置始終在最優(yōu)工藝參數(shù)下運(yùn)行。

3) 當(dāng)產(chǎn)品、原料的價格等因素發(fā)生變化時，能及時計算，并調(diào)整相關(guān)工藝參數(shù)和產(chǎn)品產(chǎn)量，保證裝置的總體經(jīng)濟(jì)效益最大。

4) 隨時監(jiān)督設(shè)備性能。

5) 早期識別操作中存在的問題。

6) 根據(jù)油品品質(zhì)選擇深度控制目標(biāo)。

丙烯/乙烯質(zhì)量比或甲烷/丙烯質(zhì)量比(控制指標(biāo)的裂解深度)是控制裂解爐運(yùn)行的重要指標(biāo)，通過調(diào)節(jié)該指標(biāo)可以控制乙烯、丙烯的產(chǎn)出比例和產(chǎn)出量。過高的裂解深度會影響裂解爐的運(yùn)行壽命，過低的裂解深度則影響產(chǎn)出的產(chǎn)品產(chǎn)量，并會增加裂解爐的能耗，影響生成成本[3]。通常在沒有應(yīng)用NIR之前，輕質(zhì)油品裂解過程控制選用丙乙比作為深度控制指標(biāo)，重質(zhì)油品裂解過程控制選用甲丙比作為深度控制指標(biāo)。

裂解爐在運(yùn)行過程中，由于裂解原料屬性和裂解爐運(yùn)行狀態(tài)的變化，單一的裂解深度很難保證裂解爐運(yùn)行在優(yōu)化狀態(tài)。裂解深度過低，反應(yīng)不完全，乙烯產(chǎn)率偏低，產(chǎn)生大量的液體副產(chǎn)品，增加了后續(xù)分離的負(fù)荷；裂解深度過高，盡管乙烯產(chǎn)率高，但丙烯產(chǎn)率低、重組分結(jié)焦量增加，裂解爐運(yùn)行周期縮短。

建立裂解爐產(chǎn)品產(chǎn)率預(yù)測模型，并通過裂解氣在線分析系統(tǒng)輸出對其進(jìn)行在線校正，并利用裂解原料屬性變化和裂解爐狀態(tài)，針對一定的性能指標(biāo)對裂解爐裂解深度進(jìn)行實(shí)時滾動優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)裂解爐的優(yōu)化運(yùn)行。

裂解爐靈敏度分析根據(jù)爐出口溫度、爐出口壓力、蒸汽量、爐進(jìn)料量、爐橫跨溫度5個參數(shù)進(jìn)行，影響情況見表2所列。

表2 5個參數(shù)變化對乙烯、丙烯產(chǎn)率的影響

為實(shí)現(xiàn)裂解爐區(qū)域的優(yōu)化控制，需要將建立區(qū)域中的裂解爐的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)框架，實(shí)現(xiàn)區(qū)域中爐群的控制優(yōu)化，圖9表示了乙烯新區(qū)5臺裂解爐的RTO框架。圖10為實(shí)時優(yōu)化操作界面。

圖9 裂解深度RTO系統(tǒng)框架

圖10 深度優(yōu)化RTO操作界面

圖10中，左側(cè)為原料信息區(qū)，右側(cè)為RTO操作區(qū)，右下側(cè)為RTO投用條件確認(rèn)區(qū)，左下側(cè)為優(yōu)化結(jié)果數(shù)據(jù)。

圖11為結(jié)合經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)的操作界面，可在中部區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化指標(biāo)選擇，右側(cè)為產(chǎn)品的市場價格，下側(cè)為定義優(yōu)化指標(biāo)，使用極大值函數(shù)法計算。圖12為以石腦油為原料生產(chǎn)乙烯、丙烯和高附產(chǎn)品產(chǎn)生的產(chǎn)率變化曲線。

圖11 結(jié)合經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)的操作界面

圖12 乙烯、丙烯和高附產(chǎn)品產(chǎn)率變化

5 實(shí)施裂解爐優(yōu)化控制需要具備的外部條件

實(shí)現(xiàn)裂解爐APC和RTO是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要在裂解爐運(yùn)行穩(wěn)定以后逐步投用。設(shè)備本體的要求： 裂解爐在投料以后已經(jīng)處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，底部燒嘴和側(cè)壁燒嘴燃燒正常，爐管壁溫度全部正常、風(fēng)門擋板機(jī)構(gòu)運(yùn)行正常、全部測量儀表和控制儀表均處于正常狀態(tài)。

從控制系統(tǒng)來分析，要求燃料氣調(diào)節(jié)閥全部處于自動狀態(tài)，燃料氣前饋控制已經(jīng)投用；進(jìn)料、DCS各控制回路全部投入自動狀態(tài)，各調(diào)節(jié)閥都具有可調(diào)節(jié)的余量；爐出口溫度COT穩(wěn)定均衡運(yùn)行，COT與原料的串級控制全部投用，爐膛內(nèi)氧含量處于正常值范圍內(nèi)，爐出口在線色譜儀運(yùn)行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)正常，NIR等運(yùn)行正常，即可開始逐步投用優(yōu)化控制，投用之后需要將當(dāng)時對應(yīng)的產(chǎn)品價格信息輸入模型中，使生產(chǎn)按照模型進(jìn)行綜合的優(yōu)化控制。

在線油品NIR和裂解氣在線色譜儀是實(shí)施APC和RTO的重要基礎(chǔ)條件。在線NIR測量的是油品質(zhì)量的前饋信息，根據(jù)該信息可以預(yù)估裂解的產(chǎn)率。在線色譜儀測量的信號作為裂解后為APC系統(tǒng)提供的反饋信息，以判斷裂解效果與預(yù)測效果是否一致。要實(shí)現(xiàn)裂解爐優(yōu)化控制，兩種儀器缺一不可。但這兩種儀表價格昂貴、技術(shù)含量高，需要專業(yè)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)進(jìn)行建模和維護(hù)。

NIR需要使用化學(xué)計量學(xué)模型進(jìn)行建模，通常由專業(yè)的技術(shù)人員駐廠負(fù)責(zé)開發(fā)模型。由于油品變化極其頻繁，模型庫必須不斷地校正和補(bǔ)充，并由化驗(yàn)技術(shù)人員取樣分析進(jìn)行實(shí)時驗(yàn)證才能校正模型。模型的開發(fā)必須滾動進(jìn)行，至到所有的油品庫建成之后，才無須進(jìn)行樣品校正的工作。

至今該廠NAP建模和LNAP建模的開發(fā)工作已經(jīng)取得了一定的成效，模型庫得到了較好的補(bǔ)充，使乙烯新區(qū)裂解爐的優(yōu)化工作得以順利開展。加氫尾油模型開發(fā)工作還在進(jìn)行中，因而使用加氫尾油作裂解料的裂解爐還不具備開展優(yōu)化控制的條件。

6 結(jié)束語

由于每一套乙烯裝置都有很多裂解爐，所配置的裂解爐種類比較多，大多數(shù)裂解爐在運(yùn)行過程中又需進(jìn)行原料適應(yīng)性改造，因此建模過程通常會比較復(fù)雜，項(xiàng)目開發(fā)周期相對會比較長。在APC和RTC運(yùn)行過程中，受原料變化頻繁、儀表故障、風(fēng)門擋板機(jī)構(gòu)動作不靈等外界條件的影響比較多，導(dǎo)致APC投用不了，需停爐檢查各種設(shè)備和儀表是否正常工作。

實(shí)時優(yōu)化所需要的近紅外油品模型非常多，在選用NIR時應(yīng)強(qiáng)調(diào)油品模型的數(shù)量和開發(fā)保障能力，否則影響APC的投用。在APC模型開發(fā)和運(yùn)行過程中，合作方提供的技術(shù)支持是非常重要的，在立項(xiàng)時一定要確定好各種研究的內(nèi)容，對技術(shù)保障周期和服務(wù)條款必須在合同中嚴(yán)格規(guī)定。

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