催化裂化先進(jìn)控制反再部分在線工藝計(jì)算的參數(shù)估計(jì)

1. 前言 在線工藝計(jì)算在催化裂化先進(jìn)控制中起著非常重要的作用，其計(jì)算結(jié)果的正確程度直接影響到先進(jìn)控制投用的效果。Honeywell先進(jìn)控制的反再部分采用了半機(jī)理半經(jīng)驗(yàn)的數(shù)學(xué)模型，將反應(yīng)的苛刻度和產(chǎn)品產(chǎn)率與原料性質(zhì)、操作條件關(guān)聯(lián)為一系列系數(shù)，調(diào)整這些系數(shù)，可以使工藝計(jì)算具有一定的精度和較高的計(jì)算速度，以滿足先進(jìn)控制在線計(jì)算的要求。 中國(guó)石化北京設(shè)計(jì)院在承擔(dān)的某廠重油催化裂化先進(jìn)控制項(xiàng)目中，使用北京設(shè)計(jì)院自主開發(fā)的反應(yīng)再生工藝計(jì)算軟件包(CCTK)，針對(duì)裝置的具體情況進(jìn)行了模擬計(jì)算，計(jì)算出裝置在不同的原料性質(zhì)及操作條件下不同的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率分布，利用Honeywell提供的calibration軟件對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行回歸處理，得到在線工藝計(jì)算所需的參數(shù)，計(jì)算結(jié)果令人滿意。 催化裂化先進(jìn)控制反再部分在線工藝計(jì)算的參數(shù)估計(jì) 1. 前言 在線工藝計(jì)算在催化裂化先進(jìn)控制中起著非常重要的作用，其計(jì)算結(jié)果的正確程度直接影響到先進(jìn)控制投用的效果。Honeywell先進(jìn)控制的反再部分采用了半機(jī)理半經(jīng)驗(yàn)的數(shù)學(xué)模型，將反應(yīng)的苛刻度和產(chǎn)品產(chǎn)率與原料性質(zhì)、操作條件關(guān)聯(lián)為一系列系數(shù)，調(diào)整這些系數(shù)，可以使工藝計(jì)算具有一定的精度和較高的計(jì)算速度，以滿足先進(jìn)控制在線計(jì)算的要求。 中國(guó)石化北京設(shè)計(jì)院在承擔(dān)的某廠重油催化裂化先進(jìn)控制項(xiàng)目中，使用北京設(shè)計(jì)院自主開發(fā)的反應(yīng)再生工藝計(jì)算軟件包(CCTK)，針對(duì)裝置的具體情況進(jìn)行了模擬計(jì)算，計(jì)算出裝置在不同的原料性質(zhì)及操作條件下不同的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率分布，利用Honeywell提供的calibration軟件對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行回歸處理，得到在線工藝計(jì)算所需的參數(shù)，計(jì)算結(jié)果令人滿意。 2.模擬計(jì)算 2.1 CCTK軟件 CCTK軟件以提升管熱平衡計(jì)算催化劑循環(huán)量并算得劑油比，用Blanding(布蘭丁)動(dòng)力學(xué)方程所得關(guān)聯(lián)式預(yù)估裂化苛刻度（轉(zhuǎn)化率）。 利用CCTK軟件，可以計(jì)算出的結(jié)果有∶催化劑循環(huán)量、劑油比、反應(yīng)熱、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品產(chǎn)率等。 2.2 CCTK軟件計(jì)算結(jié)果 CCTK軟件的計(jì)算結(jié)果應(yīng)該具有較高的精度，以保證回歸的精度。圖1是反應(yīng)溫度(指提升管出口溫度)變化時(shí)，總轉(zhuǎn)化率的變化情況，基本符合實(shí)際情況。 本文對(duì)反應(yīng)溫度變化、再生溫度變化、原料性質(zhì)變化等不同情況進(jìn)行了模擬，得到了近30套數(shù)據(jù)，并依此作為回歸Honeywell在線工藝計(jì)算參數(shù)的基礎(chǔ)。 3.參數(shù)估計(jì) Honeywell 提供的calibration軟件中包含了其反再工藝計(jì)算的模型，參數(shù)變化時(shí)，計(jì)算結(jié)果也不同。本文將CCTK軟件計(jì)算所得結(jié)果作為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)輸入，利用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)回歸，得到相應(yīng)的參數(shù)。 3.1 預(yù)測(cè)苛刻度 計(jì)算預(yù)測(cè)苛刻度的部分參數(shù)如下∶ CCTK的計(jì)算結(jié)果與回歸后Honeywell計(jì)算的預(yù)測(cè)苛刻度的比較見圖2。由圖中可以看出，兩者結(jié)果符合的較好。 3.2 預(yù)測(cè)產(chǎn)量 本文對(duì)不同的產(chǎn)品分別進(jìn)行回歸，得到了針對(duì)不同產(chǎn)品的幾套參數(shù)，本文以丙烯產(chǎn)量為例，其部分參數(shù)如下所示∶ CCTK的計(jì)算結(jié)果與回歸后Honeywell計(jì)算的預(yù)測(cè)丙烯產(chǎn)量的比較見圖3。由圖中可見，兩者的偏差不大。 4. 初步應(yīng)用 在得到反應(yīng)再生部分在線工藝計(jì)算的全部參數(shù)后，在離線環(huán)境下對(duì)工藝計(jì)算部分進(jìn)行組態(tài)，設(shè)定有關(guān)的參數(shù)。并對(duì)某廠階躍實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果均在裝置操作的正常范圍內(nèi)，用戶對(duì)此感到滿意。為下一步的在線應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。 5. 結(jié)論 通過(guò)在線工藝計(jì)算的參數(shù)估計(jì)工作，可以得出以下結(jié)論∶ 5.1 利用北京設(shè)計(jì)院的CCTK軟件進(jìn)行Honeywell在線工藝計(jì)算的參數(shù)估計(jì)是可行的，精度較高； 5.2 Honeywell的在線工藝計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際情況，在線應(yīng)用也是可行的； 5.3 如果將CCTK軟件進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，直接應(yīng)用于在線計(jì)算，在技術(shù)上沒(méi)有大的障礙，還可以消除參數(shù)估計(jì)過(guò)程產(chǎn)生的誤差。