关键词：催化裂化；优化控制；收率；经济效益
引言
现阶段，催化裂化装置设备有很多种类型，设备管理的难度很大，尤其是大型的机组管理较为复杂。通过运行摸索，发现只有让大型机组以及特阀等设备平稳的运行，催化裂化装置才能长期正常、安全平稳生产运行。
1 催化裂化的控制方法
第一，再生滑阀的自动控制法。其中主控的方向是再生滑阀，提升反应出口温度。第二，沉降器自动控制法。其中主控方向是待生滑阀到沉降器。第三，APC先进控制系统。第四，离线调优系统。目前，催化裂化的反应部分直接影响产品分布以及装置运行，通常该部分受影响因素较多，会严重影响反应深度。
2 催化裂化装置概况
本文催化裂化装置的研究主要是针对100万吨/年重油催化裂化装置，该装置是中国石化洛阳工程公司完成设计，主要原料为常压渣油，设计加工规模为总体处理量100万吨每年，操作弹性60%-110%。其中双脱装置和该催化裂化装置进行合理配套，催化裂化装置所生产的汽油、液化石油气等采取了有效地脱硫，汽油中的硫醇硫含量小于10ppm；液化气硫化氢含量同样小于10ppm；脱后干气到乙苯苯乙烯装置作为原料。
3 100万吨/年重油催化裂化装置技术特点
第一，该装置采用的技术是利用了烧焦罐+稀相管两段再生系统，再生催化剂定碳含量不大于0.2%。
第二，沉降器旋风分离器采用粗旋+单旋形式。粗旋两组，下料采用溢流斗形式，单旋四组，为翼阀。溢流斗可有效防止开工过程中粗旋蹿气，避免催化剂跑损。
第三，开展装置逆向三维建模。以现场装置为基础，建立装置设备管道三维数字模型；以设备资料为基础，建立单体设备模型，设备实现单体拆解、回装动画演示。在生产、安全、施工、监控等各个方面进行应用。
第四，针对干气作为乙苯苯乙烯原料，在干气脱硫塔出口的缓冲罐后，增设聚结器，降低干气中夹带的过饱和水。
4 优化控制方案
能量诊断系统通过对催化裂化装置实时用能过程的模型计算和在线运行，可直接计算出装置和设备运行操作工况信息，改变了以往工艺计算和统计功能效率低、流程模拟软件操作不便、统计和模拟计算二者分离而无法满足深层次和操作管理优化需求的弱点。
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4.1反再及烟气系统模型计算
催化裂化装置通过能量诊断优化，输入反应再生相关参数，如：反应温度、再生滑阀压降、待生滑阀压降、再生器密相温度、再生压力、沉降器压力等，可以计算出反应时间、剂油比、反应热、旋分入口线速等参数。通过对烟机入口高温蝶阀的开度和双动滑阀开度以及压降的核算，可计算出烟机效率为74.06%。
变量进行优化选择过程中，最需要加以重视的就是控制的反应以及再生部分中工艺的变量。一是双动滑阀开度对烟机做功的影响；二是再生器密相温度对剂油比的影响；三是余热锅炉的排烟温度对能耗的影响；四是预提升蒸汽、预提升干气对节能和产品分布的影响。
4.2机组效率评价
催化裂化装置通过能量诊断优化，利用机组各运行参数，如：再生滑阀压降、待生滑阀压降、主风机出口压力、烟机入口压力、主风机出口温度、烟机入口温度、再生器各段料位藏量等。通过核算可计算出各机组效率。
5 优化控制的实际应用及标定结果
5.1反再及烟气系统模型计算结果显示：再生器密相温度为698.42℃，密相温度偏高，不利于剂油比作为独立变量的产品分布优化，建议：增加外取热器产汽量，提高剂油比、改善产品分布。烟气的排烟温度为224.01℃，排烟温度偏高，建议：增加余热锅炉吹灰操作，降低排烟温度，通过对比可增加产汽量1.7t/h。
5.2富气压缩机效率为73.49%，主风机效率为82.76%。诊断结果为再生滑阀压降为52.02kPa，偏高，有优化的空间，降低再生器压力可降低主风机出口压力，最高可降低电耗358.62kW。
结语
为了缓解各种能源的紧缺问题，提高能源使用率，实现效益和收率双赢，具体结论如下：第一，优化各项软件系统以及积分方法，持续完善在线监测功能，让工艺参数实现在线调整，实现智能化的自动故障检测以及处理，实现生产全过程在线控制和智能优化；第二，要想实现控制优化，就需要针对总进料系统的生产运行情况采取有效地控制，控制双动滑阀开度、再生滑阀压降等，能让机组处于最佳运行工况，多个方案总计增加效益56.92元/吨原料；第三，通过针对装置优化控制方案的实施，分析生产数据，在机组安全平稳运行的基础上，进行生产优化调节，节约装置能源消耗,实现催化裂化装置平稳控制，减少实际操作人员的工作量，产品收率明显改善，企业的总体经济效益得到大幅提高。
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论文作者:王观佑
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
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