催化裂化先进控制反再部分在线工艺计算的参数估计

1. 前言 在线工艺计算在催化裂化先进控制中起着非常重要的作用，其计算结果的正确程度直接影响到先进控制投用的效果。Honeywell先进控制的反再部分采用了半机理半经验的数学模型，将反应的苛刻度和产品产率与原料性质、操作条件关联为一系列系数，调整这些系数，可以使工艺计算具有一定的精度和较高的计算速度，以满足先进控制在线计算的要求。 中国石化北京设计院在承担的某厂重油催化裂化先进控制项目中，使用北京设计院自主开发的反应再生工艺计算软件包(CCTK)，针对装置的具体情况进行了模拟计算，计算出装置在不同的原料性质及操作条件下不同的转化率和产率分布，利用Honeywell提供的calibration软件对计算结果进行回归处理，得到在线工艺计算所需的参数，计算结果令人满意。 催化裂化先进控制反再部分在线工艺计算的参数估计 1. 前言 在线工艺计算在催化裂化先进控制中起着非常重要的作用，其计算结果的正确程度直接影响到先进控制投用的效果。Honeywell先进控制的反再部分采用了半机理半经验的数学模型，将反应的苛刻度和产品产率与原料性质、操作条件关联为一系列系数，调整这些系数，可以使工艺计算具有一定的精度和较高的计算速度，以满足先进控制在线计算的要求。 中国石化北京设计院在承担的某厂重油催化裂化先进控制项目中，使用北京设计院自主开发的反应再生工艺计算软件包(CCTK)，针对装置的具体情况进行了模拟计算，计算出装置在不同的原料性质及操作条件下不同的转化率和产率分布，利用Honeywell提供的calibration软件对计算结果进行回归处理，得到在线工艺计算所需的参数，计算结果令人满意。 2.模拟计算 2.1 CCTK软件 CCTK软件以提升管热平衡计算催化剂循环量并算得剂油比，用Blanding(布兰丁)动力学方程所得关联式预估裂化苛刻度（转化率）。 利用CCTK软件，可以计算出的结果有∶催化剂循环量、剂油比、反应热、转化率、产品产率等。 2.2 CCTK软件计算结果 CCTK软件的计算结果应该具有较高的精度，以保证回归的精度。图1是反应温度(指提升管出口温度)变化时，总转化率的变化情况，基本符合实际情况。 本文对反应温度变化、再生温度变化、原料性质变化等不同情况进行了模拟，得到了近30套数据，并依此作为回归Honeywell在线工艺计算参数的基础。 3.参数估计 Honeywell 提供的calibration软件中包含了其反再工艺计算的模型，参数变化时，计算结果也不同。本文将CCTK软件计算所得结果作为实测数据输入，利用最小二乘法进行参数回归，得到相应的参数。 3.1 预测苛刻度 计算预测苛刻度的部分参数如下∶ CCTK的计算结果与回归后Honeywell计算的预测苛刻度的比较见图2。由图中可以看出，两者结果符合的较好。 3.2 预测产量 本文对不同的产品分别进行回归，得到了针对不同产品的几套参数，本文以丙烯产量为例，其部分参数如下所示∶ CCTK的计算结果与回归后Honeywell计算的预测丙烯产量的比较见图3。由图中可见，两者的偏差不大。 4. 初步应用 在得到反应再生部分在线工艺计算的全部参数后，在离线环境下对工艺计算部分进行组态，设定有关的参数。并对某厂阶跃实验得到的数据进行计算，计算结果均在装置操作的正常范围内，用户对此感到满意。为下一步的在线应用打下良好的基础。 5. 结论 通过在线工艺计算的参数估计工作，可以得出以下结论∶ 5.1 利用北京设计院的CCTK软件进行Honeywell在线工艺计算的参数估计是可行的，精度较高； 5.2 Honeywell的在线工艺计算结果符合实际情况，在线应用也是可行的； 5.3 如果将CCTK软件进行适当的改进，直接应用于在线计算，在技术上没有大的障碍，还可以消除参数估计过程产生的误差。