[發明專利]一種自適應限速濾波與催化劑流量實時觀測器

有效

• 申請號: 201310416838.4
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104457858B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 袁璞;黃德先;陳玲聰
• 申請（專利權）人: 袁璞
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

本發明涉及一種自適應限速濾波與催化劑流量實時觀測器；由包含自適應限速濾波器的工況檢測器、催化劑流量實時計算器、催化劑流量時滯觀測器、再生催化劑流量實時校正器組成，由實測再生滑閥壓降和開度，給出再生催化劑流量的實時計算值；按再生器和反應沉降器動態熱平衡和動態物料平衡確定具有時滯的待生催化劑流量和再生催化劑流量；以具有時滯的再生催化劑流量對再生催化劑流量實時計算值進行實時校正；本觀測器每隔3?10秒給出當前時刻催化劑流量的數值和可能發生的故障和催化劑流動不正常的信息，為反應深度的在線實時分析判斷、操作控制和實時優化提供了依據。

技術領域

本發明涉及石油加工過程中催化裂化裝置中反應器與再生器間催化劑流量的在線實時確定與數據處理的自適應限速濾波方法。

背景技術

催化裂化是石油加工過程中將重油和渣油轉變為輕質油的一個重要生產裝置。其主要特點是：催化裂化是一個吸熱反應過程，在反應過程中因結焦而失去活性的待生催化劑，流到再生器中將焦炭燒掉而恢復活性，稱為再生催化劑。燒焦后具有較高溫度的再生催化劑，循環流回至反應器，提供了催化裂化反應所需的熱量。催化裂化反應深度不僅與再生催化劑的溫度和活性有關，進入反應器的再生催化劑流量是影響反應深度的重要因素，改變再生滑閥開度以調整再生催化劑流量，是控制反應深度的主要手段。但因催化劑是處于高溫下的固體粉塵，對其在管線中流動時的流量尚無有效的測量方法，運行過程中催化劑的流量不得而知，使催化裂化反應深度的實時分析與確定，反應深度的操作控制和優化難于圓滿實現。

目前，常用再生器穩態熱平衡對催化劑循環量進行估算，認為待生催化劑流量與再生催化劑流量是相等的，但生產過程運行時，經常處于動態變化之中，再生器內催化劑藏量和熱量的積蓄量都在隨時發生變化，穩態熱平衡計算不能適應實際運行時的動態變化，不能準確給出實際運行時的催化劑流量，再生催化劑流量與待生催化劑流量常常是不同的，統稱為催化劑循環量也是不準確的。

用再生器熱平衡計算時需要再生煙氣中氧氣和一氧化碳含量的實測值，需要進入再生器的待生催化劑溫度實測值，這些實測變量都具有一定時間滯后，而現代催化裂化管式反應器中反應物停留時間只有三秒鐘左右，依據再生器熱平衡計算不可能給出當前時刻進入反應器的催化劑流量，不能依此實時判斷反應深度，不便于反應深度的操作控制。

要提供催化劑流量的實時值，通常需要與催化劑流量有關的實測變量。由于催化劑是粉塵狀，有關實測信息均有較大的噪聲，需要濾波處理，現有濾波方法在濾掉噪聲，又要保持其實時響應，矛盾較大，這是實時確定催化劑流量需解決的問題，也是一般數據處理中需要解決的一個問題。

與催化劑流量實時計算相關的另一個實際問題是催化劑流動狀態和實時計算的催化劑流量是否正常。催化劑流化不正常是實際運行時常常遇到的問題，比較明顯的不正常現象是“架橋”和“塌方”，常常還有不很明顯的流動不正常現象，都會影響反應深度的操作控制，影響正常生產，也是一個不安全的因素。但目前對催化劑流動不正常，尤其是不很明顯的流動不正常，缺少實時檢測的方法，是反應深度控制和安全運行需要解決問題之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種自適應限速濾波與催化劑流量實時觀測器；利用自適應限速濾波數據處理方法和催化劑流量實時變化值，給出催化劑流動的非正常工況和故障信息，為反應深度的在線實時分析判斷、操作控制和實時優化提供依據。

本發明所述的催化劑流量實時觀測器的結構如圖1所示，由包含自適應限速濾波的工況檢測器、催化劑流量實時計算器、催化劑流量時滯觀測器、催化劑流量實時校正器組成，其功能是每隔3-10秒給出當前時刻催化劑流量的數值和可能發生的故障和催化劑流動不正常的信息。

1.工況檢測器(圖1中的1)

利用實測變量，給出所需不可測變量的實時值，是不可測變量實時計算的基本方法。為使本發明給出的催化劑流量能準確及時的反映實際情況，對實測變量進行濾波處理、對計算結果進行故障檢測、對催化劑循環流動是否正常進行實時檢測，是非常必要的，本工況檢測器包括：