[發明專利]一種渣油延遲焦化過程中收率實時預測方法

有效

• 申請號: 201510136701.2
• 申請日: 2015-03-26
• 公開（公告）號: CN104765347B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 錢鋒;楊明磊;杜文莉;鐘偉民
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 沙永生

本發明公開了一種渣油延遲焦化過程中收率實時預測方法。該方法結合延遲焦化反應器特點，建立軸向絕熱反應器的數學模型。基于物料平衡、熱量平衡原理對收集的裝置實時數據進行處理，結合智能優化算法，對延遲焦化反應動力學參數進行實時校正，使機理模型能夠精確描述裝置實際運行情況。在精確機理模型基礎上，分析關鍵操作/工藝條件，對延遲焦化產品收率的影響，結合神經網絡建模技術，將操作條件與收率數據之間進行關聯，建立收率代理模型，提高收率數據計算速度。根據收率影響趨勢進行分段線性化，求解線性方程，獲得PIMS計劃模型中相應的Delta?Base收率數據，實現延遲焦化裝置收率實時預測，為建立精確的計劃優化PIMS模型提供理論支撐。

技術領域

本發明涉及融合渣油裂化反應機理和裝置實時運行特性的延遲焦化過程收率實時預測方法，該方法可以用于延遲焦化過程建模仿真、模型實時校正以及和PIMS生產計劃優化模型實時構建。

背景技術

延遲焦化是現代煉油過程針對重油的主要加工方法。延遲焦化技術是在一定溫度和壓力條件下，通過加熱爐快速加熱，將渣油裂解成干氣、液化氣、汽油、柴油和蠟油的過程。

一般煉油廠的延遲焦化單元流程圖如圖1所示。來自減壓塔的渣油經流量計后進入延遲焦化原料緩沖罐，經過泵加壓后進入分餾塔下部，與來自焦炭塔的高溫油氣(430～440℃)換熱，將原料油中的輕質油蒸發出來，同時又將過熱的焦化油氣降至可進行分餾的溫度。原料油和循環油一起從分餾塔的塔底抽出，送至加熱爐加熱到500℃左右，然后經過四通閥進入焦炭塔底部。熱的原料油在焦炭塔內進行裂解、縮合等反應，最后生成焦炭。焦炭聚集在焦炭塔內，反應油氣自焦炭塔頂部逸出，進入分餾塔，得到焦化氣、汽油、柴油、蠟油和循環油。

實際生產過程中，焦化氣、汽油、柴油和蠟油等產品的收率受原料和操作條件的影響，導致實際產量與生產計劃預期值往往存在一定的偏差。究其原因，關鍵在于目前生產計劃PIMS模型均采用固定收率，難以準確描述裝置實際運行過程。因此，如何建立一個能精確、定量描述延遲焦化裝置的收率模型是提高當前煉油裝置生產計劃模型準確性的關鍵。

延遲焦化原料大都是重質、劣質的渣油，其組成十分復雜，因而延遲焦化反應機理也十分復雜，因此對其模型化具有一定的難度。但總的來說延遲焦化屬于烴類熱轉化反應，是一種復雜的平行順序反應，反應基本上按照裂解和縮合兩個方向進行。裂解反應是吸熱反應，通過裂解反應產生氣體烴等小分子；縮合反應是放熱反應，通過縮合反應產生稠環芳烴等大分子，由于前者所占的份額明顯大于后者，因而延遲焦化總體上屬于吸熱反應，需要在高溫下進行。

精確收率模型的核心在于準確的反應機理動力學。眾所周知，延遲焦化反應包括烷烴熱轉化、環烷烴熱轉化、芳烴熱轉化以及含硫、含氮非烴類化合物熱轉化等多種反應，機理較為復雜。目前，對于類似的復雜反應體系，一般采用集總的方法進行動力學分析。如此，既能保留反應核心機理，同時還能簡化反應網絡，降低動力學參數估計難度。近年來，國外許多工程公司以及科研機構，如UOP公司、Mobil石油公司、中國石化石油化工科學研究院、弗吉尼亞大學、華東理工大學，都對延遲焦化反應進行了深入的研究，提出了各自的集總反應動力學模型。本專利綜合考慮模型準確性和計算效率，在11集總模型的基礎上建立延遲焦化反應器機理模型，用于實時預測延遲焦化裝置關鍵產品收率。

發明內容

本發明提供了一種融合渣油裂化反應機理和裝置實時運行特性的延遲焦化過程中收率實時預測方法。

具體技術方案如下：

一種渣油延遲焦化過程中收率實時預測方法，包括以下步驟：

(1)利用VB.net軟件平臺開發煉油廠PHD實時數據庫與機理模型之間的數據通信接口，實現渣油延遲焦化過程的實時數據收集；基于物料平衡、能量平衡和現場儀表情況對數據進行調和，剔除無用和錯誤的實時數據；