实时参数整定的无模型自适应控制算法及其在气体分馏装置的应用

现有无模型自适应控制(MFAC)算法中,4个模型参数λ,ρ,η,μ在控制过程中保持不变,导致伪偏导对控制进程影响小、算法自适应能弱等问题。利用径向基函数(RBF)神经网络,基于系统的输入和伪偏导,以期望输出与实时输出差值为训练误差的实时整定参数,提高了MFAC的自适应能力;进而提出了一种新的离散时间非线性系统紧格式动态线性化MFAC算法(简称BRF-MFAC算法),并通过非线性系统控制案例验证了RBF-MFAC良好的跟踪性能;将其应用于某炼油厂0.3 Mt/a气体分馏装置,相比现有MFAC算法,丙烯塔单输入单输出(SISO)系统丙烯产品纯度达标操作调整次数减少42.4%,多输入多输出(MIMO)系统丙烯产品纯度和产量达标操作调整次数减少78.0%。

流程模拟在气体分馏装置扩能优化改造中的应用

通过流程模拟软件对某炼油厂65×10^(4)t/a气体分馏装置进行建模,利用模拟数据与操作数据的对比,验证模型的正确性,然后对模型进行扩能模拟优化;在保证扩能后装置处理能力达到70×10^(4)t/a,丙烯产品纯度达到99.6%(物质的量分数),丙烷产品纯度达到99.8%(物质的量分数)控制指标的前提下,分别对各塔的分离目的 及优化目标进行明确。通过对操作压力、进料比例及塔顶馏出率等关键操作参数进行优化调整,得出各塔最佳操作条件及影响装置提高处理能力的主要瓶颈,以满足装置扩能需求;项目仅对影响扩能的主要瓶颈进行改造,改造工程量小,投资成本低,可为同类装置离线优化提供借鉴;装置改造后,产品分馏效果较好,产品质量合格,能耗较低,年处理能力达到70×10^(4)t/a。扩能后设备操作压力低,装置能耗为2056.7MJ/t,在中国石化系统同类装置内属较优水平。

气体分馏装置机泵的选型与应用

气体分馏装置机泵的分类、选型及实际应用特点--随着全国大型炼化一体化项目建设如火如荼地开展,上下游装置的集中性和原料分配的灵活性充分得到了体现。因此,小型装置由于其能耗高、处理量低、抗波动能力差等缺点终将被取缔淘汰。气体分馏装置在炼化一体化装置中是炼油与化工的桥梁,起着承上启下的作用。其处理能力直接影响着化工装置的高附加值产品产能。随着处理能力的提升,机械设备必然在选型和应用上会有所改变,以满足装置的长周期安全稳定运行,本文以气体分馏装置为例,详细阐述了从前期规划角度针对机泵的设计选型以及后期生产过程中实际应用的具体操作要点及注意事项。

应用Aspen Hysys流程模拟实现气体分馏装置的提质增效

采用AspenHysys流程模拟软件,搭建了60万t·a^(-1)气体分馏装置的三塔模型,以精确地模拟实际的生产工况。基于此模型,对压力、温度和进料板位置进行了模拟分析,提出了最佳操作条件:丙烯塔的进料位置改为第130层塔板,回流量降至458t·h^(-1),进料温度和丙烯塔操作压力保持不变,可新增丙烯产量70kg·h^(-1)。同时,对脱丙烷塔进行了优化分析,在确保塔底C3含量≤0.7%(v/v)的前提下,回流量可降至65t·h^(-1)。通过降低塔顶回流量和回收高价值的丙烯产品,可实现经济效益人民币164.28万元·a-1。

气体分馏装置优化扩产节能研究

通过对吉林化学工业股份有限公司炼油厂气体分馏装置的优化模拟和分析计算 ,找出了原有生产工艺存在的问题 ,提出了优化扩产及节能改造的最佳方案并在装置上实施成功。优化设计的脱丙烷塔及采用自行研制的高效填料 ,具有生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、回流比小、能耗低等优点。改造后的装置能耗由改造前的2 884MJ/t下降到 2 173 6MJ/t,处理能力由 12 0kt/a提高到 15 0kt/a。

增量式多变量预测函数控制及其在气体分馏装置中的应用

针对传统的比例-积分-微分(PID)控制应用于多变量、大滞后的复杂过程时无法获得满意控制效果的问题,该文提出一种增量式多变量预测函数控制(IMPFC)算法。该算法利用过程阶跃响应数据建立增量式传递函数矩阵模型,采用单点线性化方法直接递推出过程预测输出,并对控制增量进行优化求解,解决了位置式预测函数控制算法对控制量约束的不足,使控制量变化更加平缓。通过对预测输出误差和未来的设定值进行多项式拟合,克服了模型失配问题,使预测输出更接近于参考轨迹。在气体分馏装置中的应用表明,该文方法具有良好的跟踪性、鲁棒性和抑制干扰的能力,其控制品质优于传统PID控制。

气体分馏装置的节能优化

随着节能工作进一步开展,各种新节能设备和技术日趋完善。化工过程系统也陆续提出解决炼油等行业生产过程中如何更有效地回收能量提高能量利用率的问题,这一问题的解决对于生产中的节能降耗具有重要意义。通过对多套气体分馏装置的研究,利用过程能量集成技术对其换热网络进行节能优化,提出了热泵精馏的工艺。该工艺可靠,节能效果显著,且可行,并具有十分重要的意义。

立体传质塔板在气体分馏装置的应用

中国石油锦州石化分公司在气体分馏装置异丁烯塔的扩能改造中用立体传质塔板(CIST)替代原F_1型浮阀塔板,在塔径(2600 mm)、塔高、塔固定件均不变动的情况下,使处理能力较最初设计值提高136.76％,能耗降幅达41.1％。改造后,塔运行平稳,操作弹性大,达到了改造目标。

催化裂化装置吸收稳定系统和气体分馏装置的联合优化

介绍了催化裂化装置吸收稳定系统和气体分馏装置的联合优化,给出了优化的目标函数、优化变量和约束条件。通过装置的流程模拟和优化,提出了气体分馏装置新双塔流程(无脱乙烷塔,只有脱丙烷塔和丙烯精馏塔),以及各装置的优化工艺条件。其结果,催化裂化装置于气中的C3浓度进一步降低,产品收率提高;气体分馏装置取消了脱乙烷塔后丙烯回收率(以质量分数计),从原有的低于95％提高到99％左右。该项目已经于2004年在中国石油化工股份有限公司广州分公司成功实施,装置连续运转达5个月且各装置生产操作始终正常,丙烯产品中丙烯摩尔分数为99．6％以上。根据标定数据折算,生产能力共计0．32 Mt/a的两套气体分馏装置,销售收入净增达1 872．12×104RMB￥/a,节能折合效益355．24×104RMB￥/a,总计增加经济效益达2 227．16×104RMB￥/a。该项目投入少、实施容易、效益明显,是一项在计算机模拟和优化指导下的联合优化工程。

炼油厂气体分馏装置用能的集成和优化(英文)

气体分馏装置分布广,能量流密集,对该装置进行节能研究,具有重要意义。近年来,国内外许多炼油厂采用催化裂化装置与气分装置热联合技术,使气体分馏装置能耗大幅度下降,但由于热媒水温位和流量的限制,使其能耗仍有较大下降空间。通过对多套气体分馏装置的研究,利用过程能量集成技术,综合了某气体分馏装置的流程结构、工艺限制、用能优化目标及设备投资等多种因素,对系统进行了用能调优分析。在此基础上,采用通用流程模拟软件对气体分馏装置进行了全流程模拟,提出了节能技术方案:(1)对脱轻C4塔进行工艺参数调整后,提高塔顶操作温度,使脱轻C4塔塔顶蒸汽作为丙烯塔再沸器热源,实现多效蒸馏;(2)脱丙烷塔由单塔流程改为高低压双塔,高压塔为非清晰分割,低压塔采用清晰分割;(3)对热媒水换热网络进行调优,以保证新工况下热媒水的输入热量不变,从而减少系统1.0 MPa蒸汽的用量。通过该方案使装置能耗下降了669 MJ/t,单耗下降了19%,1年收回投资。脱轻C4塔与脱丙烯塔间进行多效蒸馏、脱丙烷塔双塔流程的新工艺可靠,节能效果显著,具有普遍推广价值。

气体分馏装置丙烯回收优化及双塔流程可行性研究

针对气体分馏装置丙烯收率低于95%的现状,运用 PRO/Ⅱ软件对某0.2Mt/a 气体分馏装置进行全流程模拟,通过对设计进料和不同组成的进料进行模拟,验证了模拟方法的可靠性,分析了丙烯损失的原因及提高丙烯收率的措施。结果表明,丙烯损失主要来源于脱乙烷塔塔顶气相采出和丙烯精馏塔釜液夹带,其中前者占丙烯损失的65%以上。探讨了取消脱乙烷塔、实施气体分馏双塔流程的可行性,其关键在于要控制气体分馏装置原料中 C_2的摩尔分数不大于0.10%。模拟数据表明,通过采用气体分馏双塔流程和优化丙烯塔操作,气体分馏装置的丙烯收率可以达到99%以上。

先进控制在气体分馏装置的应用

中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司炼油厂Ⅱ套气体分馏装置原采用集散控制系统控制,为进一步提高丙烯收率,实施了先进系统应用项目。介绍了先进控制系统的目标、构成、控制方案和应用情况。经过一年的工程开发和现场调试,取得了较好的效果,先进控制投用率达到90%,丙烯收率提高0.28%.经济效益显著,同时操作平稳率大幅度提高。

吸收稳定系统和气体分馏装置联合优化工艺的应用

克拉玛依石化公司采用催化裂化装置吸收稳定系统和气体分馏装置联合优化工艺对装置进行优化调整,通过优化催化裂化吸收稳定系统的操作条件,将液化气中的乙烷含量控制在0.5%左右;并停开气体分馏装置脱乙烷塔,停止排放乙烷气,以减少丙烯损失。运行期间丙烯产率提高了1.69个百分点,丙烯回收率提高了6.79个百分点,而且降低了装置能源消耗,取得了显著的经济效益。

气体分馏装置的改造及成效

气体分馏装置存在着:①脱丙烷塔底重沸器结垢严重;②脱乙烷塔底重沸器使用1.0MPa蒸汽热源,增加装置运行成本;③丙烯塔循环水量不足、粗丙烯产品纯度不合格的问题。为此进行改造:备用一台脱丙烷塔底重沸器;停用1.0MPa蒸汽,改由催化装置低温热水加热;丙烯塔粗丙烯抽出口由原来的132层和136层上移至144层;单独铺设一条循环水线,为丙烯塔供水。改造后标定数据表明,气体分馏装置各塔操作条件明显改善,精丙烯和粗丙烯纯度分别达到99.8%和97.03%,停用1.0MPa蒸汽后,年节约加工费用448万元。

气体分馏装置技术改造

中国石化济南分公司气分车间第2套气体分馏装置精馏塔顶冷凝系统冷却效果较差,脱丙烷塔和脱丙烯塔顶馏分经冷凝后温度仍较高,从而制约装置处理量的提高。为此对气体分馏装置塔顶冷凝器系统、机泵系统、精馏塔塔底加热系统等进行了技术改造,改造后装置加工能力由15万t/a提高到20万t/a,装置能耗降低11.28%,年节约费用1614万元以上。

气体分馏装置排放气体的回收利用

气体分馏装置中一些气体的排放造成很大的浪费和环境污染。如乙烷塔顶干气、待维修机泵壳体及其管道内的气体,以及装置停工或操作波动时的不合格产品气体等均排入燃料气系统作为燃料气。这些气体富含丙烯和一部分丙烷。为了回收利用这些有价值的气体,将上述气体改排入民用液化石油气系统或催化裂化装置气压机入口。另外,在开工置换阶段,由原来先用燃料气置换改为直接用液化石油气置换,这样不需排放轻组分至火炬,减少了气体损失。这些措施取得了很好效果。

快速切断阀在气体分馏装置丙烯塔回流泵上的应用

快速切断阀在中国石油化工股份有限公司洛阳分公司二联合车间气体分馏装置丙烯泵上应用后,既提高了装置的安全运行水平,又降低了操作人员的工作强度,经济效益明显。

某气体分馏装置地基土性试验研究及分析

以某石化公司大型气体分馏装置地基的岩土工程为实例,论述了大型设备装置地基岩土工程进行的技术工作方法。通过对该建筑物地基土各土层的物理力学性质的现场原位测试以及室内土工试验结果的分析,并根据有关规范与标准,本地经验值,得出该大型气体分馏装置地基土承载力的推荐值和相关参数,为设计与施工提供依据。

气体分馏装置不凝气中丙烯的回收

详细介绍了气体分馏装置中不凝气的来源、积累后危害,通过研究生产统计数据,提出降低不凝气量和回收不凝气中丙烯的方法,进而提高装置的整体效益。