[发明专利]一种催化裂化装置的控制方法

说明书

本发明提供一种催化裂化装置的控制方法，方法包括步骤：确定催化裂化装置中的被控变量，被控变量为旋风分离器温度以及再生器焦炭含量；基于催化裂化装置的参数化数学模型，获取旋风分离器温度以及再生器焦炭含量对应的最优设定值；获取输入变量和输出变量的数据集，建立再生器焦炭含量的预测模型，对再生器焦炭含量进行在线预测；利用反馈控制器对旋风分离器温度以及再生器焦炭含量的软件测量模型的输出进行在线闭环控制。整个方法操作安全和运行平稳，并且在很大程度上直接优化了经济指标，有效提高了生产效益。

技术领域

本发明涉及催化裂化领域，尤其涉及一种催化裂化装置的控制方法。

背景技术

催化裂化装置是石油炼化工业的核心工艺之一，也是技术难度最大的工艺之一。如何使用自动控制理论和优化技术对催化裂化装置进行平稳、高效操作，是炼化工业自动化技术的重要命题。在催化裂化装置中，油进料与再生器回收的催化剂首先混合并预热，进入提升管中进行裂化反应。高温再生催化剂提供重油气化和反应所需的热量。分离器气提段通入汽提蒸汽，从催化剂中分离出易挥发中的气相碳氢产物并经顶部馏出。裂化反应的副产物焦炭附在催化剂表面，降低了催化剂活性。失活的催化剂输送到再生器，再生器中通入含氧空气烧除积炭，恢复其活性。再生器顶部安装旋风分离器回收空气夹带的催化剂，再生后的催化剂与原料混合后进入提升管循环使用。控制及优化目标为设计合理的控制系统，在保证过程安全、平稳操作的基础上，提高该装置的经济效益。

催化裂化装置的控制目标可归结为多种，如：(1)稳定反应温度和再生温度，保证装置平稳运行；(2)控制反应深度，提高产品收率；(3)控制再生烟气氧含量，降低装置耗风量；(4)挖掘装置潜力，提高加工处理能力，增加经济效益。催化裂化装置的控制方法和控制系统对实现上述目标具有重要作用。在市场经济以及全球化背景下，通过设计高效的控制系统和优化方法，提高催化裂化装置的经济效益并提升企业的竞争力，这一任务显得尤为重要。传统的方法中，控制系统首先通过优化控制器和控制器参数等主要方式实现装置的安全操作和平稳运行，达成控制目标。在此基础上，需要进一步通过在线优化等先进技术调节被控变量的最优设定值，实现经济指标的优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种催化裂化装置的控制方法，有效提高了生产效益。

本发明的技术方案是：一种催化裂化装置的控制方法，所述方法包括步骤：

S1、确定所述催化裂化装置中的被控变量，所述被控变量为旋风分离器温度以及再生器焦炭含量；

S2、基于所述催化裂化装置的参数化数学模型，获取所述旋风分离器温度以及所述再生器焦炭含量对应的最优设定值；

S3、获取输入变量和输出变量的数据集，建立所述再生器焦炭含量的预测模型，对所述再生器焦炭含量进行在线预测；

S4、利用反馈控制器对所述旋风分离器温度以及所述再生器焦炭含量的软件测量模型的输出进行在线闭环控制。

较佳的，在步骤S2中，所述再生器焦炭含量的最优设定值C_rc,sp的计算方式如下：

S21、设定相关过程参数的变化范围，随机采样获取N组数据；

S22、基于所述参数化数学模型，利用数值优化算法对每组数据进行经济指标的优化求解，获取N组所述再生器焦炭含量的组最优值；

S23、取上述N组所述再生器焦炭含量的组最优值的平均值，该平均值为最优设定值C_rc,sp；

其中，N为大于0的正整数。