[发明专利]一种渣油延迟焦化过程中收率实时预测方法

说明书

本发明公开了一种渣油延迟焦化过程中收率实时预测方法。该方法结合延迟焦化反应器特点，建立轴向绝热反应器的数学模型。基于物料平衡、热量平衡原理对收集的装置实时数据进行处理，结合智能优化算法，对延迟焦化反应动力学参数进行实时校正，使机理模型能够精确描述装置实际运行情况。在精确机理模型基础上，分析关键操作/工艺条件，对延迟焦化产品收率的影响，结合神经网络建模技术，将操作条件与收率数据之间进行关联，建立收率代理模型，提高收率数据计算速度。根据收率影响趋势进行分段线性化，求解线性方程，获得PIMS计划模型中相应的Delta‑Base收率数据，实现延迟焦化装置收率实时预测，为建立精确的计划优化PIMS模型提供理论支撑。

技术领域

本发明涉及融合渣油裂化反应机理和装置实时运行特性的延迟焦化过程收率实时预测方法，该方法可以用于延迟焦化过程建模仿真、模型实时校正以及和PIMS生产计划优化模型实时构建。

背景技术

延迟焦化是现代炼油过程针对重油的主要加工方法。延迟焦化技术是在一定温度和压力条件下，通过加热炉快速加热，将渣油裂解成干气、液化气、汽油、柴油和蜡油的过程。

一般炼油厂的延迟焦化单元流程图如图1所示。来自减压塔的渣油经流量计后进入延迟焦化原料缓冲罐，经过泵加压后进入分馏塔下部，与来自焦炭塔的高温油气(430～440℃)换热，将原料油中的轻质油蒸发出来，同时又将过热的焦化油气降至可进行分馏的温度。原料油和循环油一起从分馏塔的塔底抽出，送至加热炉加热到500℃左右，然后经过四通阀进入焦炭塔底部。热的原料油在焦炭塔内进行裂解、缩合等反应，最后生成焦炭。焦炭聚集在焦炭塔内，反应油气自焦炭塔顶部逸出，进入分馏塔，得到焦化气、汽油、柴油、蜡油和循环油。

实际生产过程中，焦化气、汽油、柴油和蜡油等产品的收率受原料和操作条件的影响，导致实际产量与生产计划预期值往往存在一定的偏差。究其原因，关键在于目前生产计划PIMS模型均采用固定收率，难以准确描述装置实际运行过程。因此，如何建立一个能精确、定量描述延迟焦化装置的收率模型是提高当前炼油装置生产计划模型准确性的关键。

延迟焦化原料大都是重质、劣质的渣油，其组成十分复杂，因而延迟焦化反应机理也十分复杂，因此对其模型化具有一定的难度。但总的来说延迟焦化属于烃类热转化反应，是一种复杂的平行顺序反应，反应基本上按照裂解和缩合两个方向进行。裂解反应是吸热反应，通过裂解反应产生气体烃等小分子；缩合反应是放热反应，通过缩合反应产生稠环芳烃等大分子，由于前者所占的份额明显大于后者，因而延迟焦化总体上属于吸热反应，需要在高温下进行。

精确收率模型的核心在于准确的反应机理动力学。众所周知，延迟焦化反应包括烷烃热转化、环烷烃热转化、芳烃热转化以及含硫、含氮非烃类化合物热转化等多种反应，机理较为复杂。目前，对于类似的复杂反应体系，一般采用集总的方法进行动力学分析。如此，既能保留反应核心机理，同时还能简化反应网络，降低动力学参数估计难度。近年来，国外许多工程公司以及科研机构，如UOP公司、Mobil石油公司、中国石化石油化工科学研究院、弗吉尼亚大学、华东理工大学，都对延迟焦化反应进行了深入的研究，提出了各自的集总反应动力学模型。本专利综合考虑模型准确性和计算效率，在11集总模型的基础上建立延迟焦化反应器机理模型，用于实时预测延迟焦化装置关键产品收率。

发明内容

本发明提供了一种融合渣油裂化反应机理和装置实时运行特性的延迟焦化过程中收率实时预测方法。

具体技术方案如下：

一种渣油延迟焦化过程中收率实时预测方法，包括以下步骤：

(1)利用VB.net软件平台开发炼油厂PHD实时数据库与机理模型之间的数据通信接口，实现渣油延迟焦化过程的实时数据收集；基于物料平衡、能量平衡和现场仪表情况对数据进行调和，剔除无用和错误的实时数据；