基于DCS的原油調(diào)和優(yōu)化控制研究與應(yīng)用

陳思遙（中石油云南石化有限公司，云南安寧 650399）

基于DCS的原油調(diào)和優(yōu)化控制研究與應(yīng)用

陳思遙
（中石油云南石化有限公司，云南安寧 650399）

文章介紹了國內(nèi)原油調(diào)和的現(xiàn)狀、工藝原理及應(yīng)用，并結(jié)合原油調(diào)和的實際需求，提出和設(shè)計了原油調(diào)和的控制優(yōu)化系統(tǒng)，投運結(jié)果顯示原油調(diào)和先進控制系統(tǒng)可為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。

原油；調(diào)和；分析儀；比率

多種原油混合必然造成原油的性質(zhì)時常改變，唯一可行的解決方法就是通過對油品的在線調(diào)和、罐區(qū)管理及儲運的自動化技術(shù)和過程操作的革新來提高工藝過程的靈活性，可靠性，從而高效，快速地適應(yīng)市場的不同需求。在線調(diào)和優(yōu)化控制系統(tǒng)的核心是面向煉油和調(diào)和工藝過程的先進技術(shù)與實踐經(jīng)驗的結(jié)合，不僅對工藝過程中的狀態(tài)和結(jié)果進行優(yōu)化控制，而且對工藝過程的參數(shù)進行模擬預(yù)估，超前控制。

1　原油調(diào)和優(yōu)化控制系統(tǒng)

1.1原油管道調(diào)和系統(tǒng)

原油調(diào)和調(diào)度是在既有原油供應(yīng)以及罐存的條件下，實現(xiàn)在煉原油性質(zhì)平穩(wěn)的必要手段。

管道調(diào)和也可以叫作連續(xù)調(diào)和，將各組分油與添加劑按不同的調(diào)和比例泵入管道中，通過溶體混合或通過混合器把流體一次切割成極薄的薄片，促進分子擴散達到均勻混合狀態(tài)，然后輸送管道進入成品油罐儲存或直接裝車、裝船出廠。

調(diào)和的設(shè)備組成：

（1）靜態(tài)混合器：流體在管線內(nèi)流動，達到混合均勻的目的。

（2）在線分析儀：連續(xù)獲得在線質(zhì)量數(shù)據(jù)。

（3）油品調(diào)和控制軟件：不斷比較質(zhì)量指標，控制調(diào)整組分的流量。

（4）流量變送器：實時測量流量大小。

管道調(diào)和是油品調(diào)和的發(fā)展方向，有以下一些優(yōu)點：

（1）調(diào)和連續(xù)進行，可取消調(diào)和罐，減少組分油儲罐。

（2）調(diào)和比精確，組分合理利用，避免浪費優(yōu)質(zhì)原料，質(zhì)量“過頭”。

（3）調(diào)和時間短，動力消耗少，調(diào)和一次合格率高，質(zhì)量達標有可靠保證。

（4）減少油品周轉(zhuǎn)次數(shù)，節(jié)省人力，減少中間分析，調(diào)油速度提高。

（5）全部調(diào)和密閉操作，防止油品氧化，降低油品損耗。

1.2原油調(diào)和工藝流程

根據(jù)某公司煉油裝置的工藝技術(shù)路線，原油自緬甸碼頭庫區(qū)經(jīng)管輸至廠內(nèi)原油罐儲存，脫水后的原油利用各組分的調(diào)和泵抽取相應(yīng)組分，經(jīng)管道調(diào)和進入3座發(fā)油罐，再經(jīng)管道送入常減壓裝置。

原油儲罐由10座100 000m3外浮頂儲罐組成。原油罐區(qū)中設(shè)3座常減壓裝置原料罐，正常運行時投用2座，另外1座可用做組分罐，起到備用的功能，以確保常減壓裝置隨時有2座投用的原料罐。脫水作業(yè)在組分罐進行，常減壓原料罐采用邊進邊抽的方式，在調(diào)和總管上設(shè)置在線密度分析儀（監(jiān)控混合效果）、水分析儀，如果水含量超標，可對常減壓原料罐進行切換。按3種原油組分配置進行原油調(diào)和。

調(diào)和總管上設(shè)置靜態(tài)混合和在線密度分析儀，并設(shè)置采樣管，可定期在調(diào)和總管上取樣，評價原油的調(diào)和效果。

原油調(diào)和時，原油質(zhì)量快速分析系統(tǒng)將提供參與調(diào)和的原油組分罐的原油的性能指標，優(yōu)化調(diào)和軟件的調(diào)和模型根據(jù)原油的組分質(zhì)量參數(shù)和原油組分比率對調(diào)合頭的原油品質(zhì)進行質(zhì)量預(yù)估。同時，在原油調(diào)和頭處設(shè)有取樣點，質(zhì)量快速分析系統(tǒng)將定期的對調(diào)合的調(diào)和后的原油品質(zhì)進行采樣分析，并將相應(yīng)的原油品質(zhì)參數(shù)輸入到調(diào)和軟件中，優(yōu)化調(diào)和軟件根據(jù)預(yù)測模型的數(shù)據(jù)和快速分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行比對和模型校驗，從而調(diào)整原油的調(diào)和比率來滿足原油性能指標控制的要求。

如圖1所示，原油調(diào)和的技術(shù)的重點首先是“質(zhì)量平衡調(diào)度”，其次是在線比例調(diào)和；調(diào)和后原油平穩(wěn)度，除了取決于原油調(diào)和系統(tǒng)功能外，還取決于采購原油的質(zhì)量變化幅度以及庫區(qū)罐存情況；在線比例調(diào)和的重點是對各罐組分的質(zhì)量準確把握（預(yù)估控制），其次是在線質(zhì)量測控（反饋控制）。

2　原油調(diào)和系統(tǒng)投用與效益

本文通過某石化提供的工況設(shè)計運用NSGA—II算法并結(jié)合原油調(diào)和模型，由于石化企業(yè)都采用多種原油混合的進料狀況，運用原油調(diào)和比例控制系統(tǒng)對整個工藝進行優(yōu)化。

以裝置凈收益最大化和能耗最小化為雙目標進行優(yōu)化，當(dāng)原油的混合比范圍在1∶2至1∶3之間，在能耗相同的情況下收益最大化。原油調(diào)和相對穩(wěn)定進料原有性質(zhì)和煉油工藝的優(yōu)化有著重要的作用，結(jié)合某煉廠實際生產(chǎn)狀況，將原油調(diào)和模型進行簡化，并進行多目標優(yōu)化計算，可以滿足質(zhì)量產(chǎn)量要求的情況下最大限度地提高裝置的經(jīng)濟效益，對整個煉油廠的工藝優(yōu)化有重要的指導(dǎo)作用。

在通過對原油樣品預(yù)處理、近紅外光譜儀、建模軟件、原油光譜數(shù)據(jù)庫，快速測出包含原油的實沸點在內(nèi)的40多個基本數(shù)據(jù)，并結(jié)合原油評價管理軟件及原油評價歷史數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生詳細原油評價數(shù)據(jù)，可知原油調(diào)和帶來的經(jīng)濟效益將是十分明顯的。

[1] 江永亨，蔡陽陽，黃德先.無主煉原油的原油調(diào)和調(diào)度問題[J].化工學(xué)報，2010，（8）：2015-2020.

Crude Oil Blending Optimization and Application Control Based on DCS

Chen Si-yao

This paper introduces the present situation of the domestic crude oil to reconcile，the principle and application of technology，and combined with the actual demand for crude oil to reconcile，crude oil was proposed and designed for optimum control system，operation results show that the crude oil and advanced control system can bring significant economic benefits for the enterprise.

crude oil；harmonic；analyzer；ratio

TE626.21；TP273

B

1003-6490（2016）03-0014-01

2016-03-02

陳思遙（1989—），女，甘肅武威人，助理工程師，主要研究方向為油氣儲運技術(shù)。