基于动态优化的催化裂化装置再生器裕量分析与控制设计(Ⅱ) 求解方法与结果分析

用动态优化的方法求解催化裂化装置再生器的工艺裕量与控制设计。对于该多目标混合整数动态优化问题,通过ε-约束法处理多目标优化问题,将控制性能目标函数转化为控制性能约束;通过将0-1变量松弛化、引入附加等式约束求解混合整数动态优化问题。求解得到非劣解集,绘制关于控制性能指标和工艺指标的关系曲线,发现系统对控制器性能的要求愈高,所需要的裕量应愈大。由此进行折中处理,从而找到兼顾工艺要求和控制性能的催化裂化装置再生器优化设计方案。     

催化裂化装置再生器主风裕量的动态分析

以某催化裂化装置为基础,建立反应-再生系统的动态机理数学模型。从生产操作和闭环控制的角度,用动态优化的方法对再生器的主风裕量进行了计算,指出过程动态特性对主风设计裕量的选取有着很大影响。在考虑工艺和设备条件变化留出的稳态裕量之外,需要留出一定的动态裕量以满足过程操作和控制的要求,其大小与控制系统设计有关。系统对控制器性能的要求愈高,所需要的主风裕量应愈大。故在进行工艺设计时需要对系统的控制性能和主风设计裕量进行综合考虑,使设计结果既能满足工艺要求,又能实现良好的自动控制。     

催化裂化装置再生器的研究进展

介绍了近年来催化裂化再生器和再生工艺的研究现状。再生工艺主要包括单段再生、两段再生和快速流化床再生;比较了各类再生器的优缺点。简述了3种再生器的改进历程,根据现有再生器的优缺点提出了新的开发思路。     

催化裂化装置再生器检验

针对催化裂化装置的T-102再生器发生局部超温现象提出了具体的检验方法和检验重点.检验结果安全状况等级定为4级,监控使用.在监控使用过程中,必须密切监控简体壁温,严禁再次发生超温现象,这对确保再生器的安全运行具有重要意义.     

催化裂化装置裕量评价与瓶颈分析

考虑实际过程中存在着各种不确定因素,在化工过程设计时有必要对设计变量留出足够的裕量,使操作点位于过程约束边界内。基于过程稳态最优设计的一阶灵敏度分析,设计变量的局部裕量造成过程有效约束存在边界距离,操作变量进行操作优化所能获得的最大潜在经济效益是由有效约束的边界距离决定的。因此,采用操作优化得到的装置潜在经济效益可以用于对装置总体裕量进行评价。以催化裂化装置为主要研究对象,采用操作优化的方法计算装置的潜在经济效益,以此对装置的总体裕量进行评价。考虑过程的动态变化过程,结合动态优化的方法,利用稳态优化的经济效益和动态优化的经济效益对装置的总体裕量进行划分,分清保证操作控制可实现性的控制裕量和可以提升装置潜在经济效益的工艺裕量。通过分析各设计变量的局部裕量对装置总体裕量的影响确定设计瓶颈的所在,找到消除设计瓶颈的途径。     

催化裂化装置反应器和再生器设计

通过本公司催化裂化装置反应器(沉降器)和再生器的设计,介绍了催化裂化装置两器结构设计(包括壳体、外集气室、分布管、衬里结构等的设计)及材料选择(包括壳体材料和内件材料)的特点,并对一些结构设计和材料选择问题进行了详细分析.     

催化裂化装置再生器开裂初探

近年来,随着原油的重质化和劣质化,我国一些炼油厂的重油催化裂化装置再生器时有设备开裂现象的发生,直接影响装置的长周期安全运转和炼厂的经济效益。本文对对再生器壳体产生裂纹的原因及腐蚀的机理进行了分析,并提出了防止裂纹产生的相关对策及建议。     

前置烧焦罐式高效再生器催化裂化装置稳定性分析

对前置烧焦罐式高效再生器催化裂化装置反应-再生系统动态机理模型进行空间离散化,然后做线性化处理,得到了线性化状态空间模型．采用控制理论中的线性系统稳定性判据──特征值分析法分析反应-再生系统的稳定性．在控制二密相床和汽提段藏量的条件下,线性状态空间模型的全部特征值的实部在很宽的操作范围内都为负值,证明所研究的反应再生系统（线性化系统）是稳定的．     

催化裂化装置再生器内旋风分离器破坏原因分析

旋风分离器是再生器内的重要设备之一,本文着重从工艺参数、处理介质以及结构等方面对此设备的破坏形式进行了分析,并提出了相应的防护措施。     

先进控制条件下化工过程操作裕量与控制性能分析

引言化工过程的设计裕量可以定义为考虑过程不确定参数(包括工艺条件、设备条件、外来扰动)发生变化时为满足生产和操作要求需要在正常操作的标称设计值上增加的量。设计裕量根据其属性可以     

催化裂化装置再生器跑剂原因分析及应对策略

催化裂化装置跑剂是威胁装置安全运行的一个重大隐患,本文详细分析了茂名某催化装置再生器跑剂的现象,并从操作、催化剂性质、机械结构等多方面剖析了装置跑剂的原因,通过调整催化剂筛分能够缓解跑剂现象发生,但无法彻底解决。最终通过对再生器旋分进行压力平衡计算,查找出再生器二级旋分料腿长度与实际需求裕度太小是造成跑剂的主要影响因素,经过对旋分二级料腿小改造后,解决了装置再生器跑剂的问题,确保了装置长周期安全运行。     

催化裂化装置再生器应力腐蚀的电化学试验研究

介绍了催化裂化装置再生器腐蚀的原因 ,并预测其应力腐蚀开裂的途径。通过低碳钢在 NH4 NO3溶液中的电化学试验 ,绘出其快、慢扫描极化曲线 ,并将这两条曲线合成进行对比 ,得到电流密度差大于 1m A/cm2 的电位区间为 -2 50 m V～2 50 m V,在该电位区间低碳钢会产生应力腐蚀开裂。该实验结果可为再生器从环境因素着手避免产生应力腐蚀开裂提供参考     

催化裂化装置再生系统改造的探讨

阐述了催化裂化装置再生系统存在的问题,对催化剂再生过程中影响烧焦能力的因素、影响催化剂活性的因素等进行了分析,提出了改变操作条件、更换大比重催化剂、加高加大再生器、器内两段再生和前置烧焦罐再生等解决方案。     

大型重油催化裂化装置设计与优化分析探讨

通过对某特大型RFCCU设计及运行数据剖析发现,该装置的整体设计、平面布置、各部分加工负荷配置基本正常,运行平稳。但在再生形式、再生器主体附件布置、局部环节及一些共性设计问题上还可进一步优化,如可选富氧两段快速床再生形式、调整烟气线路平面布置等。分析和探讨结果为后续改进和完善RFCCU的设计提供了参考,特别是对现运行数量极少的特别大型装置,以达到最佳设计,实现RFCCU可操性强、长周期、高液收、低能耗、低运行成本的安全运行状态。     

催化裂化装置再生器放空蒸汽回收再利用

介绍了某催化裂化装置催化剂再生-烧焦过程中换热系统运行情况,分析了原换热网络存在的问题。装置采用减压渣油作为主原料,由于原料的残炭值很高,放出的热量远远大于催化裂化反应所需的热量,因此采取内、外取热相结合的换热网络对再生系统的催化剂进行冷却。原设计采用减温减压器作为回收放空蒸汽的主要设备,实际运行中故障率高,影响设备的整体运行效果。对采用螺杆膨胀发电技术回收放空蒸汽进行了可行性分析,提出了2种改造方案并进行了技术经济比较。结果表明:采用螺杆膨胀机回收催化装置再生器内取热器放空过热蒸汽是一项有效的节能减排技术,值得在炼油厂低温余热回收中推广应用。     

基于EMMS模型的大型催化裂化装置再生器气固分布数值模拟

大型催化裂化装置中再生器的规模庞大,其中的气固分布装置对整体性能有重要影响。与传统的冷模实验相比,对再生器整体和气固分布器局部的多尺度计算机模拟有利于更深入地了解其流动规律,高效便捷地考察不同结构设计与操作条件对气固分布的影响,辅助其优化设计。结合双流体模型和EMMS曳力模型,首先模拟了中石化现有3.5 Mt·a^-1大规模清洁汽油生产装置的再生反应器,进而模拟并分析了基于同一工艺设计的7 Mt·a^-1超大规模再生反应器内不同气体和固体分布器对流动与混合过程的影响。模拟结果表明:3环较2环分布器能有效改善气体分布的均匀性,但增加每个环上的气体入口数对其分布的改善有限;而对固体分布器,开孔率减小可增加其阻力,并在一定程度上改善混合性能。进一步讨论了研究分布环喷口处的气固流动与混合细节的必要性,初步展示了基于EMMS模型的离散颗粒模拟方法(EMMS-DPM)对其的有效性。     

化工过程总体裕量与控制性能的权衡优化

化工过程的总体裕量可以用操作优化的经济效益进行评价,根据稳态优化和动态优化的经济效益可进一步划分为服务于操作控制的控制裕量和表征过程可实现经济效益的工艺裕量,二者都与化工过程的控制性能有关。针对具有一定裕量的化工过程进行多目标动态优化,优化目标分别为操作点的经济效益与动态过程中的控制性能指标,采用0-1变量描述控制结构,将控制结构和控制器参数也作为优化变量进行混合整数动态优化,采用Constrained NSGA-Ⅱ算法求解非劣解集,根据非劣解集分析总体工艺裕量、总体控制裕量与控制性能指标的关系。通过催化裂化装置的实例分析发现,对于具有一定裕量的化工过程,控制性能越高,所需的总体控制裕量越多,表征操作优化可实现经济效益的总体工艺裕量越少,只有通过对总体控制裕量和总体工艺裕量进行权衡,才能找到兼顾工艺要求和控制性能的工艺操作点和控制设计方案。     

化工过程总体裕量与控制性能的权衡优化

化工过程的总体裕量可以用操作优化的经济效益进行评价,根据稳态优化和动态优化的经济效益可进一步划分为服务于操作控制的控制裕量和表征过程可实现经济效益的工艺裕量,二者都与化工过程的控制性能有关。针对具有一定裕量的化工过程进行多目标动态优化,优化目标分别为操作点的经济效益与动态过程中的控制性能指标,采用0-1变量描述控制结构,将控制结构和控制器参数也作为优化变量进行混合整数动态优化,采用Constrained NSGA-Ⅱ算法求解非劣解集,根据非劣解集分析总体工艺裕量、总体控制裕量与控制性能指标的关系。通过催化裂化装置的实例分析发现,对于具有一定裕量的化工过程,控制性能越高,所需的总体控制裕量越多,表征操作优化可实现经济效益的总体工艺裕量越少,只有通过对总体控制裕量和总体工艺裕量进行权衡,才能找到兼顾工艺要求和控制性能的工艺操作点和控制设计方案。     

催化裂化装置再生立管震动原因分析及处理

中海炼化惠州炼油催化裂化装置开工正常以来,再生立管现场震动很大,装置加工量未达到设计要求,装置效益低。根据此现象分析了装置运行中存在的问题并查找原因,提出解决措施,从而提高了装置的经济效益,保证了装置平稳运行。