Способ управления процессом каталитического крекинга

)5 С 10 6 11/00; 6 0 ОБРЕТЕН ОПИСАН автоматизаов и может каталитичеке тяжелого является увеличепроцесса по целек-схема устдлагаемого каталитичедиаграммы ода бензина тственно в н ых состояп особа,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР )ч. 1444344, кл. С 10 6 11/18, 1987.Авторское свидетельство СССР М 1147735, кл. С 10 0 11/00, 1983.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА(57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности и в процессах каталиИзобретение относится кции технологических процессбыть использовано в процессахского крекинга при переработуглеводородного сырья.Целью изобретенияние производительностивому продукту,На фиг. 1 представлена блоройства для осуществления преспособа управления процессомского крекинга; на фиг. 2 и 3 -достижения максимального выхобъекта, находящегося соотведвух последовательных режимниях(1, И) при осуществлении с тического крекинга припереработке тяжелого углеводородного сырья и позволяет повысить выход целевых продуктов. Способ управления процессом каталитического крекинга заключается в том, что измеряют датчиком 6 давление в реакторе 1 и с учетом данных от датчиков 7 температуры, датчиков 5, 8 и 9 расхода соответственно сырья, циркулирующего орошения и бензина идентифицируют параметры математической модели в идентификаторе 11, суммируют оптимальную температуру, вычисленную методом градиента в блоке 12 с величиной пробного шага от генератора 14 и полученное в результате суммирования значение считают заданием регулятору 15 температуры, а регулирование температуры осуществляют изменением подачи регенерированного катализатора через клапан 16. 3 ил. Сырье поступает в реактор 1, где осуществляется процесс крекированияСюда же подается регенерированный катализатор, а дезактивированный катализатор подается в регенератор 2 для выжига кокса, Продукты сгорания из регенератора 2 выводятся в дымовую трубу. Продукты крекирования отводятся в ректификационную колонну 3, где происходит разделение продуктов реакции на газ, бензин, дизельное топливо, котельное топливо и мазут, В газосепараторе 4 жирный газ отделяется от бензина, Система управления включает датчик 5 расхода сырья, датчик 6 давления в реакторе, датчик 7 температуры в реакторе, датчик 8 расхода верхнего циркуляционного орошения и дат 1678827чик 9 расхода бензина, связанные с входящим в состав вычислительного блока 10идентификатором 11 параметров математической модели, выход которого соединен спервым входом блока 12 расчета оптимальной температуры реактора, второй вход которого связан с датчиком 7 температуры вреакторе, а выход - с первым входом сумматора 13, второй вход которого соединен сгенератором 14 пробных шагов, а выход- спервым входом регулятора 15, второй входкоторого соединен с датчиком 7 температуры, а выход связан с клапаном 16 на линииподачи регеиерированного катализатора вреактор 1.Способ осуществляется следующим образом.От датчика 5 расхода сырья, датчика 6давления в реакторе, датчика 7 температуры в реакторе, датчика 8 расхода верхнегоциркуляционного орошения и датчика 9 расхода бензина осуществляется сбор информации о п.роцессе каталитическогокрекинга,Вычислительный блок 10 выполняет обработку информации, поиск оптимальногорежима и выдачу задания регуляторутемпературы в реакторе. Для этого идентификатор 11 с помощью переменных процесса,измеренных датчиками 5 - 9, оценивает параметры математической модели, котораяимеет следующий виду(п) = Со(п) + Я С)(п) х)(п), (1)) - 1где Со(п) - свободный член модели;С)(п) - параметр математической модели при 1-ой переменной;х 1(п) - расход сырья, м /ч;зх 2(п) - давление в реакторе, мПа;хз(п) - температура реактора, С;х 4(п) - расход циркуляционного сырья,м /ч;у(п) - расчетный выход бензина, ;и - дискретное время,Оценивание параметров математической модели выполняется, например, с помощью алгоритма Качмажа по формулеС)(п) = С)(п - 1)+у ( и ) .-С ( и - 1 )х) ( и )=1, х) (и)х х)(п), (2) где у(п) - измеренный с помощью датчика 9 расхода бензина выход бензина,Далее проверяется качество аппроксимации обьекта управления с помощью математической модели (1) путем сравнения среднеквадратических ошибок выходнойпеременной у(п), Оу(п) и невязки математической модели е (и) е (и) = у(п) - у и) 6 (и)При удовлетворительном качестве аппрок 5 симации, например при 0 (и)Я,(п), навыход блока 12 расчета оптимальной температуры реактора поступает вычисленныйпо формуле (2) параметр Сз(п), В противномслучае Сз(п) = О,10 Расчет оптимальной температуры реактора выполняется блоком 12 методом градиента по формулеОопт (и) = хз(п) + ЕЧп у(п), (3)где Чпу(п) =и = Сз(п),бу игде Е - величина шага движения по градиенту.Генератор 14 пробных шагов выдаетследующий сигнал20 Ош(п) =( - 1)" А, (4)где А - амплитуда пробного шага,В сумматоре 13 вычисляется температура реактора по формулеО(п) = Оопт(п) + Опш(п) (5)25 которая в качестве задания поступает навход регулятора 15. Задание О(п) поддерживается регулятором 15 изменением подачирегенерированного катализатора с помощью клапана 16 в течение всего и-го так 25 та, С наступлением(п+1)-го такта описаннаявыше последовательность процедур, начиная с (2), повторяется, Так осуществляетсянепрерывное отслеживание положения экс 30 тремума у(п),П р и м е р осуществления способа.Пусть в исходном неоптимальном состоянии обьект функционирует при следующихсредних значениях режимных переменных:35 расход сырья х равен 310 м /ч, а температузра реактора О равна 490 С и достигается спомощью тепла, вносимого в реактор циркулирующим катализатором. При этом выходбензина равен 37.40 Выполним проверку работоспособности предлагаемого способа с помощью вычислительного эксперимента на ЭВМ, Дляэтого зададимся, например, следующим видом объекта45 у(п) = Со(п) + Сх(пх(п) + Сх(п) хх О(п) + С(п)О (и) (6)где х(п)- расход сырья, контролируемое возмущение;О(п) - температура реактора, промежу 50 точное управляющее воздействие,Причем, при и = 1,80 объект находилсяв 1;ам состоянии,Со(п) = - 5789,75; Сх(п) = - 0,05, С 4(п) ==22,95; С(п) = -0,0225, а затем после за 55 грузки в реакторно-регенераторную систе 1678827му свежего катализатора, перешел во 11-е состояние и при и = 81,125 находился во 11-ом состоянии: .Со(п) = - 5905,106; Сх(п) =- - 0,05; Со(п)= = 23,175; Соо(п) = - 0,0225,Заданным видам обьекта соответствуют следующие величины оптимальных температур реактора и выхода бензина: для 1-го состояния Оопт, = 510 С, уопт = 47,5%, для 11-го состояния Оопт. = 515 С уопт,п = 47,5 ,Покажем, что предлагаемый способ переводит обьект с режима О = 490 С и у .= =37,5 осначала в режим, оптимальный для 1-госостояния: Оопт =510 С и уопт. =47,5 , а с переходом объекта во 11-ое состояние - в режим, оптимальный для 11-го состояния: Оопт, =- 515 С и уопт. = 47,5 Аппраксимируем объект линейной моделью видау(п) = Со(п) + Сх(п) х(п) + Сц(п) О(п), (7) Зададимся величиной шага движения по градиенту Е = 1,0 С и амплитудой пробного шага А = 0,5 С., Моделирование выполнено на ЦВМ типа СМ.Видно, что на 1-15 такте (см, фиг. 2 и 3), когда о(п)(ту( (см, кривые ст(п) и а(п) фиг. 3), осуществляется обучение математической модели, при этом промежуточное управляющее воздействие О(п) представляет собой поисковый сигнал (см, фиг, 2, кривая О(пО(п) = хэ(п) + Опп,(п), (8) который в качестве задания поступает на вход регулятора 15 температуры реактора, с помощью которого заданная температура достигается изменением расхода циркулирующего катализатора через клапан 16,На 16-ом такте, когда о (и)гту(п), что является признаком того, что обьект идентифицирован, начинается оптимальное управление объектом (перевод объекта в оптимальное состояние), При этом промежуточное управляющее воздействие вычисляется по формуле 5 10 15 20 Величина управляющего воздействия на клапан 16 увеличивает подачу в реактор регенерированного катализатора, что позволяет повысить температуру до заданной , величины О(п). Вид кривой расхода регенерированного катализатора аналогичен ввиду кривой О(п) (см. фиг, 2),После небольшого перерегулирования (см, фиг, 2, кривая такты 36 - 70) обьект на 71-ом такте достигает оптимального состоО(п) = хэ(п) + Е оп у(п) + Опш(п), (9) 25 30 35 40 45 50 55 яния, При этом математическое ожидание М (О(п . - .- Оопт, = 510 С, а М(у(п = 47%,Таким образом, поставленная ранее задача перевода обьекта иэ режима О(п) = 490 С и у(п) = 37,5 ов режим Оопт.(и) = =510 С и уопт. = 47,5% выполнена. Выход бензина с помощью предлагаемого способа увеличен на 9,5.Объект остается в оптимальном состоянии до 81 такта, когда была осуществлена загрузка в реакторно-регенераторную систему свежего катализатора, В результате обьект переходит во 11-ое состояние, которое характеризуется новыми оптимальными условиями проведения крекинга.В течение всего периода нахождения объекта в оптимуме с 71 по 80 такты благодаря наличию сигнала пробного шага О,ш,(п) параметр Со(п) математической модели(7) идентифицируется(см. кривую Со(п), фиг. 3). Это доказывает хорошую обусловленность матрицы моментов наблюдаемых входов процесса каталитического крекинга. Формула изобретения Способ управления процессом каталитического крекинга, заключающийся в измерении температуры в реакторе, расхода сырья в реактор, расхода циркуляционного орошения ректификационной колонны, расход бензина, идентификация параметров математической модели процесса каталитического крекинга, связывающей температуру в реакторе, расход сырья в реактор и расход циркуляционного орошения с выходом бензина, расчете с помощью полученной математической модели оптимальной температуры крекинга, регулировании температуры крекинга и подачи регенерированного катализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности процесса по целевому продукту, дополнительно измеряют давление в реакторе, идентифицируют параметр математической модели, связывающей давление в реакторе с выходом бензина, вычисляют оптимальную температуру в реакторе, генерируют пробные шаги изменения величины температуры в реакторе, определяют заданное значение температуры в реакторе путем суммирования величины вычисленной оптимальной температуры в реакторе с величиной пробного шага изменения температуры в реакторе, а регулирование указанной температуры осуществляют соответствующим изменением подачи регенерированного катализатора, 16788271678827 Составитель Б. Долотинзнецова Техред М.Моргентал Корректор Л. Беск акта аказ 3182 Тираж 328 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина