一种加氢反应器烽燧控制方法技术

本发明专利技术公开了一种加氢反应器烽燧控制方法，FI_IN为油料进料流量测量仪表；TC_IN为炉入口油料温度测量仪表；TC_RCT为反应器床层温度控制器；烽燧控制相关的运算处理在烽燧控制器中执行，最终输出到冷氢量调节阀；加氢反应器烽燧控制方法基于全系统物料和能量的动静态平衡思想，从全过程整体运行平稳的角度出发，综合反应器单元上下游各参数间的动态关系，当上游工况出现变化时，快速有效获取上游工况信息并及时实施烽燧控制，实现反应器及下游工艺单元间遥相呼应的一体化智能控制。

Control method of beacon for hydrogenation reactor

The invention discloses a beacon control method for hydrogenation reactor, FI_IN is a measuring instrument for oil feed flow rate, TC_IN is a measuring instrument for oil temperature at furnace inlet, TC_RCT is a temperature controller for reactor bed, and the operation related to beacon control is executed in the beacon controller and output to a cold hydrogen regulating valve, and hydrogenation reaction. Based on the idea of dynamic and static balance of material and energy in the whole system, the method synthesizes the dynamic relationship between the upstream and downstream parameters of the reactor unit from the point of view of the whole process running smoothly. When the upstream working conditions change, the information of upstream working conditions can be obtained quickly and effectively, and the control system can be implemented in time to realize the reaction. The integrated intelligent control echoes from the downstream process unit.

【技术实现步骤摘要】
一种加氢反应器烽燧控制方法
本专利技术属于流程工业生产
，涉及一种加氢反应器烽燧控制方法，该方法可以应用于流程工业生产装置中加氢反应器的控制方案设计。
技术介绍
在炼油化工生产中，加氢反应器是影响目标产品分布和纯度的关键设备，因此，反应器的高效平稳运行十分重要。加氢反应器的日常运行中，反应器温度的平稳控制一直是衡量反应器平稳运行的关键指标，且反应器温度的平稳与否直接关系到催化剂、氢气消耗的消耗量，也影响到下游分离单元的平稳运行。通常，反应器为放热反应，利用冷氢作为降温措施，通过调节冷氢量实现对反应器温度平稳控制，但反应器温度往往受入口进料流量、进料温度变化的影响，进而造成冷氢量的波动，不利于反应器及下游单元的平稳运行。为此，本专利技术提出一种全新理念的控制方法，称为加氢反应器烽燧控制方法。烽燧控制思想来自我国烽火台这一古代传递信息最快最有效的军事预警设施。在流程工业生产装置中，相互关联的工序间需要保证有序调节，当上游工序出现变化时，下游工序需要快速有效获取上游工序工况信息，及时做出相应的调节，实现上下游生产工艺间遥相呼应的一体化智能控制，预防下游工况调节不及时而影响装置的正常平稳生产。加氢反应器烽燧控制方法依据反应器进料量相关参数的实时运行变化信息，基于系统物料和能量的动、静态平衡思想，对加氢反应器冷氢量进行智能动态有序调整，有利于加氢反应器及下游单元的长期平稳运行。
技术实现思路
本专利技术的目的设计了一种加氢反应器烽燧控制方法，加氢反应器的平稳运行对炼油化工装置产品分布和纯度具有重要影响，油料进入加氢反应器中进行加氢反应，通过催化剂的作用，可将油料中的酸性、重金属等有害杂质脱离出去，生成容易提取的物质，使得最终目标产品达到高精度的生产要求。同时，反应器运行平稳与否也关系到催化剂和冷氢量的消耗，所以反应器的高效平稳运行十分重要。在加氢反应器的日常运行过程中，反应器入口进料量和进料温度的变化直接影响加氢反应器的平稳运行。因此，本专利技术结合控制理论、计算机技术和化工工艺原理，基于系统物料和能量的动、静态平衡原理，提出一种加氢反应器烽燧控制方法，具体如下。本专利技术采用的技术方案为一种加氢反应器烽燧控制方法，加氢反应器烽燧控制结构图如图1所示，图中，FI_IN为油料进料流量测量仪表；TC_IN为炉入口油料温度测量仪表；TC_RCT为反应器床层温度控制器；烽燧控制相关的运算处理在烽燧控制器中执行，最终输出到冷氢量调节阀。根据能量守恒原理，不考虑反应过程的放热，只考虑冷氢对油料的降温作用，则油料降温至工艺要求的床层温度所需要的冷量计算如下式表达式。Q＝cm(TRCT-TIN)(1)式中，Q为油料降温所需提供的冷量；c为油料比热容；m为油料质量流量稳态值；TRCT为加氢反应器床层温度稳态值，即设定值；TIN为加氢反应器入口油料温度稳态值。由于加氢反应器入口油料进料流量和温度是动态变化的，因此，冷氢提供的冷量也需要同步变化，才能保证加氢反应器床层温度的平稳，则热量的动态计算公式如下：其中，ΔQ为热量变化量；Δm为反应器入口油料质量流量变化量，即流量变化量；ΔTIN为反应器入口油料温度变化量，油料的质量变化和温度变化量可由DCS实时采集数据计算得到。热量变化量如下所示：ΔQ＝cΔm(TRCT-TIN)-cmΔTIN-cΔmΔTIN(3)可得热量相对稳态的变化量如下：根据热量的变化信息对冷氢量进行动态协同调节，降低外来扰动对加氢反应器的影响，实现反应器的平稳运行，加氢反应器烽燧控制运算模块如图2所示。图中，TC_RCT.OP为加氢反应器床层温度控制器的输出，BFC.OP为最终烽燧控制输出，烽燧控制输出运算如下所示。其中，μ为烽燧速率系数，μ根据反应器实际运行情况选取。本专利技术提出的加氢反应器烽燧控制方法在装置DCS集散控制系统中直接实施，具体实施步骤如下：S1、根据加氢反应器上下游工艺单元的实际情况，确定影响反应器平稳运行的相关参数；S2、根据加氢反应器烽燧控制原理，在DCS集散控制系统中开发烽燧控制器模块，并在控制系统中下装调试；S3、在调试过程中，根据加氢反应器实际运行情况，适当选取烽燧速率系数μ，以使加氢反应器运行效果平稳。本专利技术所涉及的加氢反应器烽燧控制方法和传统的控制方法相比具有如下优点：1、结合古代烽燧传递信息的原理，提出一种全新的反应器控制理念和方法，称为烽燧控制方法，该方法可有效降低加氢反应器进料参数变化引起的反应器床层温度波动，提升装置的运行稳定性。2、加氢反应器烽燧控制方法基于全系统物料和能量的动静态平衡思想，从全过程整体运行平稳的角度出发，综合反应器单元上下游各参数间的动态关系，当上游工况出现变化时，快速有效获取上游工况信息并及时实施烽燧控制，实现反应器及下游工艺单元间遥相呼应的一体化智能控制。附图说明图1加氢反应器烽燧控制结构图。图2加氢反应器烽燧控制运算模块结构图。图3烽燧控制实施前反应器相关参数运行曲线。图4烽燧控制实施后反应器相关参数运行曲线。具体实施方式针对本专利技术所提出的新方法，下面结合一个工业应用的实例予以说明。某加氢炼油装置，原料经过预处理后，和氢气混合在加氢反应器中进行加氢反应，以去除原料中的有害杂质及提升原料的纯度，反应器示意图如图1所示，反应器入口分别设有流量测量仪表FI_IN和温度测量仪表TI_IN，实时测量反应器入口油料的变化情况，反应器温度TC_RCT通过冷氢阀调节。受反应器上游波动影响，反应器入口油料流量和温度也会频繁波动，进而影响到反应器床层温度，造成冷氢量的波动，同时也会影响到下游分离单元的正常运行。为此，对该加氢反应器实施本专利技术所提出的烽燧控制，减少反应器入口油料参数变化对反应器及下游单元的影响。反应器炉入口油料温度TIN稳态值为340℃，反应器出口温度TRCT稳态值为355℃；入口质量流量m稳态值为30t/h，烽燧速率系数μ取值0.93，入口油料质量流量变化量Δm及温度变化量ΔTIN由控制系统实时采集。根据控制系统实时采集数据，按照本专利技术所阐述的烽燧控制方法在加氢反应器上实施，具体实施在DCS集散控制系统中编程实现，实施前后相关变量运行曲线如图3和图4所示。由图3、图4可见，加氢反应器实施烽燧控制后，反应器床层温度和冷氢流量均运行平稳，和实施前相比，改善效果明显。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加氢反应器烽燧控制方法，其特征在于：FI_IN为油料进料流量测量仪表；TC_IN为炉入口油料温度测量仪表；TC_RCT为反应器床层温度控制器；烽燧控制相关的运算处理在烽燧控制器中执行，最终输出到冷氢量调节阀；根据能量守恒原理，不考虑反应过程的放热，只考虑冷氢对油料的降温作用，则油料降温至工艺要求的床层温度所需要的冷量计算如下式表达式；Q＝cm(TRCT‑TIN)       (1)式中，Q为油料降温所需提供的冷量；c为油料比热容；m为油料质量流量稳态值；TRCT为加氢反应器床层温度稳态值，即设定值；TIN为加氢反应器入口油料温度稳态值；由于加氢反应器入口油料进料流量和温度是动态变化的，因此，冷氢提供的冷量也需要同步变化，才能保证加氢反应器床层温度的平稳，则热量的动态计算公式如下：

【技术特征摘要】
1.一种加氢反应器烽燧控制方法，其特征在于：FI_IN为油料进料流量测量仪表；TC_IN为炉入口油料温度测量仪表；TC_RCT为反应器床层温度控制器；烽燧控制相关的运算处理在烽燧控制器中执行，最终输出到冷氢量调节阀；根据能量守恒原理，不考虑反应过程的放热，只考虑冷氢对油料的降温作用，则油料降温至工艺要求的床层温度所需要的冷量计算如下式表达式；Q＝cm(TRCT-TIN)(1)式中，Q为油料降温所需提供的冷量；c为油料比热容；m为油料质量流量稳态值；TRCT为加氢反应器床层温度稳态值，即设定值；TIN为加氢反应器入口油料温度稳态值；由于加氢反应器入口油料进料流量和温度是动态变化的，因此，冷氢提供的冷量也需要同步变化，才能保证加氢反应器床层温度的平稳，则热量的动态计算公式如下：其中，ΔQ为热量变化量；Δm为反应器入口油料质量流量变化量，即流量变化量；ΔTIN为反应器入口油料温度变化量，油料的质量变化和温度变化量可由D...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全善，王文新，王曦，
申请(专利权)人：北京世纪隆博科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11