石油分馏塔运行状况观测器的制作方法

本发明涉及一种石油分馏塔运行状况观测器，属于生产过程动态学应用
技术领域：
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背景技术：
：本发明所述石油分馏塔是指具有塔顶和塔底产品外，还具有侧线产品的石油分馏塔主体和相应的外围设备。进入分馏塔的物料为高温下成为汽相的原料油，在分馏塔中经几十层塔板间的传质传热，分离成为合乎规格要求的石油气、汽油或石脑油、煤油、柴油、蜡油、润滑油原料等各种产品。正常运行的石油分馏塔是一个多变量互相影响的动态系统，反映运行状况的变量经常是随时间变化的。但不少变量变量没有实时测量仪表，塔内几十层塔板上的汽、液相石油馏分的温度只有少量的测点，塔内汽液相负荷、原料性质均无实时测量数据，运行状况、故障和异常工况难于得到及时分析，难于适应原料性质变化，产品质量靠化验分析，从采样到取得数据通常要一个小时以上，难于对产品质量进行及时控制，难于实现安全平稳优化运行。为提供石油分馏塔运行时重要但不可实测变量的实时信息，已出现了以下两类方法：一类是基于石油分馏塔运行机理的变量间稳态关系进行计算，如用克劳修斯-克拉伯隆(Clausius-Clapeyron)给出的压力补偿温度关系，近似计算石油产品的质量；或用稳态数学模型对塔内气液相负荷进行计算等，这类方法符合分馏塔稳定不变时的状态，但不适应分馏塔运行时的动态变化。另一类方法是用实测数据回归计算，如最小二乘法、或用某种人为关系，如神经元网络，估算无实测值的变量；由于未按石油分馏塔的运行机理，又常常不考虑分馏塔运行时的动态变化，或采用人为假设动态变化规律，计算结果只能适应实测变量时所相应的一个较小的变化范围，不能适应操作状况和原料性质的变化，不能确定给出的计算结果是否符合分馏塔运行机理，甚至会出现计算结果与工艺机理确定的方向相反，导致错误的操作与控制。技术实现要素：本发明的目的是：给出一种适应石油分馏塔运行时动态变化状况的观测器，包括流入流出分馏塔流量、塔内汽液相负荷、产品质量、原料性质等不可实测变量的实时值，以提高石油分馏塔操作水平、实现产品质量卡边控制和节能降耗、适应原料性质变化、实现安全、平稳和优化控制。1、本发明的基本特征：1-1石油分馏塔观测器：由以下顺序完成的各部分组成：见图11.石油分馏塔实测变量采集处理器：含故障检测，是本发明给出无实测变量实时值的依据。2.出入流量观测器：给出流入流出分馏塔无实测值流量的实时值，为运行状状况分析和以下各观测提供计算依据。3.塔内负荷观测器：给出进出塔内各塔段的内回流流量和汽相油品流量的实时值，为塔内运行状况、产品质量实时计算和原料性质变化判断提供实时数据，为防冲塔、防漏液、防液泛、防干板或抽空、异常工况等提供预警信息。4.产品质量观测器：依据油汽分压补偿温度、油品实时蒸馏特性和塔内负荷，给出塔顶和各侧线产品质量的实时值，为实现产品质量的实时监视和控制提供依据。5.原料性质观测器：提供流入各塔段汽相原料性质变化实时信息；若原料来自化学反应器，给出反应物产品组成的实时信息，作为反应器控制和忧化的依据。6.计算结果显示、存储与输出处理器；石油分馏塔观测器是由以上各部分组成的整体，可在已有的分布式计算机控制系统DCS上实现；其中1和6可利用已有技术实现。所有观测计算的结果可在小于等于20秒钟的周期内给出实时刷新值。1-2.依据动态变化规律和实测变量确定无实测值变量的实时值石油分馏塔运行时经常出于动态变化中，反映其运行状况的变量，无论是否有实测值，都是随时间变化的。温度变化时，积蓄的热量随之变化，塔内或容器中液位变化时，容器中积蓄的物料量随之变化。动态变化的规律是动态平衡，即物料积蓄变化量等于流入与流出物料量之差，热量积蓄变化量等于流入流出热量之差；其中流入流出热量取决于温度和热载体流量之乘积。流入和流出的物料量或热量中，有些有实测值，有些无实测值，在线实时计算给出无实测值变量的实时值，必须计算动态积蓄变化量，称为观测器。动态积蓄变化量的一般表达式为：分馏塔中常见的积蓄变化量如下：对热量积蓄变化量:x＝T＝温度，C＝温度变化一个单位所需的热量，称为热容量对容器中液相物料积蓄变化量：x＝HL＝液位高度C＝液位变化一个单位所需液相物料量，称为物料容量容器中汽相物料积蓄变化量:x＝P＝容器压力C＝压力变化一个单位所需的汽相物料量，称为物料容量当状态变量有实测值时，积蓄量变化量可用下式计算：Cdx(t)dt=Cx(t)-x(t-TS)TS---(1-2)]]>t＝当前时刻TS＝计算周期，建议TS≤20秒；x(t)，x(t-TS)＝当前和前一周期时刻的实测状态变量值。本发明对状态变量实测值进行滤波后再用(1-2)式计算。可选用已有滤波方法进行滤波，如：一阶滤波、滑动加权平均滤波、限速滤波、自适应限速滤波等，可选其中一种，或以上滤波方法的组合，如自适应限速滤波与一阶滤波串联。当状态变量无实测值时，需先对无实测值状态变量进行观测计算，再按(1-2)式计算动态积蓄变化量，详见塔内负荷观测器说明。1-3.可观性与可观性的实时检验利用动态变化规律和所具有的实测变量，是否可计算给出无实测值变量的实时值，就是可观性问题。对于石油分馏塔，每层塔板上汽相与液相油品温度变化时均有明显的热量积蓄量的变化，即每层板上的液相温度和气相温度均为状态变量，但许多层塔板上的汽液相温度无实测值，流入流出各层塔板的汽液相流量也无实测值，因此，不可能由实测变量计算给出每层塔板上各有关变量的实时值，即不具备可观性。对每层板上的汽液相油品温度都设置测量仪表是不现实的，也不必要。本发明按塔段进行塔内汽液相负荷的观测计算，只要进出塔段的汽液相油品温度具有实测值，入出分馏塔各流量具有实时值，形成可观性，并用观测器方法给出塔段内各层板上汽液相油品积蓄热变化量，从而给出流入流出各塔段的汽液相油品流量，即塔内负荷的实时值，满足运行状况实时观测的要求，是本发明的特征。当观测计算中所用实测变量中任何一个变量出现故障时，就失去了可观性。若出入流量观测器失去可观性，后序各观测器也失去可观性。因此，本发明对可观性进行实时检验，给出不可观信息，防止出现问题。1-4.按分馏塔运行状况下油品特性进行计算石油为复杂物系，无法用其组成的各纯组分对其进行分析和计算，在石油分馏塔实际运行与操作时，常常用油品的轻重进行分析，或用原料的产品组成进行分析，因此，在观测计算中提供与此相关的实时信息。在石油分馏塔的设计和运行中，常用实沸点蒸馏特性，恩氏蒸馏和平衡汽化数据，这些蒸馏特性都是在特定的条件下取得的，不能用于实际运行状况下的实时计算。本发明将常用的蒸馏数据按分馏塔实际运行状况进行修正，形成实时蒸馏特性，作为计算的依据，详见产品质量观测器。本发明所述的一种石油分馏塔运行状况观测器，依据石油分馏塔运行时动态变化规律和实测变量，给出确定石油分馏塔无实测值变量实时值的方法和实施结构，对可观性进行实时检验，给出不可观信息，防止出现问题。实施本发明后，将为生产管理和操作人员提供石油分馏塔运行状况的全面实时信息，提供防冲塔、防漏液、防液泛、防干板或抽空、异常工况等实时预警信息，是分馏塔安全运行的重要措施；产品质量的实时计算是改进操作、实现产品质量实时控制，提高高价值产品产率的基础；原料性质变化的实时判断是适应原料变化、平稳操作的重要信息；若分馏塔原料来自化学反应器，原料中产品分布是反应器实时优化的依据。这些作用，已为实际应用所证实。附图说明图1石油分馏塔运行状况观测器示意图。图2常压分馏塔底示意图，其中：T*表示温度测量仪表，L*表示液位测量仪表F*表示流量测量仪表，P*表示压力测量仪表图3催化裂化装置主分馏塔底示意图，其中：T*表示温度测量仪表，L*表示液位测量仪表F*表示流量测量仪表，P*表示压力测量仪表图4延迟焦化装置主分馏塔底示意图，其中：T*表示温度测量仪表，L*表示液位测量仪表F*表示流量测量仪表，P*表示压力测量仪表图5塔段示意图，其中：T*:表示温度测量仪表，L*:表示塔内液相油品流量，即内回流流量F*:表示实测流量仪表，V*:表示塔内汽相油品流量，G:表示产品流量下标i：自下至上的塔段序号上标:V-汽相油品,L-液相油品,W-水蒸汽,A-附加油品,R-循环回流。具体实施方式2、出入石油分馏塔无实测值流量观测器(图1中的2.)流入流出分馏塔无实测值流量含分馏塔各产品流量和进入分馏塔塔板的汽相油品流量，在线实时计算这些流量实时值的特点是：考虑与分馏塔相关设备中的动态积蓄变化量，具体方法如下。实施例12-1.：塔顶馏出产品流量的观测计算塔顶馏出产品有石脑油或汽油和石油汽，在塔顶馏出处均为汽相，经冷却后汽油或石脑油为液相，进入分离罐后将二者分离，自分离罐流出的石油汽和液相产品流量均有测量仪表，观测计算塔顶馏出各产品流量的特点是考虑油汽分离罐中动态积蓄变化量。塔顶馏出汽相产品流量实时观测计算如下：GoV(t)=FtopV(t)+CtopVdPtop(t)dt≈FtopV(t)+CtopVPtop(t)-Ptop(t-TS)TS---(2-1)]]>t＝当前时刻Ptop＝实测塔顶分离罐压力Ts＝计算周期塔顶馏出汽油或石脑油产品流量的实时值计算如下:GoP(t)=FtopP(t)+ρo[d(A0HLtopgo)dt-AwdHLtopowdt]---(2-2)]]>dA0HLtopgo(t)dt=(A0HLtopgo)(t)-(A0HLtopgo)(t-TS)TS---(2-3a)]]>Ao＝塔顶分离罐油面高度和相应的截面积塔顶分离罐为卧罐时，Ao是液位高度的函数Aw＝塔顶分离罐油水界面高度和相应的截面积ρo＝液相产品重度TS＝计算周期≤20秒塔顶馏出处于汽相的石油产品的总流量为：Vtop=GoV+Gop(t)+FtopR(t)---(2-4)]]>实施例22-2：侧线馏出产品流量的实时计算观测计算的特点是考虑侧线产品汽提塔中产品动态积蓄变化量Gjp(t)=Fjp(t)+ρjAjHLjp(t)-HLjp(t-Ts)TS---(2-5)]]>其中：j＝侧线产品序号，通常自上向下排序ρj,Aj＝产品重度与汽提塔截面积实施例32-3：进入常压塔最下层塔板气相原料流量对图2所示常压塔塔底流程，依据塔底物料平衡计算进入精馏塔段最下层板的气相流量的实时值：V0(t)=F0(t)+F1(t)-Fb(t)-ρbAbLb(t)-Lb(t-TS)TS---(2-6)]]>其中：F0(t)＝实测当前时刻入塔原料油流量滤波后值；Fb(t)＝实测当前时刻塔底抽出流量滤波后值；F1(t)＝实测当前时刻最下层塔板流入塔底流量滤波后值；Lb(t)＝实测当前时刻塔底液位滤波后值；Lb(t-TS)＝实测前一时刻塔底液位经滤波后值；ρb＝塔底油的重度；Ab＝塔底液位截面积。实施例42-4：进入催化裂化装置主分馏塔最下层板汽相流量和反应产物流量的观测。其流程见图3。汽相反应产物自塔底进入分馏塔，向上经人字档板，由返塔底的回炼油和上返塔循环油浆取热后，形成进入第一层精馏塔板的汽相原料流量V0，但V0和反应产物流量F0均无测点，按塔底物料和热量动态平衡计算：人字板物料平衡：V0＝F0+F2-Fb(2-7a)塔底物料平衡：F2＝回炼油返塔底流量F3＝塔底抽出油浆流量Lb＝塔底液位高度Ab,ρb＝塔底截面积和油品重度人字板部分热平衡:QeD(t)=F0H(T0)+F2h(T8)-Fbh(T7)-V0H(T1)-QR(t)---(2-8)]]>QeD(t)=CV0dT1(t)dt+CexdT6(t)dt]]>T1＝人字板上汽相油品及塔壁热容量和温度Cex,T6＝人字板及塔壁热容量和温度QR(t)＝F4[h(T7)-h(T4)]＝上返塔循环油浆取热量H(T),h(T)＝温度为T时油品的汽相焓与液相焓联立求解(2-7b)和(2-8)式，即可得到V0和F0的实时值。实施例52-5：进入延迟焦化装置主分馏塔反应油气流量和最下层塔板的汽相流量的观测计算延迟焦化装置主分馏塔底流程见图5。按塔底物料和热量动态平衡进行计算：物料平衡：V0＝F2+F0-Fb(2-9)Fb=F5-F4-F3+ρbAbdLb(t)dt---(2-10)]]>ρb,Ab分别为塔底液相油品的重度与塔底截面积Lb＝塔底液位高度实测值F2,F3:见图4F5＝进焦化炉原料流量实测值F4＝回炼油流量实测值热平衡：由热平衡计算F0＝进入分馏塔的焦化反应产物流量：QexD=F0H(T0)-V0H(T2)+F2h(T1)-Fbh(T6)+Qw---(2-11)]]>Qw＝F6[Hw(T0)-Hw(T2)]＝水蒸汽带入热量由(2-9)(2-11)式：其中：Q1＝F2[H(T2)-h(T1)]Q2＝Fb[H(T2)-h(T6)]H(T),h(T)＝油品在温度为T时的汽相焓,液相焓实施例63、石油分馏塔内汽液相负荷实时观测器3-1塔段划分与可观性依据1-4节可观性说明，按塔段物料和热量动态平衡进行观测计算。本发明按以下原则划分塔段：具有循环回流取热的相邻塔板为一塔段，如塔顶循环回流塔段和各中段回流取热塔段。侧线产品抽出层及其以上若干层塔板组成一个塔段。每个塔段内塔板结构尺寸相同。塔段内包含的塔板层数不宜过多。图5为塔段示意图。本说明以汽相原料进入的塔板,即最下层精馏塔板所在的塔段序号为1，依次上推，塔顶段序号最大。其中实线框内的变量，包括流入流出各塔段的液相和汽相油品的温度、循环回流取热和附加油品流量和温度、水蒸汽流量等具有实测值，流入流出分馏塔流量有观测值，是塔段具有可观性所须的测点布置。点划线框内的变量没有实测值，即流入流出塔段的汽相流量Vi-1,Vi和液相流量Li+1,Li，即塔内汽液相负荷，需由观测器提供其实时值。以下说明均采用图5中给出的变量符号和上下标：T＝温度(℃)V＝汽相油品流量L＝液相油品流量F＝实测流体流量G＝产品流量下标：i＝塔段序号(由下向上递增)上标：V＝汽相油品L＝液相油品W＝水蒸汽A＝附加液相油品R＝循环回流变量的缺省单位为：温度T(℃)，流量F,G,V,L(吨/时)。3-2塔段汽液相负荷计算的动态平衡式塔段物料平衡(忽略物料积蓄量变化)：i＝塔段序号Li0=Vi-1+FiA+Li+1-Vi---(3-1)]]>Li=Li0-GiP---(3-2)]]>塔段热平衡：QiD=Vi-1H(Ti-1V)-ViH(TiV)+Li+1h(Ti+1L)-Li0h(TiL)-QiR+QiW+FiAh(TiA)---(3-3)]]>(见3-5节说明)H(T),h(T)＝分别为油品在温度为T时的汽相焓,液相焓由(3-1)(3-2)(3-3)推导给出以下两种递推计算方法。3-3由塔底第1精馏塔段向上逐段递推计算由进入第一塔段的汽相原料油温度和流量V0、第一塔段流出的内回流流量L1的实时值，进行递推计算；由i＝1,已知Vi-1＝V0,L1，开始递推计算：第一步：计算内回流流量Li+1，将(3-1)式，代入(3-3)式,得：Li+1(t)=Qi+V(t)+Qi+L(t)-Qi+A-QiR(t)-QiD(t)+QiW(t)Si+Li+1(TiV-Ti+1L)+HV(TiV)---(3-4a)]]>其中：为相应平均温度下液相油品定压比热；HV(T)＝油品在温度为T时的汽化潜热；见(3-3)式说明；下标“+”表示按塔段序号递推计算。第二步：依据(3-1)(3-2)式，计算流出塔段汽相油品流量Vi：Vi=Vi-1+FiA+Li+1-Li0---(3-4b)]]>再按以上两步计算i＝2的V2和L3，如此逐段向上递推，直到塔顶段。注：也可第一步计算汽相油品流量Vi，第二步计算内回流流量Li+1。计算结果与(3-4a)(3-4b)给出的结果相同，此处略去其计算式。3-4由塔顶逐段向下递推计算由已知塔顶冷回流流量和温度、塔顶馏出产品温度与流量的实时值，由塔顶段i＝ns开始逐段向下递推计算，直到i＝1即最下层塔段:第一步：计算内回流量Li0=Qi-L+Qi-A-Qi-V+QiR+QiD-QiWSi-Li0[(Ti-1V-TiL)+HV(Ti-1V)]---(3-5a)]]>Qi-L=Li+1[Si-Li+1(Ti-1V-Ti+1L)+HV(Ti-1V)]]]>Qi-V=ViSi-V(Ti-1V-TiV)Qi-A=FiA[Si-FA(Ti-1V-TiA)+HV(Ti-1V)]]]>见(3-3)式说明；HV(T)＝油品在温度为T时的汽化潜热；定义同前，下标“-”表示自塔顶段向下递推计算第二步：计算Vi-1同上，也可先计算Vi-1，再由(3-1)(3-2)式计算得到和Li。3-5塔段积蓄热变化量的实时计算：塔段积蓄热是段内各层板汽相和液相油品积蓄热之和。但塔段只有最上层流出汽相油品温度和最下层板上液相油品温度具有实测值，本发明按以下方法给出塔段全部积蓄热变化量的实时观测值：3-5-1塔段最上层流出汽相油品与塔壳积蓄热变化量：塔段最上层馏出汽相油品温度具有实测值，故：Qi,niVD(t)=Ci,niVdTi,niVdt≈Ci,niVTi,niV(t)-Ti,niV(t-TS)TS---(3-6)]]>TS＝观测计算周期下标：i＝塔段序号ni＝第i塔段最上层塔板序号3-5-2塔段最上层板上液相油品与塔板积蓄热变化量：Qi,niLD(t)=Ci,niLTi,niL(t)-Ti,niL(t-TS)TS---(3-7)]]>塔段最上层板上液相温度通常无测点，但有如下关系：Ci,niVdTi,niVdt=Qi,niVD(t)=[SiVVi(t)+SiwFiw(t)][Ti,niL(t)-Ti,niV(t)]---(3-8)]]>Vi,(3-8)式中只有顶层板上液相温度未知，故有：Ti,niL(t)=Ti,niV(t)+Qi,niVD(t)SiVVi(t)+SiwFiw(t)---(3-9a)]]>Ti,niL(t-Ts)=Ti,niV(t-Ts)+Qi,niVD(t-Ts)SiVVi(t-Ts)+SiwFiw(t-Ts)---(3-9b)]]>将(3-9)式代入(3-7)式，即得最上层板液相及塔板积蓄热变化量。3-5-3最下层板上液相油品积蓄热变化量最下层板上液相温度有实测值，积蓄热变化量为：Qi,1LD(t)=Ci,1LdTi,1Ldt≈Ci,1LTi,1L(t)-Ti,1L(t-TS)TS---(3-10)]]>若最下层板液相经集邮箱后流出，且温度测点在集邮相出口，则需由集油箱动态模型实时计算给出的观测值：Ti,1L(t)=Tib(t)+CibdTib(t)dt≈Tib(t)+CibTib(t)-Tib(t-TS)TS---(3-11)]]>3-5-4塔段最下层板上汽相积蓄热变化量：Qi,1VD=Ci,1VdTi,1Vdt=(Si,1VVi,1+SiwFiw)(Ti,1L-Ti,1V)---(3-12)]]>和均有实测值，可假设的初值，用实测变量和(3-12)式进行递推计算，经相当计算周期后使逼近其真值。再按下式计算动态积蓄热变化量。Qi,1VD(t)=Ci,1VTi,1V(t)-Ti,1V(t-TS)TS---(3-13)]]>3-5-5塔段总积蓄热变化量QiD(t)=0.5ni[Qi,niVD(t)+Qi,1VD(t)+Qi,niLD(t)+Qi,1LD(t)]---(3-14)]]>ni＝塔段内塔板数量3-6塔内运行工况超限或异常工况报警3-6-1第i塔段流出气相油品线速实时计算：SiV(m/sec)=13600Ai(Viγiv+Fiwγiw)·P0(Ti+273)293Pi---(3-15)]]>Vi,Fiw＝分别为第i塔段出口气相油品流量和水蒸汽流量(kg/h)Ai＝第i塔段截面积(m2)P0＝标准状态下压力(绝对压力)大气压下第i段气相油品,水蒸汽的重度(kg/m3)Ti，Pi＝第i塔段出口实测温度(℃)和压力(绝对压力)3-6-2运行工况超限判断与预警当给出气相线速超上限报警信号，防冲塔；当给出气相线速超下限报警信号，防漏液；当给出超限报警信号，防液泛；当给出超限报警信号，防干板或抽空；3-6-3塔段异常工况判断：出现以下情况时，给出异常预警信号：汽液相温差超上下限；进出塔段汽相流量差(Vi-1-Vi)超上下限；进出塔段内回流流量差(Li-Li+1)超上下限；塔段某一变量有明显变化，而其它变量无明显变化。实施例74、石油分馏塔产品质量观测器石油分馏塔产品质量主要是汽油的干点，航煤和柴油的95％点或90％点，以及与此有关的凝固点或倾点、闪点、冰点等。这些质量制标通常需在现场采样、经化验分析取得，从采样到取得结果通常在一个小时以上，已有的在线质量仪表，滞后时间一般在5分钟以上，且采样点不在分馏塔产品馏出口，不能给出产品质量的实时值，实际运行时，常以控制温度为手段，但温度不能准确的反映产品质量。本发明基于油品性质，考虑油汽分压补偿温度、油品性质和塔内负荷对产品质量的影响，给出产品馏出口处产品质量的实时值。4-1产品质量影响因素之一：油气分压的实时计算从原理上，克劳修斯-克拉伯隆(Clausius-Clapeyron)给出了压力补偿温度关系，但对於石油分馏塔来说，产品馏出口不仅有该馏出口的产品，还有水蒸汽和其他产品，需用产品馏出口处产品的分压补偿温度，其关系式如下：Tjcomp=TjV-ajP(TjV+273)[Ln(Pjg)-Ln(Pa)]1+ajP(TjV+273)[Ln(Pjg)-Ln(Pa)]---(4-1)]]>j＝0为塔顶液相产品，j＝1,2,3,4为一,二,三,四,侧线产品对侧线产品,为产品抽出层下汽相油品温度与产品分压，产品分压单位为绝对压力；Pa＝大气压产品油气分压按下式计算：Pjg=GjP+LjGjP+Lj+MjP(FwMw+G0VMg+Σk=0j-1GkPMkP)(Pj+Pa)---(4-3)]]>Pj＝实测或计算所得第j产品抽出层下压力(表压)；Lj＝第j产品抽出层的内回流流量；Fwi,Mw＝第j产品抽出层下水蒸汽流量及水蒸汽分子量；分别为出入流量观测器给出各产品流量及各产品分子量。4-2产品质量影响因素之二：实时蒸馏特性与油品性质4-2-1实时蒸馏特性是分馏塔实际运行状况下，温度与液相油品汽化量关系，以温度为横坐标，汽化量为纵坐标，表示油品特性。汽化量采用重量单位，不仅适应生产过程运行时提供的流量值常为重量单位，也改变了蒸馏特性的斜率，温度越高，汽化油品的重度随之增高，蒸馏特性斜率增大，便于衡量油品性质变化。若在沸点10-90％范围内，以体积流量计量汽化量的蒸馏特性系数为1，以重量流量计量汽化量时，若汽化油品的重度与汽化温度成正比，实时蒸馏特性系数随温度的变化关系为：Ki+1LV=1-αiL+αiLTiL-TLi+1ipRi+1L≤1---(4-4)]]>对汽油：柴油：由实时蒸馏特性计算内回流流量Li+1在第i塔段内的汽化流量：NiLV=KiLVLi+1TiL-T‾Li+1ipR‾i+1L+KiALVFiATiL-T‾iAipR‾iA---(4-5)]]>aR,bR＝可调参数分别是进入第i塔段附加油品的实时馏程特性系数,沸点范围和初馏点实际运行时，温度、流量、热量都是随时变化的，实时蒸馏特性系数也是随时间变化的。4-2-2进入塔段汽相油品蒸馏特性系数的在线实时计算KiVL1=NiVL(Ti-1V-TiV)(Vi-1-Vi0)---(4-9)]]>NiVL=Li0-Li+1+FiA+NiLV=Vi-1-Vi+NiLV---(4-10)]]>Vi0＝进入第i塔段汽相油品中的不凝汽流量称为进入塔段汽相油品实时蒸馏特性系数，其数值增大，表明汽相油品变重，是应向产品终馏点的一个因素。4-3产品终馏点的在线实时计算：4-3-1分馏塔产品馏馏口处产品终馏点实时计算：除压力补偿温度和汽相油品馏程特性系数外，塔内负荷也是影响产品质量的另一因素，产品终馏点按下式在线实时计算：Tjep=ajRTjcomp+ajKKjVL1+ajSSjV+Ej0---(4-11)]]>为可调参数；4-3-2终馏点的简化计算石油分馏塔运行时各变量没有大的变化，可用以下简化算式：Tjep=ajTep·TjV-ajPep·Pjg+ajTPep(TjV+273)·Pjg+ajVLepKjVL1+ajSS‾jV+ej0---(4-12)]]>是由额定值计算得到的可调参数；为零点调整参数。4-4其它产品质量的在线实时计算4-4-1航煤或柴油倾点Tpp或凝固点的计算Tpp＝CppTiep+Tpp0(4-13)Tiep＝航空煤油或柴油的终馏点(90％点或95％点)Cpp为可调参数；Tpp0为零点调整值。可调参数值因产品(煤油或柴油)和质量指标(凝固点或倾点)而异。4-4-2航煤冰点Tfz的实时计算：Tfz=CfzdTiep+CfznTnep-Tfz0---(4-14)]]>Tiep＝航煤终馏点或凝固点；可调参数；Tfz0＝零点调整。4-4-3航煤或柴油闪点TfsTfs=CfsnepTnep+CfssrFdGjP-Tfs0---(4-15)]]>其中：为可调参数；Tfs0为零点调整；Fd＝汽提塔汽提蒸汽流量；或汽提塔提供的热流量。4-5化验分析采样点产品质量实时值计算：分馏塔经处於动态变化中，化验分析采样点的产品质量不同於产品分馏塔馏出点的产品质量，实时控制和原料性质变化都需要采用分馏塔产品馏出点的产品质量，为对比观测计算给出的馏出点和采样点产品质量，给出采样点产品质量的实时计算值如下：dTjsdt=-ajTTjs+ajTTj*(t-τjT)---(4-16)]]>采样点产品质量计算值与同一时间采样化验分析值对比，二者偏差较大时，是调整各产品质量计算式中的参数依据。实施例85、石油分馏塔原料性质观测器:5-1原料中各产品组成的的实时观测当石油分馏塔的原料为反应器的反应产物时，石油分馏塔原料的组成就是反应产物的组成，其实时值对反应器控制和实时优化是非常必要的。权利要求五给出的产品流量实时值和权利要求八给出的产品质量实时值，为实时计算原料中产品组成提供了实时数据，本发明在实时计算原料中产品组成时，进一步以下实际问题:5-1-1标准产品质量下的产品流量：石油分馏塔运行时，为保证产品质量合格，产品质量与标准产品质量总是存在偏差的，在计算原料中产品组成时，要按标准产品质量计算，为此，需将实际产品流量换算为标准质量指标下的流量，本发明给出以下算法：其中：分别为第j产品终馏点和初馏点的标准值；分别为第j产品终馏点和初馏点的观测值；ξj＝初馏点修正系数。5-1-2原料中产品组成百分数的实时计算石油分馏塔各产品标准质量下的流量对原料变化具有时间滞后和动态响应，对第j产品，其关系用下述动态关系计算：G0jP(t-τ0j)=dWj(t)dt+G‾jp(t)---(5-2)]]>其中：τ0j＝原料油流量测点到第j产品抽出点的流动时间；Wj＝塔内第j产品的积蓄量。以产品在原料中的百分数表示原料的产品组成：Yj(t-τ0j)=G0jP(t-τ0j)F0(t-τ0j)×100%---(5-3)]]>各产品组成的实时计算值具有不同的滞后时间和动态响应。显然，塔顶产品对原料的变化具有最长时间滞后，约2分钟左右。时间滞后值可由分馏塔实时记录数据得到。5-2塔段汽相进料性质的实时衡量为尽快得到原料性质的变化，可利用(4-9)式给出油品实时蒸馏特性系数用以下计算结果衡量：的额定值见(4-5)，(4-6)式增大，表明进入塔段的汽相油品变重。当前第1页1 2 3