基于DCS的原油调和优化控制研究与应用

陈思遥（中石油云南石化有限公司，云南安宁 650399）

基于DCS的原油调和优化控制研究与应用

陈思遥
（中石油云南石化有限公司，云南安宁 650399）

文章介绍了国内原油调和的现状、工艺原理及应用，并结合原油调和的实际需求，提出和设计了原油调和的控制优化系统，投运结果显示原油调和先进控制系统可为企业带来显著的经济效益。

原油；调和；分析仪；比率

多种原油混合必然造成原油的性质时常改变，唯一可行的解决方法就是通过对油品的在线调和、罐区管理及储运的自动化技术和过程操作的革新来提高工艺过程的灵活性，可靠性，从而高效，快速地适应市场的不同需求。在线调和优化控制系统的核心是面向炼油和调和工艺过程的先进技术与实践经验的结合，不仅对工艺过程中的状态和结果进行优化控制，而且对工艺过程的参数进行模拟预估，超前控制。

1　原油调和优化控制系统

1.1原油管道调和系统

原油调和调度是在既有原油供应以及罐存的条件下，实现在炼原油性质平稳的必要手段。

管道调和也可以叫作连续调和，将各组分油与添加剂按不同的调和比例泵入管道中，通过溶体混合或通过混合器把流体一次切割成极薄的薄片，促进分子扩散达到均匀混合状态，然后输送管道进入成品油罐储存或直接装车、装船出厂。

调和的设备组成：

（1）静态混合器：流体在管线内流动，达到混合均匀的目的。

（2）在线分析仪：连续获得在线质量数据。

（3）油品调和控制软件：不断比较质量指标，控制调整组分的流量。

（4）流量变送器：实时测量流量大小。

管道调和是油品调和的发展方向，有以下一些优点：

（1）调和连续进行，可取消调和罐，减少组分油储罐。

（2）调和比精确，组分合理利用，避免浪费优质原料，质量“过头”。

（3）调和时间短，动力消耗少，调和一次合格率高，质量达标有可靠保证。

（4）减少油品周转次数，节省人力，减少中间分析，调油速度提高。

（5）全部调和密闭操作，防止油品氧化，降低油品损耗。

1.2原油调和工艺流程

根据某公司炼油装置的工艺技术路线，原油自缅甸码头库区经管输至厂内原油罐储存，脱水后的原油利用各组分的调和泵抽取相应组分，经管道调和进入3座发油罐，再经管道送入常减压装置。

原油储罐由10座100 000m3外浮顶储罐组成。原油罐区中设3座常减压装置原料罐，正常运行时投用2座，另外1座可用做组分罐，起到备用的功能，以确保常减压装置随时有2座投用的原料罐。脱水作业在组分罐进行，常减压原料罐采用边进边抽的方式，在调和总管上设置在线密度分析仪（监控混合效果）、水分析仪，如果水含量超标，可对常减压原料罐进行切换。按3种原油组分配置进行原油调和。

调和总管上设置静态混合和在线密度分析仪，并设置采样管，可定期在调和总管上取样，评价原油的调和效果。

原油调和时，原油质量快速分析系统将提供参与调和的原油组分罐的原油的性能指标，优化调和软件的调和模型根据原油的组分质量参数和原油组分比率对调合头的原油品质进行质量预估。同时，在原油调和头处设有取样点，质量快速分析系统将定期的对调合的调和后的原油品质进行采样分析，并将相应的原油品质参数输入到调和软件中，优化调和软件根据预测模型的数据和快速分析系统的数据进行比对和模型校验，从而调整原油的调和比率来满足原油性能指标控制的要求。

如图1所示，原油调和的技术的重点首先是“质量平衡调度”，其次是在线比例调和；调和后原油平稳度，除了取决于原油调和系统功能外，还取决于采购原油的质量变化幅度以及库区罐存情况；在线比例调和的重点是对各罐组分的质量准确把握（预估控制），其次是在线质量测控（反馈控制）。

2　原油调和系统投用与效益

本文通过某石化提供的工况设计运用NSGA—II算法并结合原油调和模型，由于石化企业都采用多种原油混合的进料状况，运用原油调和比例控制系统对整个工艺进行优化。

以装置净收益最大化和能耗最小化为双目标进行优化，当原油的混合比范围在1∶2至1∶3之间，在能耗相同的情况下收益最大化。原油调和相对稳定进料原有性质和炼油工艺的优化有着重要的作用，结合某炼厂实际生产状况，将原油调和模型进行简化，并进行多目标优化计算，可以满足质量产量要求的情况下最大限度地提高装置的经济效益，对整个炼油厂的工艺优化有重要的指导作用。

在通过对原油样品预处理、近红外光谱仪、建模软件、原油光谱数据库，快速测出包含原油的实沸点在内的40多个基本数据，并结合原油评价管理软件及原油评价历史数据库产生详细原油评价数据，可知原油调和带来的经济效益将是十分明显的。

[1] 江永亨，蔡阳阳，黄德先.无主炼原油的原油调和调度问题[J].化工学报，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

陈思遥（1989—），女，甘肃武威人，助理工程师，主要研究方向为油气储运技术。