汽油在线调合及控制系统

张睿(中国昆仑工程有限公司大连分公司，辽宁 大连 116086)

0 引言

近年来，随着中国国民经济的增长，国内对原油和成品油的需求日益增加，国内商业油库的规模不断扩大。油品调合是炼油厂生产各种石油产品的生产工序之一，许多企业在长远规划、生产排产、在线调合等工作过程中，都充分利用汽油调合的先进技术。通过汽油调合，可以合理利用有限的汽油组分，为企业创造更大的经济效益。很多企业在进行汽油产品生产以及加工的过程当中，对生产工作的内容以及相关的影响因素比较关注，特别是在长远规划生产排产以及在线调合等工作方面。如果能够在这些生产工作当中充分地利用汽油调合的先进技术，就可以整体提高企业生产的效率，保证汽油调合的过程实现更大的经济价值，合理利用有限的汽油组分，可以为企业的经济提升带来更大的积极影响。很多企业在进行汽油调合时，会利用生产期间的多种汽油充分进行调合。并按照某种比例的配方，通过加入添加剂之后，保证汽油得到充分的混合以及均匀，使得生产出来的调合汽油产品符合汽油产品的标准。这是汽油成品在出厂之前的最后一道工序，同时也是可以整体保证汽油质量的重要措施。当然进行该项工序，能够在一定程度上提高气和调油的环保性能，在开展油品在线调合工作，时现场工作人员需要对多项指标同时进行控制。减少产品的质量过剩，提高一次调成率，降低成本，增加经济效益，在国内的炼油厂中得到越来越广泛的应用。

1 汽油调合工艺的组成

调合的组分油共有5种，分别为MBTE、重整拔头油、重整汽油、催化汽油、烷基化油、石脑油。各种类型的汽油组分在进入到工艺调合操作时，需要通过各自的输送泵，并且经过流量集合调节阀之后进入到静态混合器当中，经过一系列的混合操作，使得各个组分指标都达到相应的要求标准，最后流入到成品油罐当中。当然，在这个过程中可以通过安装在线分析仪的方式，对组分汽油性质的变化频度和幅度进行了解，从而保证后期成品调合的质量得到整体提升[1]。

操作人员在进行调合指令管理的过程当中，需要下载指令设备，将其下载到汽油在线调合软件当中，经过一系列的参数设备之后，确保所有的设置内容无误才可以启动调合的系统，而且在开展调合操作期间，现场工作人员还需要对设备的控制软件进行有效的优化，根据设定的调合周期，不断的读取在线的数据，并且根据各种因素条件和优化的目标，对调合的配方进行优化。在一个罐的调合任务完成后，调合系统在保证质量指标合格的情况下进行卡边操作，减少质量过剩，并尽量使用成本低的组分油，从而降低生产成本。

2 在线优化控制原理简介

很多企业在进行产品生产以及加工的过程当中，涉及的产品质量问题较为复杂，特别是一些产品质量再次验证的问题，需要经过管道调合的油品并不能直接出厂使用，而是需要先进行储存，将其储存在成品罐当中再调合完毕之后，以及化验合格之后才可以批量的出厂。所以为了在调合结束之后，保证成品罐当中所有的产品都具有合格性的特点，我们需要实现产品质量过程最小的目标，并且考虑到调合之前影响成品罐底油的因素，通过跟踪调合过程当中的所有质量指标，将质量问题进行严格控制[2]。

其实汽油在调合工作期间最关键的问题是质量指标是否能得到卡片控制，而在对这一问题进行控制时，我们不仅需要对已有的基础组分配置进行解决，使其满足产品的质量要求，还需要对成本费用进行有效控制，这是一个非约束性的优化问题。

3 在线优化控制系统

3.1 比率控制

在线调合系统中的比率控制功能是基于现有DCS进行组态，实现各参与调合的组份油按照规定的比例进入调合头。比率调合作为在线调合的执行系统，是实现油品在线调合的基础。

3.2 近红外分析仪系统

近红外分析仪是油品在线优化调合的关键。近红外分析仪是一种以近红外光谱技术作为基础的新型技术，它可以对油品的质量进行深入的分析，与此同时它也可以将光谱数据的组成和相关的性能模型建立起来，再针对一些未知的样品进行定性分析时，使用该技术进行研究，需要先获取未知样品的红外光谱，接着在使用已有的模型对完成位置的样品进行定性分析，由于不同油品在品质方面存在比较明显的差异，所以我们必须要对不同的产品进行针对性的建模分析。

在庆阳项目中，近红外在线分析仪系统包括相应的在线近红外测量探头、在线探头维护抽取装置、光纤、近红外在线分析仪以及其他配套设备。利用近红外在线采样探头在线检测各组分油流路中的RON、MON、抗爆指数、烯烃、苯、芳烃、RVP、MTBE(氧含量)、D86馏程、密度等参数[3]，同时将这些参数传给控制系统，控制系统的调合软件将根据分析仪系统送来的各流路油品质量指标计算并提供相关控制操作，来实现汽油的在线调合，生产出高品质成品汽油。

作为优化调合的反馈手段，在线分析仪得精准度对于整个产品生产工作委员会产生很大的影响，所以为了获得较为准确的测量结果，除了需要选择可靠的分析一致外，还需要对大量的样品进行采集，并且开展后期的分析意见，不矫正工作实行市分析数据的准确性，也直接决定了在线分析仪的精确度，一旦模型的精确度可以达到相应的指标以及规定的要求，那么各个组分油之间的性质就会达到较为稳定的状态，在线分析也可以通过稳定运行的方式整体提高维护的效果。

3.3 在线质量分析仪

在整个汽油调和工艺当中，在线分析仪是非常关键的一种技术，它的运行质量会直接影响到产品生产的质量负责对各个组分进行实时测定。与此同时，还需要对成品汽油的性质进行了解，在这个过程当中在线质量分析需要及时的将测量数据反馈给在线优化系统以及控制软件，从而使得汽油调和生产的目标得到有效的实现。其实大多数的炼厂汽油调合工艺在实际运行期间都会选择使用在线分析弈剑行有品的检测工作，而且该分析仪军事在线近红外分析仪它的运行速度相对较快，而且硬件维护量少，可以对汽油当中的相关组成部分进行实时监测。但是它需要长期进行校正模型的维护工作，需要提供专业技术支持，模型的覆盖范围与应用的时间之间存在密切的联系。

3.4 调合工艺设备与仪表控制等系统

调合工艺设备及仪表控制系统主要包括：DCS、计算机、机泵、阀门、高精度质量流量计、调节阀、静态混合器、添加剂加入系统以及配套管道等。

静态混合器是早在20世纪60年代末就已经提出的一种在当时较为新型的化工单元设备，由荷兰人首次提出。经过多年的优化发展，其应用范围得到不断的拓宽。它是一种借助流体管路的不同结构，可在很宽的雷诺数范围之内进行流体混合的新型仪器，但是在实际运行的过程当中，因为属于没有机械或者可动部件的流体结构部件，所以它的推广范围以及推广的影响因素相对较大。自从市场上出现静态混合器以来，人们对该类型的仪器进行了深入的研究，使其完善程度越来越高，科学家针对其进行开发以及研究工作，使其在化工领域，制药领域、食品领域、环保领域等都得到了广泛的应用。

其实静态混合器是一种结构较为简单的节能设备，因此同时它还具有紧凑型的特点，从工作原理进行分析，它可以让流体承载线管当中通过流动冲击的方式对各个类型的板原件进行推动，可以整体提高流体运动的速度，推动使其形成锐流在流程时分割位置移动，重新汇合等三种情况，都可以对整个系统的运作产生积极的影响，之所以将其称为静态混合器，是因为这个管道内并没有运动的部件，只有静止的元件。

在流经静态混合器时，流体会受到混合元件的因素的综合影响，出现一系列的分流状态、合流状态以及旋转状态，使得流体得到充分的混合，与此同时他也可以在很宽的黏度范围内得到不断的拓宽以及应用。当然它也可以在流程上出现层流过渡流以及混乱流的操作应用于不同类型的操作系统当中。需要注意的是在对静态混合器进行选择时，需要综合考虑流体的性质、流动的状态、流体的比体积等，只有这样才可以有效的避免流体的相关阐述，对整个混合元件的使用产生消极的影响。目前市场上使用的大多数静态混合器当中的混合元件都具有形态各异的特点，而且种类较为繁多，大都是大同小异，可以将其归纳成两种不同的类型：一种类型是由扭曲叶片构成的产品；另一种类型是由波纹片以及窄板条构成的产品。当然这两种产品在实际使用的过程当中，其表现出来的特点以及优势都存在比较明显的差异，工作人员需要根据具体使用的目的合理的选择。

4 结语

调合工艺技术在调合的规模和自动化程度上的差异很大，炼厂在规划汽油调合工艺技术时，应认真研究现有商品技术的内容和特点，是否符合炼厂对现有或未来中长期内汽油调合工艺技术的要求。在汽油调合工艺项目设计上不宜求大求全，随着新的测量技术和计算机的应用，应选择必要的技术比分加以适当集成，形成最适合炼厂自身的汽油调合工艺。