日本炼油业给原油装置配备多变量控制器

    Marifu炼油厂4号原油装置有预分馏塔、原油分馏塔及原油加热炉、电脱盐、脱丁烷塔、脱丙烷塔等设备。这套原油装置操作相当复杂，有多种操作模式要求不同操作条件。另外该原油装置加工不同原油，每隔2～5天便要切换原油。如果不用先进控制技术，原油切换需较长时间才能稳定运行。该装置配备多变量控制器并持续运行后，取得明显效果，年效益达60万美元。

    多变量控制器主要设计考虑如下：

   （1）非线性原油模型：高保真度原油实沸点模型对精确推理与控制原油切换非常重要。该炼油厂选择了通用的切割点控制（GCC）模型。该模型首先根据分馏塔顶部流量、温度、分压计算分馏塔的石脑油切割点，从塔的热平衡算出闪蒸段的蒸气流量，再算出闪蒸段切割点。GCC模型先假设石油与闪蒸段切割点之间的线性实沸点曲线，再利用塔的温度分布预算出非线性，最终用非线性实沸点曲线算出侧线物流切割点。GCC法是基于塔的热平衡，因此在原油切换期间能给出较精确的切割点预测结果。

   （2）推理控制变量：应用GCC模型推出15个产品性能推理数据，并将这些推理数据输入控制器作为控制变量。这些推理数据包括航煤干点、煤油95%点与凝固点、航煤与煤油的闪点等。将这些推理数据与实验室数据相比较，表明推理模型的预估值很精确。

   （3）原油切换控制：原油切换期间，为使装置平稳过渡，迅速控制产品性能在限制范围内，应将扰动变量引入多变量控制器。开发出原油切换程序被纳入集散型控制系统。该程序与多变量控制器相配合，能自动完成所需操作动作。新控制战略减轻了操作人员在原油切换期的工作负荷，显示了极佳效果。