炼化汽油在线调和现况分析

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  摘 要:随着我国社会经济的不断发展,汽油作为一种基本的生产生活资料,参与了人类社会生活的方方面面。汽油调和技术是炼制汽油、汽油提纯过程中的关键性技术。在目前的应用过程中,汽油在线调和优化技术在不断发展与进步。从本质上来说,该技术就是利用不同的技术手段提高油品的质量,在满足成品油各项指标的前提下,尽量使效益最大化。在目前的调和技术中,传统的人工调和技术已经难以适应当前社会的生产发展需求,因此,炼化汽油的在线调和技术应运而生。立足于实际,结合行业内的技术发展现状,对当前我国炼化汽油在线调和技术进行了分析与研究。
  关键词:炼化汽油;在线调和;人工调和;技术发展现状
  汽油是我国社会生产中的一种重要资源,因此,炼化汽油的调和技术一直以来也受到了社会各界人士的广泛关注。从技术发展历程来看,我国长期使用人工计算罐式调和汽油的方式。随着技术革新以及环境保护的要求提高,这种人工调和的方式不但造成了资源的大量浪费,还对周围的环境产生了非常不好的影响。此外,人工调和技术还存在技术落后的缺点,使得调和效果难以达到预期,调和的一次成功率也相对较低。在这样的技术背景下,在线调和技术应运而生,炼化汽油的在线调和技术是与自动化系统结合在一起而形成的一种综合性技术[1],在目前的国际技术领域中,该技术已经成为一项大规模的、成熟的工业化技术,在应用中也得到了业内专业人士的好评。炼化汽油的在线调和技术在应用过程中,可以降低汽油中的烯烃含量、辛烷值、抗爆指数等过剩指标,节约资源,增加炼油厂的实际经济收益。从这个角度来说,研究炼化汽油的在线调和技术和发展现状,对我国当前炼油厂效益的提升有着非常积极的现实意义。
  1  炼化汽油在线调和的意义分析
  人工调和汽油技术存在一定的技术弊端,已经无法适应当前的社會发展,在线调和技术的广泛应用迫在眉睫。炼化汽油的在线调和技术能够保证整个调和过程具有连续性、稳定性和灵活性的特征,可以根据上游装置油品馏出口的实际生产情况进行下游的调和,并且根据具体的需求来调整各类组分,对调和方案进行进一步优化。通过技术的优化,可以大大缩短调和的时间,避免人工调和中的重复工作,大大降低了能耗,最大限度地提高了生产效率[2],有利于炼油厂的长远发展;而且在线调和技术的发展也可以避免不可控的人为因素,降低了生产事故的发生概率,细化来说,炼化汽油的在线调和意义可以归纳为以下3个方面。其一,在线调和技术可以充分地利用原油中的各种成分,也可以有效地减少组分油质量的过剩,进而有效增加综合效益。其二,对油品中的各类组分实现优化使用,这样可以对库存的油品进行高效的处理,降低库存的压力,减少油品输送过程中的各种损失,实现良好的成本控制。同时,这种油品的输送和储存方式更加符合当前社会的绿色环保观念。其三,在线调和技术在应用过程中可以对调和过程进行实时监控,便于调和过程的及时调整和重调,进而生产出质量更高的汽油产品。这种灵活性和调整性可以加快炼油企业的市场反应速度,全面提高炼油厂的市场竞争力[3]。
  2  炼化汽油在线调和技术的总体方案设计分析
  2.1  总体设计原则分析
  在汽油调和工作开始之前,相关工作人员应当根据实际情况确定主要的工艺流程,保证操作简单便捷、兼顾科学性和灵活性。在在线调和的过程中,采用的基础油一般为催化装置的汽油,所以,参与调和的组分油中都具有重整汽油和MTBE等,每一种组分油都需要经过长距离的运输,所以在设计过程中,应当加入静态混合器,然后采用在线优化的方式进行连续的调和之后,再将油品送入成品罐中[4]。
  2.2  制定调和方案
  从整体上来说,炼化汽油的在线调和技术是根据产品的相关质量指标特点以及组分的指标来计算和调整油品性质的,然后根据组分油馏出口质量分析的反馈情况,及时对调和的配比进行调整。在组分的优化设计过程中,应当将调和目标设置为成本最小,同时在满足所有的质量要求之后,优化使用组分油,在这个过程中,也要考虑所有组分对每种质量指标的影响,通过改变配方中的组分成本,实现组分的优化使用。同时,在线调和还能显著减少组分油的库存,实现对油品的分层,装置馏出口的扰动可以通过在线调和进行处理,进而有效减少组分油的分流存储。为了使产品混合得更为均匀与充分,在方案的制定过程中,应当通过在线调和的方式,使组分油充分混合[5],同时,还要有效避免调和质量的波动,依据现场的具体情况,确保所有的调和指标都能完全符合产品的要求。
  3  在线汽油调和优化控制流程分析
  在优化控制的过程中,应当按照已经设定好的调和比例来进行汽油的调和,同时,为了提升调和的效果,还需要采用加氢的方式来对主路的汽油进行脱硫化处理[6]。在此基础上,还应严格地对其他组分油的流量进行管控,使得最终的调和效果能够达到预期。在汽油的在线调和过程中,需要对多个指标进行控制与分析,在整个控制流程中,不仅要控制蒸汽压的数值,还要控制烯烃、芳烃的体积分数。
  在对汽油各项指标的检测过程中,需要使用流量仪表与在线红外分析仪,如果对最终的要求更严格,那么需要使用总硫分析仪来进行更为准确的检测。在调和的整个过程中,应当以分散控制系统为工作的核心,控制步骤可以分为       5步进行。第一步,要对汽油流经的不同路径情况进行统计与分析,同时,对相关的数据信息进行采集。第二步,将已经获取到的初步数据信息传输到调和系统中,以便于系统的优化控制。第三步,根据具体的调和配比来进行调和工作,同时进行优化计算。第四步,将系统的计算结果传输到分散系统中,然后开展合理的控制工作。第五步,采用闭合的方式,对各个组分的油流量进行控制。在整个控制过程中,需要使用压力调节阀来对整个系统进行压力控制。在催化脱硫过程中,汽油的质量会呈现下降趋势,这时需要采用手动的方式来对流量进行调节与处理,同时,还需要调整其他组分流经路径的流量。   4  在线分析仪系统的研究
  4.1  在线分析仪系统概述
  在线分析仪系统是汽油在线调和过程中需要使用的一个重要的系统。从组成上来看,在线调和优化系统由多个结构组成,除了人们熟知的计量调节装置外,还包含在线分析仪系统和调和优化系统。在线分析仪系统在汽油的调和过程中起到了至关重要的作用,不但可以用于组分汽油的检测,还可以对成品油进行检测。从本质上来说,在线分析仪系统是一个相对独立的系统,该系统可以综合性地对汽油的性质与品质进行评判,同时还可以将获取到的相关数据信息传送到后台的数据库系统之中,依据相关数据信息实现汽油的自动调和与优化。
  4.2  在线分析仪系统的组成结构分析
  在炼化汽油的在线调和过程中,需要使用在线近红外线分析仪[7],该仪器在使用过程中,首先需要对汽油进行调和与分组,然后对相关参数进行测量与确定,接着将测量得到的分析结果传送到汽油调和优化控制系统中,实现对多种不同组分油品的有效测量,从整体上来说,该系统由以下4个部分组成。
  4.2.1  总硫分析仪器
  总硫分析仪器在使用过程中,主要作用是准确地测定汽油中硫的质量分数。为了使操作更加方便与快捷,可以使用紫外荧光法进行测量,或者使用单波长色散X射线荧光光谱法来检测。在检测的过程中需要注意的是,高辛烷值的流量值是判定成品硫质量分数测定结果是否符合标准的重要衡量指标。
  4.2.2 预处理系统
  预处理系统的主要作用是解决一些外部条件对调和作用的影响,对系统的压力状况、系统的温度情况以及汽油的流速等进行控制与处理。通过上文的分析可以看出,在线调和技术在应用过程中,需要设置多个测量的流路,实现对组分油或者成品油的分別测量。在这个过程中,就需要对不同的流路分别设置预处理系统,保证每一个流路都能够独立地工作,互不干扰,避免因为流路的交叉问题而导致检测结果不准确。
  4.2.3  分析系统
  分析系统主要起到良好的技术保障作用,同时,保证在线近红外分析仪能够维持正常的使用状态,也使总硫分析仪发挥出应有的性能。分析系统的应用可以延长在线调和系统中所有设备的使用寿命,为在线调和系统各类分析仪器的使用创造良好的操作条件,同时,还可以有效降低仪器的维护成本。在分析系统中,还应安装必要的防爆控制柜与防爆空调,为整个在线调和系统营造安全的运作环境。此外,样品的预处理系统也是分析系统的重要组成部分。
  4.2.4  回收系统
  回收系统是整个系统的末端部分,对于整个系统的运转也起到了关键性的作用,主要作用就对组分油和成品油样品预处理之后的部分进行回收,并且将其导入回收罐中进行储存,然后利用在线调和系统中的回收泵,将这些油品再次输送回调和系统中。
  5  炼化汽油在线调和系统的优化控制措施分析
  5.1  硬件优化控制
  炼化汽油在线调和系统中的调和运行服务器是非常重要的组成部分,该部分与网络连接得十分紧密。从目前的技术特点来看,该部分与网络的连接采用的是双网卡冗余的通信方式。首先,为了保证整个系统运行流畅,需要在系统中安装OPC接口,在满足流畅度的同时,实现工厂管理网络与总服务器网络的连接,在设计与连接的过程中需要确保运行服务器与OPC服务器的硬件规格统一。在外部条件合适的情况下,要保证运行服务器的技术指标比OPC的服务指标略高。其次,要在整个系统设计过程中构建调和系统工程师站。为了实现与各个层面的联系与沟通,系统内可以建立各级系统工程师站,而且在连接的过程中,需采用分散控制的方式来确保各个工程师站之间能够有效联系,保证工程师站有效地控制现场机柜室,同时可以在系统中建立中心控制室,保证调和运行服务器能够与运行服务器之间实现良好的连接与沟通。此外,还可以在炼化汽油在线系统中建立调和系统操作站,但是需要注意的是,调和系统操作站应当安装在中心控制室中。最后,调和系统控制器也是炼化汽油在线调和系统的关键必备装置,在安装与操作的过程中,需要保证该装置能够分散地安装,并且可以实现独立工作。
  5.2  软件优化控制
  首先,需要对炼化汽油在线调和系统中的调和配方管理模块进行进一步的优化,该模块在整个系统中起到了重要的作用,主要是对在线系统的调和配方进行分析与预测,不仅可以明确系统中关键部分的具体调和属性,还能对调和度的相关内容进行分析与论证,同时对库存的动态变化情况进行了解与预测。其次,要对调和优化控制模块进行更加深入的维护与开发,该模块的主要作用是良好地控制成品油的性质,然后合理优化其配比等内容,该模块的工作主要是实时优化与调和单个批次的汽油性质,使得最终的汽油质量能够符合相关的生产标准要求。最后,需要对软件模块中的调和比例控制模块进行进一步的优化。该模块主要是对调和组分的具体使用情况和使用数量进行统计与分析,并且确保调和的比例能够符合相关标准要求。在上述条件允许的情况下,实时调控与分析在线调和系统主路流经汽油以外的其他组分流量情况,然后在系统中设置分散控制系统的界面,通过该界面的控制,保证模块中的每一个部分都正常、流畅地工作,并且在运行的过程中,可以按照事先设定好的调和顺序进行调和与分析,显著地提升调和度。
  6  结语
  在当前的社会发展过程中,现代化的炼油厂对于环境以及清洁燃料成品油的指标都提出了更高的要求。此外,在内外竞争压力的驱使下,炼油厂在炼油的过程中要提高周转能力,降低重调率,最大限度地减少质量方面的损失。在当前的炼油过程中,在线调和是一种质量较高的炼油优化技术,该技术的应用可以提高调和的效率和一次调和成功的概率,减少能源的消耗。从当前的应用效果来看,在线调和系统已经得到了良好的应用,是现代炼油企业提高生产效率的有效途径,在未来的发展过程中,该技术具有很大的发展潜力。   虽然在线调和技术有着诸多优势,且很多炼油厂已经引入了在线调和技术,但是从目前我国的调和过程与调和效果来看,我国的调和自动化程度还是相对较低,而且在具体的应用过程中,调和产品的质量分析结果没有实时的数据信息,总体的控制精度也相对较低,调和的效果也无法实时监控与分析,导致整个调和系统的自动化水平较低。由于催化汽油辛烷值等指標在调和过程中存在波动的情况,各个组分的投入量和预期值之间存在显著的差异,进而产生成品油最终不合格或者质量过剩的情况,使得汽油的重调率不断提高,浪费大量的人力资源和物力资源。从整体上来看,需要进一步对汽油的在线调和技术进行优化与技术改良,做好质量指标的卡边控制。在操作的过程中,不仅需要将已有的基础组分配制成辛烷值达到质量指标要求的成品油,还要满足质量控制的要求,实现利润的最大化。在未来的技术发展中,可以将更加先进的优化控制技术应用于油品的调和过程中,充分利用调和过程中的优良稀缺组分油,并且卡边控制成品油的质量,使得成品油的各项指标均能够控制在合理范围内。同时,在炼化汽油的在线调和系统中实现实时监控的功能,当某一部分的汽油性质发生变化时,系统就能立马快速识别,并且自动将各项指标调整到合理的范围内,进而更好地实现汽油调和的连续生产,实现经济效益最大化。
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