加氫裂化裝置精制反應(yīng)器壓差的預(yù)測

1、1加氫裂化裝置精制反應(yīng)器壓差的預(yù)測顏正朝（中國石化揚(yáng)子石油化工股份有限公司芳烴廠，江蘇南京210048）摘要加氫精制反應(yīng)器床層壓差的準(zhǔn)確預(yù)測對指導(dǎo)生產(chǎn)決策具有十分重要的意義。本研究中，首先利用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將原始壓差數(shù)據(jù)歸一化處理，然后建立了兩種反映壓差隨運(yùn)行時(shí)間變化關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。實(shí)踐表明，后一種模型能真實(shí)地反映壓差的增長規(guī)律。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞加氫裂化精制反應(yīng)器壓差BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型1前言前言加氫精制反應(yīng)器的床層壓差，不僅是加氫裂

2、化裝置重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，而且是裝置能否長周期運(yùn)行的重要制約因素。加氫裂化裝置有時(shí)并非因?yàn)榇呋瘎┦Щ睿且驗(yàn)榉磻?yīng)器壓力降超過設(shè)計(jì)允許值而被迫停工。床層壓力降增大會(huì)迫使系統(tǒng)降負(fù)荷生產(chǎn)，造成能耗增加；更重要的是增大了反應(yīng)器內(nèi)件的承載負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)件坍塌，帶來重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，準(zhǔn)確地預(yù)測加氫精制反應(yīng)器床層壓差，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)以延緩壓差的上升速率，對于加氫裂化裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行、提高裝置運(yùn)行效益、確定合理的停工日期

3、都具有十分重要的意義。2現(xiàn)狀分析現(xiàn)狀分析揚(yáng)子石化高壓加氫裂化裝置原設(shè)計(jì)采用美國UOP公司的兩段全循環(huán)聯(lián)合加氫裂化工藝，年加工120萬噸減壓柴油（VGO）、焦化重柴（HCGO）和焦化輕柴（LCGO）的混合料，生產(chǎn)輕、重石腦油、液化汽和干氣。裝置于1993年進(jìn)行了擴(kuò)容改造，將原流程改造為兩個(gè)系列一次通過流程，產(chǎn)能擴(kuò)大為200萬噸年，增產(chǎn)航煤基礎(chǔ)油、柴油和加氫尾油。裝置Ⅰ、Ⅱ系列精制反應(yīng)器（DC101A、DC101C）于2004年8月份大檢修

4、期間裝填了撫順石油化工研究院生產(chǎn)的FF26型精制催化劑，反應(yīng)器頂部加裝了1.2米高的FZC系列保護(hù)型催化劑層。揚(yáng)子加氫裂化裝置Ⅰ系列加工量為120萬噸年，Ⅱ系列為80萬噸年。Ⅰ系列由于處理負(fù)荷較大，床層壓差增長速率也較Ⅱ系列快的多。以往的幾次系統(tǒng)被迫停車撇頭都是因?yàn)棰裣盗芯品磻?yīng)器DC101A床層壓差快速增長造成的，因此在本文中僅分析預(yù)測Ⅰ系列精制反應(yīng)器的床層壓差。圖1是DC101A床層壓差（設(shè)計(jì)指標(biāo)上限是350kPa）自2004年8月

5、11日至2006年8月11日開工兩年來的變化趨勢，壓差從開工初期的80kPa左右增加到近200kPa。進(jìn)一步分析壓差趨勢圖，可以看出壓差總體上隨催化劑使用天數(shù)呈指數(shù)形式增長，增長的速率越來越快。為準(zhǔn)確預(yù)測壓差增長趨勢，必須建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，計(jì)算出壓差到達(dá)指標(biāo)上限的日期，為確定合理的生產(chǎn)方案和停工日期提供決策依據(jù)。3………………………………………FTPKJ輸入信號輸入層隱含層輸出層輸出信號圖2BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理示意在本研究中，輸入層變

6、量有3個(gè)，分別為催化劑使用天數(shù)、原料油流量、循環(huán)氫流量t1008F；輸出層變量有1個(gè)，為床層壓差；隱含層層數(shù)取3。將原始壓差數(shù)據(jù)作為樣本輸入網(wǎng)絡(luò)，1014FP?通過訓(xùn)練確定最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，再將=175m3h、=160kNm3h輸入網(wǎng)絡(luò)，得出在此條件下1008F1014F運(yùn)行周期內(nèi)反應(yīng)器床層壓差。經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)歸一化計(jì)算后的壓差數(shù)據(jù)與原始壓差數(shù)據(jù)的比較見圖3。由圖3可見歸一化后的計(jì)算數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)吻合很好，能真實(shí)反映壓差隨催化劑使用天數(shù)的關(guān)系

7、。0501001502002500100200300400500600700催化劑使用天數(shù)(day)DC101A壓降(kPa)圖3經(jīng)歸一化處理后數(shù)據(jù)與原始壓差數(shù)據(jù)的比較從上圖中還可發(fā)現(xiàn)歸一化數(shù)據(jù)的變化曲線與指數(shù)函數(shù)相類似，因此假設(shè)壓差模型：(1)atePP????0(1)式中為床層壓差，；為開工初期床層壓差，；為催化劑運(yùn)行天數(shù)，；P?kPa0P?kPatdaya不妨稱為增長因子，。1?day利用Matlab軟件擬合計(jì)算得到=80.2kP