專利名稱：石油蒸餾方法和體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油煉制領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)蒸餾塔產(chǎn)出的石油餾出物進(jìn)行控制的體系。
背景技術(shù)：
原油，亦稱石油，是一種復(fù)雜的烴類混合物。為了生產(chǎn)有商業(yè)價(jià)值的石油產(chǎn)品，要將這種混合物中的部分烴類彼此分離開來(lái)。用于將原油分離為部分烴類的各種物理和化學(xué)加工步驟總稱為“煉制”。
因?yàn)闊N類各組分揮發(fā)性不同，使之彼此有效分離的方法是分餾。這種方法將加熱的石油注入一個(gè)其內(nèi)有溫度梯度的蒸餾塔中，蒸餾塔溫度從塔底至塔頂逐漸由高溫降至低溫。由其汽相各烴類成分組成的石油蒸汽上升穿過(guò)蒸餾塔。在其上升時(shí)逐漸遭遇較低的溫度。當(dāng)石油蒸汽到達(dá)其蒸餾塔內(nèi)溫度等于該蒸汽成分的凝結(jié)溫度之某一高度時(shí)，該成分即凝結(jié)。在塔該高度設(shè)置的塔盤收集這些被冷凝的烴類組分。
實(shí)際上，由蒸餾塔內(nèi)任一塔盤收集的餾出物都不是純形態(tài)的某種具體烴類。事實(shí)上，這種餾出物盡管以某種具體烴類為主，但它仍包含雜質(zhì)。這些雜質(zhì)對(duì)餾出物的性能產(chǎn)生影響。與石油部分蒸餾有關(guān)的一個(gè)困難是維持對(duì)餾出物選定性能的控制。這些選定性能包括其物理和化學(xué)性能，如餾出物的芳香度、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)、濁點(diǎn)、粘度、傾點(diǎn)、API比重、凝固點(diǎn)、辛烷值、PIONA值及雷德蒸氣壓(RVP)。這些性能通常是工業(yè)或市場(chǎng)上對(duì)餾出物作為產(chǎn)品品質(zhì)的度量標(biāo)準(zhǔn)，因此，在這里通常被細(xì)化為產(chǎn)品品質(zhì)因素或即品質(zhì)因素。
通過(guò)控制某些或所有該塔操作變量，有可能控制上述品質(zhì)因素。塔操作變量的實(shí)例包括餾出物流率、汽提蒸汽流率、回流流率、進(jìn)料流率、泵唧循環(huán)熱負(fù)荷、塔壓力和塔進(jìn)料溫度條件。合用的確切操作變量取決于蒸餾體系的具體構(gòu)型。但是，對(duì)餾出物品質(zhì)因素的精確控制要求對(duì)餾出物成分的選定性能值有最新的信息。
獲取餾出物選定品質(zhì)因素值的一種方法是對(duì)該餾出物的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。但是，這種做法既昂貴又耗時(shí)。其結(jié)果，難以進(jìn)行頻繁實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，不能對(duì)蒸餾塔任一時(shí)刻產(chǎn)出的所有餾出物的選定品質(zhì)因素充分提供最新值。因此，這種方法不適合于快速控制餾出物的選定性能值。
另一種獲得餾出物選定品質(zhì)因素值的方法承認(rèn)這些性能在很大程度上受到蒸餾塔內(nèi)溫度分布的影響。在這種方法中，由分布在塔內(nèi)的傳感器進(jìn)行沿塔各高度的溫度測(cè)定。將這些測(cè)定值提供給一臺(tái)處理機(jī)，使之與品質(zhì)因素值關(guān)聯(lián)。利用經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)結(jié)果的查表，或利用數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為溫度函數(shù)的數(shù)值，可實(shí)現(xiàn)這種關(guān)聯(lián)。
盡管蒸餾塔餾出物性能和溫度分布間存在關(guān)聯(lián)，但這種關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)非完美。因此，上述已知方法均依賴于人們對(duì)僅根據(jù)溫度分布可以導(dǎo)出餾出物品質(zhì)因素?cái)?shù)值的假設(shè)。這種假設(shè)一般是有誤的，從而導(dǎo)致不準(zhǔn)確。
因此，本發(fā)明目的在于提供一種用于由蒸餾塔產(chǎn)出的一種或多種餾出物獲取有關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)因素最新信息的方法和體系。
本發(fā)明的另外一些目的將列舉于下，而且根據(jù)以下描述也應(yīng)是清楚的。
發(fā)明綜述本發(fā)明方法，通過(guò)對(duì)蒸餾塔至少一種餾出物和任選塔進(jìn)料的選定性能值的在線核磁共振(NMR)測(cè)定，克服了已有技術(shù)的缺陷。將這種在線測(cè)定的結(jié)果，和對(duì)餾出物選定品質(zhì)因素的期望值一起，作為輸入提供給一個(gè)自動(dòng)控制器。該控制器根據(jù)這些信息，計(jì)算為獲得符合期望品質(zhì)因素的餾出物的塔操作變量值。因?yàn)闇y(cè)定是在線執(zhí)行的，采納本發(fā)明的體系對(duì)塔輸入的進(jìn)料和蒸餾塔產(chǎn)出的變化可迅速和自動(dòng)地作出響應(yīng)。因?yàn)楹舜殴舱駵y(cè)定不依賴于光學(xué)或紅外輻射，因此它們不受被測(cè)物料的高不透明度的影響。另外，核磁共振測(cè)定作為溫度的函數(shù)是比較穩(wěn)定的。因此，對(duì)于蒸餾塔產(chǎn)出的寬溫度范圍的各種餾出物，都可得出可靠的核磁共振測(cè)定。
在本發(fā)明大多數(shù)的實(shí)施中，確保對(duì)瓦斯油進(jìn)料與產(chǎn)出成品的二種測(cè)定，并根據(jù)兩組測(cè)定來(lái)控制過(guò)程的變量，被認(rèn)為是優(yōu)選的。但是，本發(fā)明的特點(diǎn)可擴(kuò)展至實(shí)行僅測(cè)定瓦斯油進(jìn)料的場(chǎng)合，或僅測(cè)定一種或多種產(chǎn)出餾分的場(chǎng)合，并根據(jù)這種測(cè)定調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)過(guò)程變量。根據(jù)對(duì)瓦斯油進(jìn)料物料測(cè)定，調(diào)節(jié)過(guò)程變量進(jìn)行前饋控制，和根據(jù)對(duì)成品物料的測(cè)定，調(diào)節(jié)過(guò)程變量，進(jìn)行反饋控制。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括對(duì)蒸餾過(guò)程所涉及的烴類物料即餾出物或進(jìn)料樣品施加穩(wěn)定磁場(chǎng)的步驟。由于存在穩(wěn)定磁場(chǎng)，核磁共振傳感器對(duì)餾出物或進(jìn)料產(chǎn)生一瞬間磁場(chǎng)，并測(cè)定其對(duì)瞬間磁場(chǎng)的響應(yīng)。核磁共振傳感器一般不直接提供對(duì)餾出物或進(jìn)料的有關(guān)選定品質(zhì)的性能數(shù)值，卻提供餾出物或進(jìn)料的化學(xué)組成。因此，本發(fā)明方法包括根據(jù)其所測(cè)定組成估計(jì)所測(cè)物料品質(zhì)因素的步驟。然后將這些估計(jì)值用于選擇性地控制塔的操作變量，從而產(chǎn)生符合期望品質(zhì)因素的餾出物。這些品質(zhì)因素的實(shí)例包括芳香度、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)、濁點(diǎn)、粘度、傾點(diǎn)、API比重、凝固點(diǎn)、辛烷值、PIONA值、雷德蒸氣壓(RVP)、或其它化學(xué)或物理性能。
目的產(chǎn)品品質(zhì)因素一般是通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力、環(huán)境保護(hù)法規(guī)以及包括進(jìn)料、產(chǎn)品價(jià)格和生產(chǎn)費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素決定的。它們也可能受到煉油廠包括設(shè)備構(gòu)型和有效性和操作約束等具體特征的限制。
因此，本發(fā)明方法可提供對(duì)蒸餾塔所產(chǎn)各種產(chǎn)品的選定性能數(shù)值的快速測(cè)定。因?yàn)楸景l(fā)明方法是基于核磁共振而非光學(xué)測(cè)量技術(shù)的，所以這些測(cè)定準(zhǔn)確度基本上與餾出物的不透明度或溫度無(wú)關(guān)。
實(shí)施本發(fā)明的種體系任選包括一個(gè)最佳化器，用于規(guī)定對(duì)生產(chǎn)符合期望品質(zhì)因素的成品所選塔操作變量的長(zhǎng)久期望數(shù)值，同時(shí)計(jì)及其中進(jìn)料及操作費(fèi)用和產(chǎn)值，對(duì)該塔經(jīng)濟(jì)營(yíng)運(yùn)進(jìn)行最佳化。該最佳化器也可計(jì)及煉油廠的具體特征，包括設(shè)備構(gòu)型、有效性及包括產(chǎn)品產(chǎn)量極限的操作約束。
該體系進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，用于測(cè)定至少一種餾出物和任選進(jìn)料的選定性能。將這些傳感數(shù)值，與由該最佳化器對(duì)所選操作變量規(guī)定的長(zhǎng)久期望值一起，提供給一個(gè)控制器。該控制器根據(jù)該傳感器的信息、期望品質(zhì)因素和長(zhǎng)久期望值，決定形成符合期望品質(zhì)因素餾出物所必須的操作變量當(dāng)前值，同時(shí)對(duì)該塔的經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行最佳化。


根據(jù)以下詳細(xì)說(shuō)明及附圖，本發(fā)明的這些及其它特征及優(yōu)點(diǎn)都會(huì)是清楚的，其中圖1是體現(xiàn)本發(fā)明特征的多變量蒸餾控制體系示意方框圖；和圖2是表明圖1蒸餾控制體系細(xì)節(jié)的示意方框圖。
說(shuō)明性實(shí)施方案描述圖1表示采納本發(fā)明原理的一種多變量控制體系10。該多變量控制體系10包括一個(gè)與多變量控制器12連通的蒸餾體系11。蒸餾體系11的產(chǎn)出為多個(gè)烴類餾出物，各以其選定品質(zhì)因素值表征。這些數(shù)值，在圖1中是以反饋到多變量控制器12的輸出向量y來(lái)表示的，是若干用于多變量控制體系10的受控制變量。進(jìn)料品質(zhì)性能的實(shí)測(cè)值，以向量z表示，是被前饋進(jìn)入多變量控制器的。多變量控制體系10進(jìn)一步包括一個(gè)最佳化器13，用于對(duì)生產(chǎn)期望品質(zhì)的產(chǎn)品所選塔操作變量產(chǎn)生長(zhǎng)久期望值，同時(shí)對(duì)塔的經(jīng)濟(jì)營(yíng)運(yùn)實(shí)行最佳化。在圖1中這些期望值以給定值向量r表示，給定值向量r由最佳化器13產(chǎn)生，并提供給多變量控制器12。向量r的元素計(jì)及了煉油廠的特征，包括設(shè)備構(gòu)型、有效性及包括產(chǎn)品產(chǎn)量極限的操作約束。最佳化器13是體系10的任選增加。另一種用于控制器14送入給定值數(shù)據(jù)的實(shí)施方案包括一種用于人工輸入及其它在自動(dòng)控制域?yàn)橐阎椒ǖ逆I盤器件。
根據(jù)給定值向量r、期望產(chǎn)品品質(zhì)因素之間的一種或多種差異、輸出向量y及/或前饋向量z，多變量控制器12產(chǎn)生一組在將其提供給蒸餾體系11時(shí)調(diào)節(jié)蒸餾操作的控制變量向量x，以改變輸出向量中的元素值，逼近對(duì)應(yīng)的期望值。
如同圖2所示，該說(shuō)明性蒸餾體系11包括通向蒸餾塔15的輸入管道14。在到達(dá)塔15之前，管道14穿越加熱爐16，加熱爐操作溫度在多變量控制器12控制之下。與輸入管道14相連的泵20驅(qū)使原油穿過(guò)加熱爐16，并進(jìn)入蒸餾塔15。
蒸餾塔15為石油煉油廠常用型。這樣的蒸餾塔15一般包括沿塔15不同高度設(shè)置的多個(gè)餾出口。圖2所示蒸餾塔15僅是說(shuō)明性的，而且可采用各種樣式的蒸餾塔。蒸餾塔15各餾出口對(duì)應(yīng)于由石油進(jìn)料所餾出的一個(gè)具體餾分。處于塔15下部的餾出對(duì)應(yīng)于重質(zhì)餾分，如燃料油或煤油。處于塔15上部的餾出對(duì)應(yīng)于輕質(zhì)餾分，如汽油或石腦油。此蒸餾塔可以包括一種或多種泵唧循環(huán)流50，以便從塔各段撤熱，調(diào)整內(nèi)回流量，并改變給定品質(zhì)下所產(chǎn)餾出物的體積。塔餾出和泵唧循環(huán)流的數(shù)目會(huì)影響多變量控制器12的計(jì)算負(fù)荷，而非本發(fā)明的內(nèi)容。因此，為了明晰和易于說(shuō)明，圖2僅表示了塔的第一和第二餾出口22、24和一個(gè)泵唧循環(huán)流50。
第一閥36連通塔第一餾出口22，并控制由蒸餾塔15抽出第一餾出物的速率。同樣，第二閥38連通塔第二餾出口24，并控制由蒸餾塔15抽出第二餾出物的速率。第一和第二閥動(dòng)器40、42受多變量控制器12操縱，分別控制第一和第二閥36、38的狀態(tài)。
第一核磁共振(NMR)傳感器24是與塔第一餾出口22連通，和經(jīng)由第一旁路管26對(duì)第一餾出物或餾分采樣。同樣，第二核磁共振傳感器28是與塔第二餾出口24連通，并經(jīng)由第二旁路管30對(duì)第二餾出物或餾分采樣。同樣，所示控制體系10包括第三核磁共振傳感器51，它經(jīng)由旁路管52與該塔進(jìn)料連通。盡管圖2所示蒸餾體系表現(xiàn)了三個(gè)不同核磁共振傳感器24、28、51，但應(yīng)當(dāng)知道，可以采用一個(gè)核磁共振傳感器按分時(shí)制連通塔的第一和第二餾出口22、24以及進(jìn)料14。將由核磁共振傳感器24、28、51所讀出的輸出信息提供給校準(zhǔn)器32、34、53。此校準(zhǔn)器優(yōu)選是化學(xué)計(jì)量模擬單元，并將此核磁共振傳感器24，28、51的輸出變換成為適合于與其所連接的多變量控制器12的格式。
一種優(yōu)選傳感器采用I/A SeriesProcess NMR的設(shè)備技術(shù)，由FoxboroCompany(Foxoboro，Massachusetts)公司提供，但是，也可使用各種類型的核磁共振傳感器。
對(duì)各校準(zhǔn)器32、24、53及適合于實(shí)施本發(fā)明的化學(xué)計(jì)量模擬單元優(yōu)選提供一種數(shù)字處理器，根據(jù)樣品實(shí)測(cè)氫化學(xué)執(zhí)行對(duì)選定物理性能的估值指令。這些指令實(shí)施本領(lǐng)域一般技術(shù)人員眾所周知的程序。這些程序包括制定檢查表、按檢查表在數(shù)值間進(jìn)行插值、和實(shí)施數(shù)學(xué)模型對(duì)所選性能進(jìn)行估值。各化學(xué)計(jì)量模擬單元對(duì)圖2所示的核磁共振傳感器可以是局部的。在本發(fā)明另一種實(shí)施方案(未表明)中，蒸餾體系11中的核磁共振傳感器按分時(shí)制共享一個(gè)普通化學(xué)計(jì)量模擬單元。
對(duì)最佳化器13和多變量控制器12都優(yōu)選以軟件提供在可編程數(shù)字處理器上執(zhí)行的指令。實(shí)際上，這些指令都在通用數(shù)字計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。但是，具體滿足所需性能要求，對(duì)最佳化器13及多變量控制器12可提供專用集成電路。實(shí)施本發(fā)明的適宜最佳化器及多變量控制器是由Simulation Sciencesof Brea(California，USA)公司銷售的，其商標(biāo)分別為ROMeoTM及ConnoisseurTM。多變量控制器12及最佳化器13的具體裝配細(xì)節(jié)屬于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員水平范圍，不影響本發(fā)明的范圍。
圖1及2所示體系的操作中，泵20驅(qū)使原油穿過(guò)加熱爐16，進(jìn)入蒸餾塔15，使其分離成多個(gè)餾出物。這些餾出物經(jīng)由多個(gè)餾出口離開蒸餾塔15，其中圖2顯示為兩個(gè)。第一餾出物流向第一閥36，并在第一閥打開時(shí)離開體系。將第一餾出口22的第一餾出物樣品，經(jīng)第一旁路管26，通入第一核磁共振傳感器24。因此，第一餾出物的流率處于第一閥36控制之下。同樣，第二餾出物流向第二閥38，并在第二閥打開時(shí)離開體系。將第二餾出口24的第二餾出物樣品經(jīng)由第二旁路管30進(jìn)入第二核磁共振傳感器28。所示體系10體現(xiàn)了任選特性，其中進(jìn)料樣品穿過(guò)旁路管52進(jìn)入進(jìn)料核磁共振傳感器51，并返回進(jìn)料物流中的。
核磁共振傳感器24對(duì)來(lái)自第一餾出物樣品施加一穩(wěn)定磁場(chǎng)，對(duì)準(zhǔn)該樣品中相關(guān)分子的磁偶極矩。由于存在穩(wěn)定磁場(chǎng)，核磁共振傳感器24產(chǎn)生一種瞬間磁場(chǎng)，其方向不同于且優(yōu)選正交于穩(wěn)定磁場(chǎng)。此瞬間磁場(chǎng)暫時(shí)對(duì)準(zhǔn)其方向不同于該靜態(tài)磁場(chǎng)所對(duì)準(zhǔn)偶極方向的樣品磁偶極子。當(dāng)切斷此瞬間磁場(chǎng)時(shí)，樣品中偶極彈回由穩(wěn)定磁場(chǎng)對(duì)其所施加的對(duì)準(zhǔn)定位。正由于此，此偶極產(chǎn)生一射頻(RF)信號(hào)。具體偶極彈回穩(wěn)定磁場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)定位的速率，以及由此產(chǎn)生的RF信號(hào)的頻率，是該樣品分子結(jié)構(gòu)的特征。由此產(chǎn)生的射頻譜圖以及核磁共振傳感器24對(duì)其的檢測(cè)，構(gòu)成了一種確定樣品化學(xué)組成的方法。
核磁共振傳感器24由此提供了有關(guān)來(lái)自塔第一餾出口22的餾出物的化學(xué)組成信息。根據(jù)樣品所測(cè)組成推算其選定性能的對(duì)應(yīng)值，在本領(lǐng)域是已知的。這種將所測(cè)樣品組成變換為選定性能數(shù)值的操作是通過(guò)第一校準(zhǔn)器32，優(yōu)選通過(guò)與多變量控制器12和核磁共振傳感器24兩者連通的化學(xué)計(jì)量模擬單元32完成的。對(duì)第一化學(xué)計(jì)量模擬單元32輸入的信息是如通過(guò)核磁共振傳感器24所測(cè)定的該樣品化學(xué)組成。第一化學(xué)計(jì)量模擬單元32的輸出是一組選定性能的對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)值。第二以及第三核磁共振傳感器28和51以及相關(guān)的校準(zhǔn)器34、53都以相同方式操作，并將有關(guān)第二餾出物和進(jìn)料的性能信息提供給多變量控制器12。
該多變量控制器12，根據(jù)核磁共振傳感器24、28、51所提供的數(shù)據(jù)，及與一般來(lái)自另外的傳感器(未顯示)的通用數(shù)據(jù)如本領(lǐng)域常規(guī)和所已知的諸如壓力、溫度、時(shí)間和流率一起，決定所示蒸餾體系11的控制操作變量值。所確定的這些數(shù)值可使產(chǎn)品品質(zhì)因素的期望值與對(duì)應(yīng)選定性能的實(shí)測(cè)值間的差異減到最小，如同由第一和第二核磁共振傳感器24、28與第一和第二化學(xué)計(jì)量模擬單元或另外的校準(zhǔn)器32和34結(jié)合進(jìn)行操作所提供的。如同由最佳化13所確定的，此操作變量的長(zhǎng)久期望值也在控制器12之內(nèi)得到考慮。進(jìn)料核磁共振傳感器51，結(jié)合與化學(xué)計(jì)量模擬單元53的操作，對(duì)控制器12提供有關(guān)進(jìn)料質(zhì)量的信息，以致可在進(jìn)料變化對(duì)產(chǎn)品的影響變得明顯之前調(diào)整塔的操作。這種前饋能力在處理因原油由一類變至另一類而引起的進(jìn)料變化方面是重要的。這種控制器12利用本領(lǐng)域已知方法決定各控制變量值。這些方法一般包括查閱檢查表和執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型。
決定這些控制變量值后，多變量控制器12將控制信號(hào)傳遞至第一和第二閥動(dòng)器40、42。然后，這些閥動(dòng)器40、42選擇性地調(diào)節(jié)第一和第二閥36、38，從而調(diào)節(jié)來(lái)自蒸餾塔15的第一和第二餾出口22、24的餾出物的流率。此外，多變量控制器12還可對(duì)加熱爐16提供控制信號(hào)，以控制原油進(jìn)入蒸餾塔15的溫度?？刂破?2可同樣按本領(lǐng)域所已知方法調(diào)節(jié)任何其它的各種操作變量。
盡管這里對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了披露，如它可應(yīng)用于對(duì)兩種餾出物進(jìn)行選定性能的控制，但顯然，根據(jù)這些描述，本發(fā)明可是易于擴(kuò)展到對(duì)兩種以上的餾出物進(jìn)行選定性能的控制。同樣，本發(fā)明可用于對(duì)多種進(jìn)料的各物料進(jìn)行測(cè)定和響應(yīng)。
在描述本發(fā)明和其一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案后，新的要求專利保護(hù)的范圍如下。
權(quán)利要求
1.一種在石油煉制體系中對(duì)石油餾出物的選定性能進(jìn)行控制方法，所述方法包括步驟獲取石油餾出物的核磁共振(NMR)譜圖，根據(jù)所述核磁共振譜圖，確定所選餾出物的品質(zhì)因素值，和根據(jù)所確定的數(shù)值，決定控制操作變量值，以達(dá)到所述選定品質(zhì)因素的期望值。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述獲取核磁共振譜圖的步驟包括對(duì)石油餾出物的至少一種樣品施加一穩(wěn)定磁場(chǎng)，對(duì)所述穩(wěn)定磁場(chǎng)疊加一瞬間磁場(chǎng)，和測(cè)定所述石油餾出物對(duì)所述瞬間磁場(chǎng)的磁偶極響應(yīng)。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述選定品質(zhì)因素是選自芳香度、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)、濁點(diǎn)、粘度、傾點(diǎn)、API比重、凝固點(diǎn)、辛烷值、PIONA值、雷德蒸汽壓(RVP)。
4.按照權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)市場(chǎng)條件規(guī)定所述控制操作變量的期望值的步驟。
5.按照權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括選擇包括所述石油餾出物流率的所述控制操作變量的步驟。
6.按照權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括選擇包括形成所述餾出物的溫度范圍的控制變量的步驟。
7.按照權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括從由餾出物流率、汽提蒸汽流率、回流流率、進(jìn)料速率、泵唧循環(huán)熱負(fù)荷、塔壓力和塔進(jìn)料熱條件組成的所述變量組合中選擇所述控制操作變量的步驟。
8.一種控制石油餾出物的選定品質(zhì)因素的體系，所述體系包括一個(gè)與石油餾出物源流體連通的核磁共振傳感器，所述配置的核磁共振傳感器為了獲取至少一種石油餾出物樣品的核磁共振譜圖，和一個(gè)與所述核磁共振傳感器連通的多變量控制器，所述多變量控制器，根據(jù)由所述核磁共振傳感器提供的譜圖應(yīng)答數(shù)據(jù)，產(chǎn)生為獲得對(duì)石油餾出物所述選定品質(zhì)因素的期望值的指令。
9.按照權(quán)利要求8的體系，其中所述核磁共振傳感器包括對(duì)樣品施加穩(wěn)定磁場(chǎng)的手段，對(duì)所述穩(wěn)定磁場(chǎng)疊加瞬間磁場(chǎng)的手段，和測(cè)定該石油餾出物對(duì)所述瞬間磁場(chǎng)的磁偶極響應(yīng)的手段。
10.按照權(quán)利要求8的體系，進(jìn)一步包括用于由芳香度、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)、濁點(diǎn)、粘度、傾點(diǎn)、API比重、凝固點(diǎn)、辛烷值、PIONA值、雷德蒸氣壓(RVP)所組成的組合中選擇所述性能因素的手段。
11.按照權(quán)利要求8的體系，進(jìn)一步包括與所述多變量控制器連通的一個(gè)最佳化器，用于決定所述塔操作變量的期望值。
12.按照權(quán)利要求11的體系，其中所述最佳化器根據(jù)市場(chǎng)情況決定塔的操作變量。
13.按照權(quán)利要求8的體系，其中所述多變量控制器包括用于規(guī)定選自石油餾出物流率、汽提蒸汽流率、回流流率、進(jìn)料流率、泵唧循環(huán)熱負(fù)荷、塔進(jìn)料的塔壓力和熱條件的塔操作變量的手段，規(guī)定所述操作變量是為了控制所述石油餾出物的選定性能。
14.按照權(quán)利要求8的體系，其中所述多變量控制器包括用于規(guī)定其中形成所述石油餾出物的溫度范圍的手段，規(guī)定所述溫度范圍是為了控制所述石油餾出物的選定性能。
15.一種裝備有蒸餾塔的石油化學(xué)煉制體系的控制方法，所述方法包括步驟在線核磁共振測(cè)定煉制體系所處理的至少一種物料，以確定被測(cè)物料的選定性能的實(shí)測(cè)值，規(guī)定被測(cè)物料的所述選定性能期望值，和為了控制蒸餾塔至少一種產(chǎn)出餾分的選定性能，根據(jù)對(duì)所述選定性能的實(shí)測(cè)值，決定該煉制體系的控制變量值。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其中所述進(jìn)行核磁共振測(cè)定的步驟測(cè)定該煉制體系中至少一種進(jìn)料物料和其中所述決定步驟決定用于對(duì)該煉制體系至少前饋控制的控制變量值。
17.按照權(quán)利要求15的方法，其中所述進(jìn)行核磁共振測(cè)定的步驟測(cè)定該煉制體系中至少一種產(chǎn)出產(chǎn)品的物料和其中所述決定步驟決定用于對(duì)該煉制體系至少反饋控制的控制變量值。
18.一種裝備有蒸餾塔的石油化學(xué)煉制體系的控制設(shè)備，所述設(shè)備包括一個(gè)配置的核磁共振傳感器，被用來(lái)測(cè)定該煉制體系所處理的至少一種物料的性能，和一個(gè)與所述核磁共振傳感器連通的多變量控制器，所述多變量控制器根據(jù)由該核磁共振傳感器提供的測(cè)定-應(yīng)答信息，產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)該煉制體系的操作的控制信號(hào)，以獲得至少一種產(chǎn)出餾分選定性能的期望值。
19.按照權(quán)利要求18的設(shè)備，其中所述核磁共振傳感器測(cè)定該煉制體系至少一種進(jìn)料物料的性能，和其中所述控制器產(chǎn)生至少用于該煉制體系前饋控制的控制信號(hào)。
20.按照權(quán)利要求18的設(shè)備，其中所述核磁共振傳感器測(cè)定該煉制體系至少一種產(chǎn)出產(chǎn)品物料的性能，和其中所述控制器產(chǎn)生至少用于該煉制體系反饋控制的控制信號(hào)。
21.一種裝備有蒸餾塔的生產(chǎn)石油化學(xué)餾分的石油化學(xué)過(guò)程的控制方法，所述過(guò)程包括步驟在線核磁共振測(cè)定輸入該石油化學(xué)過(guò)程的至少一種進(jìn)料物料的有關(guān)組成的參數(shù)，在線核磁共振測(cè)定由該蒸餾塔產(chǎn)出的至少一種石油化學(xué)餾分的有關(guān)組成的參數(shù)，將實(shí)測(cè)信息提供給該石油化學(xué)過(guò)程的控制器，將識(shí)別該石油化學(xué)過(guò)程至少一種餾分的期望參數(shù)的目標(biāo)信息提供給該控制器，和根據(jù)實(shí)測(cè)信息和目標(biāo)信息，由該控制器產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)該過(guò)程的控制信號(hào)，以針對(duì)該目標(biāo)信息達(dá)到實(shí)測(cè)信息的選定值。
全文摘要
在蒸餾體系中，核磁共振傳感器確定來(lái)自蒸餾塔的石油餾出物的組成，并也優(yōu)選確定輸入進(jìn)料體系的組成。處理這種信息，以獲取該餾出物或進(jìn)料的選定性能的估計(jì)值。將這些數(shù)值，與根據(jù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、環(huán)境法規(guī)以及包括對(duì)進(jìn)料和產(chǎn)品價(jià)格及操作費(fèi)用所選擇的期望品質(zhì)因素的設(shè)定值結(jié)合一起，提供給一個(gè)多變量控制器。該多變量控制器根據(jù)核磁共振對(duì)選定品質(zhì)性能的實(shí)測(cè)值產(chǎn)生在將其提供給蒸餾體系時(shí)調(diào)節(jié)蒸餾操作的控制操作變量值，以減小該控制變量與各自設(shè)定值間的差異。對(duì)這些操作變量的最終值優(yōu)選結(jié)合最佳化器來(lái)決定，以便保持產(chǎn)品的品質(zhì)，并對(duì)塔針對(duì)煉廠具體特征以經(jīng)濟(jì)最佳方式進(jìn)行操作。
文檔編號(hào)C10G7/12GK1427877SQ01806559
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2001年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月14日
發(fā)明者P·J·吉亞馬特奧, J·C·愛德華茲 申請(qǐng)人:?？怂贡Ａ_Nmr有限公司