加氫裂化裝置精制反應器壓差的預測

1、1加氫裂化裝置精制反應器壓差的預測顏正朝（中國石化揚子石油化工股份有限公司芳烴廠，江蘇南京210048）摘要加氫精制反應器床層壓差的準確預測對指導生產決策具有十分重要的意義。本研究中，首先利用BP人工神經網絡將原始壓差數據歸一化處理，然后建立了兩種反映壓差隨運行時間變化關系的數學模型。實踐表明，后一種模型能真實地反映壓差的增長規(guī)律。關鍵詞關鍵詞加氫裂化精制反應器壓差BP人工神經網絡數學模型1前言前言加氫精制反應器的床層壓差，不僅是加氫裂

2、化裝置重要的設計參數，而且是裝置能否長周期運行的重要制約因素。加氫裂化裝置有時并非因為催化劑失活，而是因為反應器壓力降超過設計允許值而被迫停工。床層壓力降增大會迫使系統(tǒng)降負荷生產，造成能耗增加；更重要的是增大了反應器內件的承載負荷，嚴重時會使反應器內件坍塌，帶來重大經濟損失。因此，準確地預測加氫精制反應器床層壓差，并根據預測結果及時調整生產工藝參數以延緩壓差的上升速率，對于加氫裂化裝置長周期穩(wěn)定運行、提高裝置運行效益、確定合理的停工日期

3、都具有十分重要的意義。2現狀分析現狀分析揚子石化高壓加氫裂化裝置原設計采用美國UOP公司的兩段全循環(huán)聯合加氫裂化工藝，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，生產輕、重石腦油、液化汽和干氣。裝置于1993年進行了擴容改造，將原流程改造為兩個系列一次通過流程，產能擴大為200萬噸年，增產航煤基礎油、柴油和加氫尾油。裝置Ⅰ、Ⅱ系列精制反應器（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的FF26型精制催化劑，反應器頂部加裝了1.2米高的FZC系列保護型催化劑層。揚子加氫裂化裝置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為Ⅰ系列精制反應器DC101A床層壓差快速增長造成的，因此在本文中僅分析預測Ⅰ系列精制反應器的床層壓差。圖1是DC101A床層壓差（設計指標上限是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呈指數形式增長，增長的速率越來越快。為準確預測壓差增長趨勢，必須建立適當的數學模型，計算出壓差到達指標上限的日期，為確定合理的生產方案和停工日期提供決策依據。3………………………………………FTPKJ輸入信號輸入層隱含層輸出層輸出信號圖2BP人工神經網絡原理示意在本研究中，輸入層變

6、量有3個，分別為催化劑使用天數、原料油流量、循環(huán)氫流量t1008F；輸出層變量有1個，為床層壓差；隱含層層數取3。將原始壓差數據作為樣本輸入網絡，1014FP?通過訓練確定最優(yōu)的網絡參數，再將=175m3h、=160kNm3h輸入網絡，得出在此條件下1008F1014F運行周期內反應器床層壓差。經神經網絡歸一化計算后的壓差數據與原始壓差數據的比較見圖3。由圖3可見歸一化后的計算數據與原始數據吻合很好，能真實反映壓差隨催化劑使用天數的關系

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