專利名稱：油品在線優(yōu)化調合的方法及實施該方法的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油品在線優(yōu)化調合的工藝技術，具體地說，半成品的汽油或柴油等油品從餾出口流出后，利用該工藝技術就可在管道中調合成各種牌號的成品油產品。本發(fā)明特別涉及一種油品在線優(yōu)化調合的方法，以及一種實施該方法的油品在線優(yōu)化調合系統(tǒng)。
背景技術：
隨著技術的進步，為了盡可能達到既符合優(yōu)化調合的質量標準，又滿足生產效率和效益最大化的需求，先進的在線調合系統(tǒng)已經被世界上的一些油品生產企業(yè)所采用。在線調合系統(tǒng)淘汰了過去的罐式調合法，減少了中間環(huán)節(jié)，大大降低了生產成本。在線調合系統(tǒng)的裝置設置改變了以往區(qū)塊分割的老做法，按流程走向進行統(tǒng)一規(guī)劃，用一個中央控制室操作多套裝置，減少建設用地，降低投資，節(jié)能降耗，方便管理，同時也減少了物料損耗。
現(xiàn)有技術中的油品在線優(yōu)化調合系統(tǒng)，主要包括兩個控制系統(tǒng)，其一為對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)，即BBC系統(tǒng)，其二為具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)，即APC系統(tǒng)。優(yōu)化分為靜態(tài)優(yōu)化與動態(tài)優(yōu)化兩部分，在調合開始時先用靜態(tài)優(yōu)化算出配方，配方給出各組份油與主流量(如果是汽油則為催化汽油)的比，而催化汽油的流量由系統(tǒng)設定的斜坡函數(shù)進行控制，其他各組份的流量就按其比值得出的流量，由基礎控制即BBC控制執(zhí)行。系統(tǒng)運行時則按動態(tài)優(yōu)化進行，由NIR分析器，即近紅外在線分析儀，在線分析出成品油的RON，烯烴，芳烴等參數(shù)，APC部分的PID_A，PID_B，PID_C三個調節(jié)回路根據(jù)反饋的值分別算出RON，烯烴，芳烴與設定值的偏差，利用這些偏差根據(jù)確定的優(yōu)化規(guī)則算出三個回路的調節(jié)動作值ΔA、ΔB、ΔC，這些動作值是按比值來轉換的。BBC部分的各回路則根據(jù)動作值來調節(jié)組份流量，實現(xiàn)調合，生產出符合質量標準的成品油。
油品在線調合系統(tǒng)，采用了先進的近紅外在線分析儀(即NIR分析器)技術和計算機控制技術，在線NIR分析器能夠提供多路組份、多路成品油的品質參數(shù)分析數(shù)據(jù)，可以用于反饋控制、前饋、故障診斷等，計算機控制技術能夠提供開放的在線優(yōu)化調合平臺，可根據(jù)相關參數(shù)開發(fā)相關業(yè)務，真正實現(xiàn)全程的在線動態(tài)控制，很好地適應工廠復雜多變的工藝情況，使得在線優(yōu)化調合滿足質量標準和經濟效益上的各項指標。應用在線NIR是當前實現(xiàn)汽油調合的重要控制手段，具有分析速度快的特點，分時分析計算每一采樣通道的油品參數(shù)，并分別與目標給定值比較，作為動態(tài)品質控制器的輸入變量。
但是，我們進行深入的研究試驗后發(fā)現(xiàn)，如果不對從采樣裝置送來的樣品進行規(guī)范的預處理，就直接進入近紅外在線分析儀，那么，獲得的分析數(shù)據(jù)會存在較大的誤差。采集的樣品因為含有的水分不同、雜質不同或者溫度不同，均會對近紅外光的穿透率等指標帶來影響，從而導致難以自始至終保持調合成品油的品質，進而影響到生產效率和經濟效益。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的技術缺陷或不足，提供一種油品在線優(yōu)化調合的方法，該方法能夠獲得誤差較小的采集樣品的分析數(shù)據(jù)，從而能夠有利于自始至終保持調合成品油的品質，進而提高生產效率和經濟效益。
本發(fā)明還提供一種實施上述方法的油品在線優(yōu)化調合系統(tǒng)。
本發(fā)明技術方案如下油品在線優(yōu)化調合的方法，包括對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)和通過接口與其連接的具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)，以及采樣裝置和對采樣樣品進行分析的近紅外在線分析儀，其特征在于包括以下工藝步驟在采樣樣品進入近紅外在線分析儀進行分析之前，對所述采樣樣品實行預處理。
所述對采樣樣品實行的預處理包括恒溫處理和除水處理。
所述恒溫處理包括一級恒溫和二級恒溫，所述一級恒溫采用25℃水浴恒溫裝置，所述二級恒溫采用電加熱恒溫器把樣品溫度控制為30℃。
所述除水處理在一級恒溫和二級恒溫之間進行，在一級恒溫和二級恒溫之間還包括除雜質處理。
所述具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)執(zhí)行如下操作程序在調合開始時先用靜態(tài)優(yōu)化算出配方，配方給出各組份油與主流量的比，而主流量由系統(tǒng)設定的斜坡函數(shù)進行控制，其他各組份的流量就按其比值得出的流量由基礎控制系統(tǒng)執(zhí)行；在運行時則按動態(tài)優(yōu)化進行，由近紅外在線分析儀，在線分析出成品油的RON，烯烴，芳烴參數(shù)，通過調節(jié)回路根據(jù)反饋的值分別算出RON，烯烴，芳烴與設定值的偏差，利用這些偏差根據(jù)確定的優(yōu)化規(guī)則算出回路的調節(jié)動作值，這些動作值是按比值來轉換的；基礎控制系統(tǒng)的各回路則根據(jù)動作值來調節(jié)組份流量，實現(xiàn)調合。
所述調節(jié)回路為三個，即PID_A，PID_B，PID_C三個調節(jié)回路，相應的三個回路的調節(jié)動作值為ΔA、ΔB、ΔC，調節(jié)動作值與靜態(tài)優(yōu)化的初始比值A、B、C相加得到新的比值作為基礎控制系統(tǒng)調節(jié)回路的比值給定值A-SP、B-SP、C-SP，回路比值給定值與主流量F-O的乘積得出的流量作為基礎控制系統(tǒng)流量調節(jié)回路FIC-REF、FIC-MTBE、FIC-CYY等回路的流量設定值。調合控制系統(tǒng)的基礎控制系統(tǒng)根據(jù)這些設定值進行各組分油流量控制，以達到在線優(yōu)化調合的目的。
所述動態(tài)優(yōu)化的控制參數(shù)包括各組份油的價格參數(shù)、各組份油的性質參數(shù)和各組份油的庫存量大小參數(shù)。
所述各組份油的價格參數(shù)決定各輸出調節(jié)值之間的系統(tǒng)關系；所述各組份油的性質參數(shù)決定輸出調節(jié)值的大??；所述各組份油的庫存量大小參數(shù)決定各組分的輸出調節(jié)值。
所述對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)中，每路設置有遠方給定裝置和本地給定裝置。
一種油品在線優(yōu)化調合系統(tǒng)，包括對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)和通過接口與其連接的具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)，以及采樣裝置和對采樣樣品進行分析的近紅外在線分析儀，其特征在于還包括預處理系統(tǒng)，該預處理系統(tǒng)設置有恒溫處理裝置和除水處理裝置，在采樣樣品進入近紅外在線分析儀進行分析之前，對所述采樣樣品實行預處理。
本發(fā)明技術效果如下由于本發(fā)明油品在線優(yōu)化調合的方法，在進入近紅外在線分析儀進行分析之前，對所述采樣樣品實行預處理，這一預處理步驟就能夠使得采樣樣品在某個或某些方面消除對近紅外線分析數(shù)據(jù)的影響，能夠獲得誤差較小的采集樣品的分析數(shù)據(jù)，從而能夠有利于自始至終保持調合成品油的品質，進而提高生產效率和經濟效益。同時也有利于對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)和通過接口與其連接的具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)正常穩(wěn)定有效的運行。
由于對采樣樣品實行的預處理包括恒溫處理和除水處理，這就消除了采集的樣品因為含有的水分不同或者溫度不同對近紅外光的穿透率等指標所帶來的影響，從而有利于自始至終保持調合成品油的品質，保持系統(tǒng)正常穩(wěn)定有效的運行，進而提高生產效率和經濟效益。
由于恒溫處理包括一級恒溫和二級恒溫，所述一級恒溫采用25℃水浴恒溫裝置，所述二級恒溫采用電加熱恒溫器把樣品溫度控制為30℃；所述除水處理在一級恒溫和二級恒溫之間進行，在一級恒溫和二級恒溫之間還包括除雜質處理；這就有利于工藝設備的合理布局，同時切實保證采樣樣品在進入近紅外在線分析儀時的除水與恒溫狀態(tài)，以及雜質含量受到控制的狀態(tài)。
另外，對具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)提供了一系列符合工況條件的算法程序，這大大地提高了優(yōu)化控制系統(tǒng)的智能化水平。


圖1為本發(fā)明中的在線預處理回路示意圖；圖2為本發(fā)明油品在線優(yōu)化調合系統(tǒng)的控制原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
如圖1所示，樣品從組分回路經過采樣快速回路，從快速回路分流到預處理系統(tǒng)。
樣品流入預處理系統(tǒng)后經過減壓閥，以使油樣壓力降低供預處理系統(tǒng)安全使用。
恒溫裝置中第一道恒溫使用的是一個水域，樣品管路經過此水域后能充分進行熱交換，使樣品溫度能基本達到一定的值，使二級恒溫裝置能快速使樣品達到預定的溫度。經過恒溫后，樣品分析的結果的穩(wěn)定性和精確度提高，恒溫的作用能使汽油的辛烷值精度從0.3達到0.1以內，而油品的其他大部分指標分析精度也能提高兩到三倍。
水對近紅外分析儀的測量精度也有很大的影響，因此在一級恒溫后樣品經過除水器，除水器的性能要求處理后的樣品含水量低于5ppm，去處水對樣品的影響也是保證近紅外分析儀精度的保證，因為脫水后的油品更接近煉油工廠分析時的狀態(tài)，因而使分析結果更接近真實值。除水器的設計是一用一備的，通過三通閥來實現(xiàn)兩個過濾器間的切換。除水后分析結果能提高大約5％的精度。
過濾器的作用是去處油品中的雜質，以減小因雜質大量吸收近紅外光譜對分析結果的影響。過濾器的設計也是一用一備的，通過三通閥來切換。
樣品經過過濾器后就到了分析池即圖1中的CELL，分析池處于二級恒溫的恒溫箱中，此恒溫箱使用電加熱來加溫，通過冷卻水來降溫，通過控制加溫裝置的電流和冷卻水的流量使樣品的溫度達到30±0.1℃。
在分析池的出口安裝有一個轉子流量計，用以控制樣品流經處理器的速度，流速大小應適中，以60CC/Min為宜。
最后樣品流到回收裝置完成預處理步驟。
圖1中的氮氣用于管路清洗的功能。
如圖2所示，本發(fā)明油品在線優(yōu)化調合系統(tǒng)分為APC和BBC兩部分，APC為先進控制部分即優(yōu)化，BBC為基礎控制部分。
優(yōu)化分為靜態(tài)優(yōu)化與動態(tài)優(yōu)化兩部分，在調合開始時先用靜態(tài)優(yōu)化算出配方，配方給出各組分油與主流量(催化汽油)的比，而催化汽油的流量由系統(tǒng)設定的斜坡函數(shù)進行控制，其他各組分的流量就按其比值得出的流量由基礎控制BBC控制流量。
系統(tǒng)運行時則按動態(tài)優(yōu)化進行，由NIR分析器在線分析出成品油的RON，烯烴，芳烴等參數(shù)，APC部分的PID_A，PID_B，PID_C三個調節(jié)回路根據(jù)反饋的值分別算出RON，烯烴，芳烴與設定值的偏差，利用這些偏差根據(jù)如下優(yōu)化規(guī)則算出三個回路的調節(jié)動作值ΔA、ΔB、ΔC，這些動作值是按比值來轉換的。BBC部分的各回路則根據(jù)動作值來調節(jié)流量實現(xiàn)調合過程。
動態(tài)優(yōu)化規(guī)則1.根據(jù)各組分油的價格決定各輸出調節(jié)值之間的關系。
2.由各組分油的性質決定輸出調節(jié)值的大小。
3.還可根據(jù)需要由庫存量的大小決定各組分的輸出調節(jié)值。
此方案解決了多輸入多輸出系統(tǒng)參數(shù)，可根據(jù)系統(tǒng)需要方便地添加新參數(shù)，具有很強的易擴展性，如多一個控制參數(shù)則只需多加一個PID回路就行了。
在BBC部分每路都添加遠方、本地給定功能(L表示此回路采用人工給定，R表示遠方即自動)，當系統(tǒng)存在故障或反饋失靈時工人可根據(jù)經驗手工給定此組分與主流量組分(催化汽油)的比值，此部分替代了傳統(tǒng)的人工輸入該組分流量的方法。如果采取傳統(tǒng)的方法會因為主流量的波動而使此組分不能跟隨變化而影響最終成品質量，而此方法不管主流量的變化。切換功能可在各回路之間同時切換或某個回路單獨切換。這種切換是無擾動進行的，因此能使系統(tǒng)穩(wěn)定地運行。
通過系統(tǒng)試運行此優(yōu)化方案比經典的控制方法更具靈活性，能很好地適應工廠復雜多變的工藝情況。
應當指出，以上所述實施方式可以使本領域的技術人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
權利要求
1.油品在線優(yōu)化調合的方法，包括對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)和通過接口與其連接的具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)，以及采樣裝置和對采樣樣品進行分析的近紅外在線分析儀，其特征在于包括以下工藝步驟在采樣樣品進入近紅外在線分析儀進行分析之前，對所述采樣樣品實行預處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的油品在線優(yōu)化調合的方法，其特征在于所述對采樣樣品實行的預處理包括恒溫處理和除水處理。
3.根據(jù)權利要求2所述的油品在線優(yōu)化調合的方法，其特征在于所述恒溫處理包括一級恒溫和二級恒溫，所述一級恒溫采用25℃水浴恒溫裝置，所述二級恒溫采用電加熱恒溫器把樣品溫度控制為30℃。
4.根據(jù)權利要求3所述的油品在線優(yōu)化調合的方法，其特征在于所述除水處理在一級恒溫和二級恒溫之間進行，在一級恒溫和二級恒溫之間還包括除雜質處理。
5.根據(jù)權利要求1所述的油品在線優(yōu)化調合的方法，其特征在于所述具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)執(zhí)行如下操作程序在調合開始時先用靜態(tài)優(yōu)化算出配方，配方給出各組份油與主流量的比，而主流量由系統(tǒng)設定的斜坡函數(shù)進行控制，其他各組份的流量就按其比值得出的流量由基礎控制系統(tǒng)執(zhí)行；在運行時則按動態(tài)優(yōu)化進行，由近紅外在線分析儀，在線分析出成品油的RON，烯烴，芳烴參數(shù)，通過調節(jié)回路根據(jù)反饋的值分別算出RON，烯烴，芳烴與設定值的偏差，利用這些偏差根據(jù)確定的優(yōu)化規(guī)則算出回路的調節(jié)動作值，這些動作值是按比值來轉換的；基礎控制系統(tǒng)的各回路則根據(jù)動作值來調節(jié)組份流量，實現(xiàn)調合。
6.根據(jù)權利要求1所述的油品在線優(yōu)化調合的方法，其特征在于所述調節(jié)回路為三個，即PID_A，PID_B，PID_C三個調節(jié)回路，相應的三個回路的調節(jié)動作值為ΔA、ΔB、ΔC，調節(jié)動作值與靜態(tài)優(yōu)化的初始比值A、B、C相加得到新的比值作為BBC調節(jié)回路的比值給定值A-SP、B-SP、C-SP，回路比值給定值與主流量F-0的乘積得出的流量作為BBC流量調節(jié)回路FIC-REF、FIC-MTBE、FIC-CYY等回路的流量設定值。調合控制系統(tǒng)BBC根據(jù)這些設定值進行各組分油流量控制，以達到在線優(yōu)化調合的目的。
7.根據(jù)權利要求5所述的油品在線優(yōu)化調合的方法，其特征在于所述動態(tài)優(yōu)化的控制參數(shù)包括各組份油的價格參數(shù)、各組份油的性質參數(shù)和各組份油的庫存量大小參數(shù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的油品在線優(yōu)化調合的方法，其特征在于所述各組份油的價格參數(shù)決定各輸出調節(jié)值之間的系統(tǒng)關系；所述各組份油的性質參數(shù)決定輸出調節(jié)值的大小；所述各組份油的庫存量大小參數(shù)決定各組分的輸出調節(jié)值。
9.根據(jù)權利要求1所述的油品在線優(yōu)化調合的方法，其特征在于所述對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)中，每路設置有遠方和本地給定裝置。
10.一種油品在線優(yōu)化調合系統(tǒng)，包括對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)和通過接口與其連接的具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)，以及采樣裝置和對采樣樣品進行分析的近紅外在線分析儀，其特征在于還包括預處理系統(tǒng)，該預處理系統(tǒng)設置有恒溫處理裝置和除水處理裝置，在采樣樣品進入近紅外在線分析儀進行分析之前，對所述采樣樣品實行預處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種油品在線優(yōu)化調合的方法，該方法能夠獲得誤差較小的采集樣品的分析數(shù)據(jù)，從而能夠有利于自始至終保持調合成品油的品質，進而提高生產效率和經濟效益。本油品在線優(yōu)化調合的方法，包括對各個組份的流量分別進行控制的基礎控制系統(tǒng)和通過接口與其連接的具備智能運算的優(yōu)化控制系統(tǒng)，以及采樣裝置和對采樣樣品進行分析的近紅外在線分析儀，其特征在于包括以下工藝步驟在采樣樣品進入近紅外在線分析儀進行分析之前，對所述采樣樣品實行預處理。所述對采樣樣品實行的預處理包括恒溫處理和除水處理。本發(fā)明還提供一種油品在線優(yōu)化調合系統(tǒng)。
文檔編號G05D27/00GK1627215SQ20041000919
公開日2005年6月15日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權日2004年6月9日
發(fā)明者李蘇安, 謝剛, 單達彭, 林立標, 康明強 申請人:北京中科誠毅科技發(fā)展有限公司