延迟焦化装置全流程建模与仿真培训系统的研究

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1、延迟焦化装置全流程建模与仿真培训系统的研究姜飞(控制理论与控制工程)指导教师：田学民(教授)摘要随着原油油质变重变劣和轻质油品需求量上升，延迟焦化工艺凭借自身优势，在渣油加工中发挥着巨大的作用。本文以中石化北京燕山石化公司140万吨／年延迟焦化装置DCS仿真培训系统项目为背景，分别对延迟焦化装置全流程建模和仿真系统的开发进行了研究，具体内容分为以下几个方面：本文依据延迟焦化装置的反应原理，对现有建模方法进行改进，关联加热炉出口温度、反应压力、循环比和原料性质四个主要工艺影响因素求取反应动力学参数k，

2、开发了延迟焦化六集总反应动力学模型。在相关假设的基础上，建立了延迟焦化装置反应部分的动态模型，并对模型进行了动态特性的仿真研究，仿真结果与工艺分析结果相一致。还针对燕化延迟焦化装置分馏塔中存在的集油器结构的特点，对分馏塔的基本塔段模型进行改进得到了含集油器结构的塔段模型。根据仿真培训系统的需要和延迟焦化装置开工过程的工艺特点，建立了装置的全工况模型，该模型能够较准确的描述开工过程中参数大范围变化的动态特性。在仿真培训系统中实现了装置典型事故现象和联锁保护系统的模拟，并开发了评分系统对操作成绩进行评定

3、。本文开发的延迟焦化装置仿真系统实现了培训内容选择、成绩评定、事故设置等功能，已交付燕化公司炼油厂用于对装置操作人员进行岗前培训，为装置能够一次开工成功提供了有力的保障。关键词：延迟焦化，全流程建模，仿真培训ModelingofDelayedCokingUnitandSimulationTrainingSystemJIANGFei(ControlTheoryandControlEngineering)DirectedbyProfessorT1ANXue-minAbstractWithcrudeoil

4、qualitybeingworseandthedemandofthelightfueloilincreasingrapidly,delayedcokingunitplaysallimportantroleintheoilrefiningindustry．Onthebackgroundofthesimulationtrainingprojectofthe140x10It

5、ydelayedcokingunitofBeijingYanshanRefinery,thestudyonmodelingofthe

6、unitandsimulationtrainingsystemisperformed．ThemainworkofthedissertationCallbesummarizedfitsfollows：Accordingtoreactionmechanism，anovelsix—lumpingkineticmodelofdelayedeokingisproposed，whosereactionkineticparameterkintegratesfurnaceoutlettemperature，reac

7、tionpressure，recycleratio，residuacharacterfourmainprocessfactors．Thenthedynamicmodelofdelayedcokingreactioninthecokedrumisdevelopedbasedontheproposedkineticmodelandsomehypothesis．Simulationstudiesareperformedandtheinfluencesareanalyzed．Thesimulationres

8、ultsshowgoodagreement诵tIltheindustrialprocessmechanism．Inordertodescribetheoiltrapstructureofthemainfractionatingtower,thebasictraymodelisimprovedbyembeddingoiltrapmodel．Consideringtheneedsofthetrainingsimulationsystemandthecharacteristicsofstartupproc

9、edureofdelayedeokingunit，adynamicmodelforsimulationtrainingpurposesisdeveloped，whichcanbeappliedtodescribeboththeroutineoperationandthestartupprocessoftheunit．Thesimulationresultsareconsistentwitllthemechanismofthestartupprocedure．Inthe