煉油過程應(yīng)用全餾程等在線分析儀提高 油品品質(zhì)和輕質(zhì)油收率
摘要：石化企業(yè)是國家的支柱性產(chǎn)業(yè)，是高科技和新技術(shù)集中的載體，生產(chǎn)過程參量的在線化是必然的趨勢，正確認(rèn)識過程參量在線化的重要性，企業(yè)相關(guān)決策部門和在線分析儀器的研制生產(chǎn)廠商應(yīng)對目前在線分析的技術(shù)現(xiàn)狀和應(yīng)用情況及時(shí)進(jìn)行分析，并制定相應(yīng)的對策，使在線分析儀器尤其是國產(chǎn)化的分析儀產(chǎn)品能夠在石化行業(yè)很好地全面地獲得應(yīng)用，提升石化企業(yè)的技術(shù)裝備水平，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文通過典型國產(chǎn)油品質(zhì)量在線分析儀在石化煉廠成功應(yīng)用的實(shí)例（如：湖南長嶺石化、天津大港石化、新疆克拉瑪依石化、洛陽石化、滄州石化、西安石化、新疆獨(dú)山子石化、武漢石化、榆林煉油廠和蘭州石化等油品質(zhì)量在線分析儀及APC先進(jìn)控制的應(yīng)用）進(jìn)行介紹，希望對更多石化同行有所啟示，并盡早從中受益。
關(guān)鍵詞：石油化工；油品質(zhì)量；在線分析儀；技術(shù)現(xiàn)狀；典型應(yīng)用案例
1．石化工業(yè)過程參量在線化的重要性
石油這一半個(gè)世紀(jì)前就被稱作“現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)血液”的重要資源，正隨著當(dāng)前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，尤其是道路交通和汽車制造業(yè)的迅猛發(fā)展，越來越顯示出其作為國民經(jīng)濟(jì)中的重要作用，而能源供應(yīng)緊張已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要制約因素之一，如何充分利用好這一有限的資源，提高石油煉制加工過程的水平，從有限的原油資源中提煉出更多、質(zhì)量更好的石化產(chǎn)品，造福社會，是每個(gè)從事與石油煉制加工相關(guān)人員的責(zé)任和使命。
當(dāng)前，人類已步入高度發(fā)展的信息社會，信息化的觸角已滲入到人類生活的各個(gè)方面，作為典型流程工業(yè)的石油煉制過程，其信息化的進(jìn)程更是每每走在各行業(yè)的前面，各種諸如：企業(yè)信息化管理平臺ERP、生產(chǎn)裝置APC先進(jìn)控制等新技術(shù)、新手段、新方法等都是率先獲得應(yīng)用。
然而，如APC先進(jìn)控制等新方法的實(shí)施需要大量的過程參量或稱信息元與之配合，而當(dāng)下，眾多過程參量或信息元尚未實(shí)現(xiàn)在線化或由于技術(shù)或其它因素難以在線化，因此，制約了APC先進(jìn)控制等新方法的實(shí)施。例如：煉油廠常減壓和催化裂化裝置的生產(chǎn)過程中，為了保證分餾塔及減壓塔各側(cè)線餾分油的合理分配和產(chǎn)品質(zhì)量，必須在工藝操作中對分餾塔及減壓塔內(nèi)的相關(guān)參數(shù)如溫度、壓力、回流量等根據(jù)目標(biāo)參量的要求不斷進(jìn)行調(diào)整，以便保證各側(cè)線拔出餾分油的質(zhì)量等目標(biāo)參量時(shí)刻處于合理的范圍及合格的質(zhì)量要求，因此，這些目標(biāo)參量是否能夠?qū)崟r(shí)獲取即在線化對于APC而言將十分重要。就上述常減壓裝置的分餾塔和減壓塔而言，主要目標(biāo)參量為：初頂汽油和常頂汽油干點(diǎn)、航煤密度和冰點(diǎn)、常二線和三線柴油95%點(diǎn)和凝固點(diǎn)及閃點(diǎn)、減一線柴油95%點(diǎn)及凝固點(diǎn)、減二線和減三線及減四線粘度、柴油酸值、干氣和液態(tài)烴等氣態(tài)分餾C3和C5含量、各側(cè)線餾分油的硫含量等。而煉油廠的其它裝置如：催化裂化裝置、焦化裝置、汽柴油加氫裝置、重整裝置、輕烴回收裝置、潤滑油加氫裝置、酮笨脫蠟裝置及汽柴油管道自動調(diào)和系統(tǒng)等的諸多過程參量同樣亟待實(shí)現(xiàn)在線化和APC控制。
目前，國外發(fā)達(dá)國家的煉油廠在裝置現(xiàn)場大量投用過程在線分析儀的基礎(chǔ)上，已普遍在DCS控制計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了APC先進(jìn)控制，人工化驗(yàn)分析人員的數(shù)量也僅維持在十～二十幾個(gè)人的數(shù)量上。據(jù)了解，國內(nèi)目前僅少數(shù)煉廠在進(jìn)行此方面的工作，由于裝置現(xiàn)場投用的在線分析儀器設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量普遍跟不上，即使已經(jīng)投用的APC目前也很難發(fā)揮作用，因此，APC的工作還處于試驗(yàn)性的嘗試，還遠(yuǎn)沒有達(dá)到實(shí)用和完善的水平。
此外，現(xiàn)代煉油加工過程將高度自動化，通常一個(gè)年加工量為千萬噸的煉廠僅維持五百人左右，今后的煉廠已經(jīng)不可能再維持以往二～三百甚至三～四百人的人工化驗(yàn)分析隊(duì)伍，這也從客觀上迫使煉油企業(yè)必須在生產(chǎn)裝置現(xiàn)場大量投用在線分析儀。
據(jù)國內(nèi)某知名煉廠對2004年度全年因在各生產(chǎn)裝置投用油品質(zhì)量在線分析儀，從取代或減少人工化驗(yàn)分析、實(shí)現(xiàn)卡邊操作等方面所做的實(shí)際統(tǒng)計(jì)分析顯示：一. 正常生產(chǎn)過程在線儀表代替人工分析化驗(yàn)節(jié)約的費(fèi)用為600萬元。二. 充分利用柴油95%點(diǎn)在線儀表和凝固點(diǎn)在線儀表，根據(jù)不同季節(jié)，進(jìn)行邊緣操作法提高柴油收率增加效益。數(shù)據(jù)均以2004年的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算為：（1）增產(chǎn)催化柴油取得的效益：461萬元。（2）增產(chǎn)直餾柴油取得的效益：1935萬元。（3）生產(chǎn)過程在線儀表代替人工分析化驗(yàn)節(jié)約的費(fèi)用為600萬元。總共獲取年度效益近3000萬元。
美國權(quán)威機(jī)構(gòu)曾對某一定加工規(guī)模的煉油生產(chǎn)裝置做過如下的統(tǒng)計(jì)：
實(shí)例 Base Case
（1）HDT 柴油產(chǎn)能
HDT Diesel Capacity
22000 bpd （1bpd 桶/天）
（2）提高1℃
1℃ Optimization impact
0.7% V 152 bpd
（3）殘油升級為ULSD
Residual Fuel to ULSD upgrade
0.69$/bbl （1bbl ≈0.14噸）
（4）每年增加$1.1M ( >1 百萬 million）
$1.1M ( >1 百萬 million）
按上述方法柴油95%點(diǎn)每提高1℃即產(chǎn)生$1.1M（折合人民幣近680萬元）的經(jīng)濟(jì)效益。
在投用柴油全餾程在線分析儀之前，工藝操作人員一般是依據(jù)人工化驗(yàn)人員定時(shí)（每4或8個(gè)小時(shí)）采樣分析一次的數(shù)據(jù)對生產(chǎn)工藝相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，由于擔(dān)心柴油95%超過質(zhì)量上限而導(dǎo)致柴油質(zhì)量不合格，往往都憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行較為保守的操作，即把柴油95%點(diǎn)控制在距離國標(biāo)上限365℃盡量遠(yuǎn)些，(通常平均維持在353～358℃的范圍)。而投用全餾程在線分析儀后，工藝操作人員以在線分析儀所提供的柴油95%點(diǎn)實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)為依據(jù)，按照國家標(biāo)準(zhǔn)對柴油95%點(diǎn)不高于365℃的上限進(jìn)行卡邊操作，平均維持在358～363℃的范圍。
按上述方法每提高1℃即產(chǎn)生$1.1M（折合人民幣近680萬元）計(jì)算，投用在線分析儀后柴油95%點(diǎn)按平均提高5℃計(jì)算，相關(guān)的每套裝置每年至少將增加3000萬元以上的經(jīng)濟(jì)效益。
在煉油生產(chǎn)裝置實(shí)施在線分析除上述實(shí)現(xiàn)APC先進(jìn)優(yōu)化控制卡邊操作外，還從如下諸多方面給企業(yè)帶來益處：
1.大范圍地減少或取消人工采樣化驗(yàn)分析，僅保留部分出廠檢驗(yàn)和抽樣檢驗(yàn)的分析工作。
2.避免人工分析時(shí)受人為因素的影響，保持分析數(shù)據(jù)高度重復(fù)性，快速實(shí)時(shí)性，對裝置工藝操作產(chǎn)生積極的影響。
3.相比較國外的煉油企業(yè)而言，國產(chǎn)原油資源有限，各煉廠所加工的原油品種來源多樣化，種類往往多達(dá)二、三十種，而不同產(chǎn)地的原油所提煉的油品的性質(zhì)存在較大的差別，這對工藝操作帶來很大的難度，如果用在線分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測其質(zhì)量等參數(shù)，根據(jù)其變化隨時(shí)調(diào)整工藝條件，就能夠做到準(zhǔn)確切割各餾分，時(shí)刻保證各餾分分布充分合理，同時(shí)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
4.部分對人體有毒有害的參量分析如笨、硫化氫、放射性料位等分析項(xiàng)目,交由在線分析儀來完成，這將有效地減少相關(guān)化驗(yàn)分析人員受危害的可能性。
5.有關(guān)部門或石化企業(yè)高層可通過互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)對現(xiàn)場分析進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控和診斷，分析生產(chǎn)裝置有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量等的實(shí)時(shí)情況，為整體決策提供依據(jù)。
2．在線分析在煉油過程中的需求情況
目前，加工原油的過程主要分為煉油和化工兩大部分，就煉油過程的情況，目前，國內(nèi)各煉廠裝置餾出口等投用在線分析儀的廠家尚在極少數(shù)，使用很好的更是屈指可數(shù)，90%以上的煉廠目前仍然是依靠化驗(yàn)車間人員的人工采樣分析。同時(shí)，這些過程參量的種類分布也較為廣泛，我們統(tǒng)計(jì)如下：
2.1 油品質(zhì)量參量：汽油餾程（干點(diǎn)）、柴油餾程（95%點(diǎn)）、航煤密度和冰點(diǎn)、柴油凝固點(diǎn)、冷濾點(diǎn)及閃點(diǎn)、潤滑油和渣油等粘度、汽油辛烷值、汽油飽和蒸氣壓、柴油十六烷值、汽油和柴油等硫含量、柴油色度、柴油酸值、干氣C3+、液化氣C2-、液化氣C5+等。
2.2 煙氣成分及大氣環(huán)保參量：CO、CO2、O2、SO2、H2S、NO、NO2、煙氣粉塵含量等。
2.3 環(huán)?？刂茀⒘浚核|(zhì)如PH、納、鉀離子等。
2.4 其它：氫純度、微量水等。
上述參量分布于煉油企業(yè)的各個(gè)加工裝置、管道自動調(diào)和系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)裝置等，今后的煉油企業(yè)都朝著年加工一千萬噸以上的規(guī)模擴(kuò)張，如常減壓、催化裂化、加氫、焦化等，一個(gè)企業(yè)基本都擁有兩套至四套上述裝置的規(guī)模，如果這些生產(chǎn)裝置及相關(guān)系統(tǒng)的各個(gè)產(chǎn)品線上都實(shí)施過程參量在線化，其應(yīng)用規(guī)模是十分可觀的，而由此給企業(yè)所帶來的豐厚回報(bào)也是不言而喻的。
3．在線分析在煉油過程中的技術(shù)狀況
目前，能夠?qū)崿F(xiàn)煉油過程油品質(zhì)量在線化的方法從大的方面分有如下幾種：常規(guī)方法、模擬氣相色譜、近紅外、核磁共振、軟測量方法。這些方法各自遵循自己的理論和規(guī)律，各有千秋，目前處于同步發(fā)展的階段，很難判斷孰優(yōu)孰劣，這里，主要基于實(shí)際應(yīng)用的情況，討論其國產(chǎn)化過程中各種方法應(yīng)該如何認(rèn)識和如何進(jìn)一步發(fā)展的問題。
3.1 基于常規(guī)方法的在線分析儀：即：分析原理與人工化驗(yàn)方法相接近或關(guān)聯(lián)較密切，且基本是物理過程。經(jīng)過近十年的實(shí)際應(yīng)用情況表明，該類分析儀的分析數(shù)據(jù)與人工化驗(yàn)分析的數(shù)據(jù)最為接近，采用此種常規(guī)方法的在線分析儀，目前確實(shí)解決了石油煉制中部分主要的過程參量的在線化問題，如：汽油餾程（干點(diǎn)）、柴油餾程（95%點(diǎn)）、柴油傾點(diǎn)或凝固點(diǎn)、汽油飽和蒸氣壓、閃點(diǎn)、粘度等。部分煉廠還在常減壓、催化裂化等裝置的分餾塔和吸收穩(wěn)定塔實(shí)現(xiàn)了汽油干點(diǎn)、柴油95%點(diǎn)、汽油飽和蒸氣壓、柴油凝固點(diǎn)或傾點(diǎn)的APC先進(jìn)優(yōu)化控制，如：湖南長嶺石化、洛陽石化等。目前，國外油品質(zhì)量在線分析現(xiàn)場的主打產(chǎn)品也是此類產(chǎn)品，該類在線分析儀占據(jù)著該市場的半壁江山。今后，此類在線分析儀器廠商應(yīng)該加大產(chǎn)品技術(shù)性能的提升，完善產(chǎn)品系列，將互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入分析儀當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，該類分析儀在今后若干年內(nèi)，應(yīng)是現(xiàn)場在線分析的主要產(chǎn)品。
3.2 模擬氣相色譜方法：該方法是在普通氣相色譜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有分析速度快的優(yōu)點(diǎn)，有關(guān)大學(xué)和研究部門從理論上進(jìn)行了多年的研究和實(shí)驗(yàn)，可以說理論上日趨完善，近幾年有關(guān)廠商推出了在線化的產(chǎn)品，并投入了實(shí)際使用，到目前為止，有關(guān)使用情況報(bào)道的不是很多，其產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用情況如何還需更多的案例和更長的使用時(shí)間來考驗(yàn)和證明。這方面應(yīng)著重進(jìn)行與現(xiàn)場應(yīng)用銜接的工作，深入了解現(xiàn)場出現(xiàn)的各類問題，并逐步加以解決。
3.3 近紅外方法：在石化企業(yè)，該類分析儀目前主要應(yīng)用于煉廠的管道自動調(diào)和系統(tǒng)中進(jìn)行汽油辛烷值或柴油十六烷值等的在線分析。目前，所投用于各煉油廠自動調(diào)和系統(tǒng)的該類分析儀均為國外的產(chǎn)品。由于此類分析儀技術(shù)難度大，國內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)及廠商推出的該類產(chǎn)品目前與國外的產(chǎn)品在技術(shù)上尚有一定的差距，應(yīng)該將此方面的工作作為一項(xiàng)中長期的應(yīng)用研究來做，盡快縮小與國外的差距，早日推出能夠在現(xiàn)場長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行的產(chǎn)品。
3.4 核磁共振方法：目前，國內(nèi)現(xiàn)有的在線分析儀器廠商尚不具備進(jìn)行研發(fā)的條件和基礎(chǔ)，此項(xiàng)工作應(yīng)寄希望于國家相關(guān)主管部門進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)，在引進(jìn)吸收的基礎(chǔ)上，將其作為國家級的高科技攻關(guān)項(xiàng)目，協(xié)調(diào)各重點(diǎn)科研院所及專業(yè)廠商，有計(jì)劃有步驟的進(jìn)行在線分析產(chǎn)品化的研究實(shí)施，方能有所成效。
3.5 軟測量方法：該方法主要是通過采用相應(yīng)的工藝計(jì)算軟件和軟測量技術(shù)來實(shí)現(xiàn)質(zhì)量效益指標(biāo)的在線分析檢測，軟計(jì)算或軟測量所得到的質(zhì)量數(shù)據(jù)，依據(jù)的是相關(guān)分餾塔或反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力、回流量等參數(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算出的，其特點(diǎn)是快速實(shí)時(shí)，但是，受原料性質(zhì)及工藝條件變化的影響很大，經(jīng)常會因此出現(xiàn)很大的偏差。
目前，有研究機(jī)構(gòu)將軟測量所得數(shù)據(jù)和在線分析儀分析數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)分餾塔等的APC先進(jìn)控制，即：用在線分析儀數(shù)據(jù)對軟測量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，軟測量數(shù)據(jù)直接參與APC控制，這樣即保留了軟計(jì)算快速的特點(diǎn)，又借助于在線分析儀的重復(fù)性好、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高、受工藝條件影響小的優(yōu)勢，將會很大程度提高裝置質(zhì)量APC先進(jìn)控制的性能和水平，產(chǎn)生更好的效益。
4．在線分析在當(dāng)前煉油過程中的典型應(yīng)用情況
4．1 在中石化湖南長嶺分公司各裝置的應(yīng)用
湖南長嶺石化公司從八十年初代開始，就在裝置現(xiàn)場應(yīng)用在線質(zhì)量分析儀表，曾先后應(yīng)用過國外進(jìn)口的在線分析儀產(chǎn)品、國內(nèi)廠家的產(chǎn)品、以及本廠自主研發(fā)的產(chǎn)品。通過這些在線分析儀的應(yīng)用，相關(guān)裝置的工藝操作和DCS的先進(jìn)優(yōu)化控制等都從中獲得了很大的益處。
近年來，根據(jù)以往多年使用在線油品質(zhì)量分析儀的經(jīng)驗(yàn)，在選用在線分析儀表產(chǎn)品時(shí)更為理性，更多的是從可靠、實(shí)用和可維護(hù)性的角度考慮。目前，該廠各裝置所使用的在線油品質(zhì)量分析儀表，主要以國產(chǎn)通力公司IDA-01X系列智能全餾程在線分析儀、IPP-02C傾點(diǎn)分析儀和IVP-97汽油飽和蒸氣壓在線分析儀等為主，氣體表則以進(jìn)口色譜在線儀為主，已經(jīng)使用的裝置有：一套聯(lián)合裝置的常減壓、催化裂化和焦化裝置，二套聯(lián)合裝置常減壓、催化裂化裝置，其中所用全餾程在線分析儀的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：
4.1.1 全餾程在線分析儀
（1） 分析儀及技術(shù)特點(diǎn)
l 采取與人工分析過程高度吻合的分析方法，測量范圍覆蓋石腦油、汽油、煤油、柴油、潤滑油等各類餾分油從初餾點(diǎn)至終餾點(diǎn)（或干點(diǎn)）的全部溫度，其檢測結(jié)果與國標(biāo)《石油產(chǎn)品餾程測定法》GBT6536-1997相對應(yīng)。
l 具備4-20mA DC、RS-485等多種信號接口和專用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理顯示終端，可方便與生產(chǎn)裝置DCS控制系統(tǒng)通信。同時(shí)，分析儀上裝有彩色液晶顯示器，能實(shí)時(shí)顯示分析數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)瀏覽、參數(shù)修改等功能。
l 具備故障自診斷處理和提示功能。在斷油、斷水、停氣和油壓、水壓、氣壓過高或者偏低等狀況下，分析儀自動中止當(dāng)前工作進(jìn)入待機(jī)提示狀態(tài)。
l 采用模糊和專家控制算法及多參量反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對分析儀內(nèi)分餾過程的精確控制，使分析結(jié)果受原油性質(zhì)變化及工藝方案改變時(shí)的影響降到最小。
l 采用嵌入式多CPU為內(nèi)核組成單塊帶金屬屏蔽罩的微處理機(jī)控制器，關(guān)鍵部件全部進(jìn)口，進(jìn)樣環(huán)節(jié)無機(jī)械可動部件,分析組件等全部由不銹鋼材料構(gòu)成。
（2） 簡要分析過程
來自工藝管線快速回路采樣管線的被測樣品，經(jīng)伴熱或冷卻處理，進(jìn)入樣品預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行過濾、脫水、脫氣、脫雜、精過濾、穩(wěn)壓、穩(wěn)流等處理后，在分析儀控制單元的控制下，通過特別設(shè)計(jì)的定量組件被精確定量地注入分餾器。之后，微處理機(jī)控制單元啟動加熱程序，對分餾器中的被測油品按照特定的控制算法和模型進(jìn)行加熱分餾，并對整個(gè)加熱分餾過程的溫度、壓力和分餾速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測控制，同時(shí)顯示分析儀當(dāng)前工作狀況和相關(guān)提示信息。分餾過程結(jié)束后，微處理機(jī)將統(tǒng)計(jì)檢測結(jié)果（初餾點(diǎn)、10%、50%、90%、95%、終餾點(diǎn)）在分析儀彩色液晶上顯示，并通過RS485通訊接口或4-20mA DC傳至裝置操作室DCS控制系統(tǒng)，或所配置的遠(yuǎn)程專用數(shù)據(jù)處理顯示終端。一個(gè)分析周期完成后，重新開始對分餾器進(jìn)行冷卻和沖洗，進(jìn)入下一周期的循環(huán)分析過程。系統(tǒng)配置有樣品回收系統(tǒng)，將分析后的油樣經(jīng)回收，并送入工藝回油管路或廢油罐。
圖1 煉油廠常減壓、催化、焦化和加氫等裝置全餾程在線分析儀應(yīng)用流程示意圖
（3） 主要技術(shù)指標(biāo)：
測量精度： 符合GBT6536-1997《石油產(chǎn)品餾程測定法》的準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)。
重 復(fù) 性： ￡±2℃
穩(wěn) 定 性： ￡±2℃
量程范圍： 0～410℃
分析周期： 汽油￡25min；柴油￡35min
輸出信號： 4～20mA DC 、RS485（通訊協(xié)議： MODBUS）
電 源： 220V AC 50Hz 1500VA
（4）分析儀工作條件
供電：(1).主機(jī)：220V±10%V、50Hz、1000W。
供水：普通生活用水或循環(huán)水，無明顯雜質(zhì)。
供氣：干燥儀表風(fēng)或氮?dú)?，壓力大?.2MPa。
油樣：壓力0.2～0.6MPa，無明顯機(jī)械雜質(zhì)。采樣線拌熱保溫
安裝場所：空氣流通的室內(nèi)或質(zhì)量儀表小屋。
圖2 湖南長嶺石化一套催化裂化輕柴油全餾程在線分析儀
4.1.2 催化裂化裝置柴油分析上的應(yīng)用
2006年4月份，在一套催化裂化裝置分析儀表間投用了一臺IDA_013型智能全餾程在線分析儀，分析儀與該裝置DCS上實(shí)施的柴油95%點(diǎn)質(zhì)量APC先進(jìn)控制相配套。
分析儀投用的最初半年，由于餾出口輕柴油的含水較嚴(yán)重，對依據(jù)恩式蒸餾工作的分析儀影響較大，煉廠使用技術(shù)人員和生產(chǎn)廠家結(jié)合催化現(xiàn)場的實(shí)際情況，對分析儀預(yù)處理脫水等部分進(jìn)行了較大的改進(jìn)，之后含水的影響得到了很好的克服。此外，由于催化工藝的特殊要求，油樣中不可避免的含有催化劑粉末以及膠質(zhì)和乳狀物，這些因素都影響到分析儀的正常運(yùn)行，為此廠家都結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際采用了很多有針對性的辦法予以一一解決。到目前為止，已連續(xù)運(yùn)行4年多，情況表明：分析儀運(yùn)行可靠性、故障率、維護(hù)量都很理想，分析數(shù)據(jù)能及時(shí)跟蹤油品的餾分變化和生產(chǎn)波動趨勢。目前，工藝操作人員以該分析儀在DCS上顯示的分析數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行相關(guān)工藝參數(shù)調(diào)整，提高了產(chǎn)品質(zhì)量及合格率，減少了人工化驗(yàn)分析的頻次，增加了輕質(zhì)油收率。
4.1.3焦化裝置柴油分析上的應(yīng)用
在催化輕柴油全餾程成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，2008年7月份，為配合焦化裝置柴油質(zhì)量的APC先進(jìn)控制，在該裝置的柴油餾出口，又投用了一臺IDA_013型“柴油全餾程在線分析儀”，并與此前德國進(jìn)口的“柴油全餾程在線分析儀”同步運(yùn)行，到目前為止分析儀已連續(xù)運(yùn)行多年，從用戶得到的情況和出具的運(yùn)行報(bào)告表明，分析測量數(shù)據(jù)長期穩(wěn)定性和運(yùn)行可靠性均優(yōu)于進(jìn)口德國分析儀。
2010年初，公司新項(xiàng)目800萬噸/年常減壓催化聯(lián)合裝置，又再次引入兩臺IDA_013型柴油全餾程在線分析儀分別用于常減壓裝置常三線和催化裂化裝置輕柴油，以及三臺IPP-02C柴油傾點(diǎn)在線分析儀和一臺IVP-97汽油飽和蒸氣壓在線分析儀用于一套聯(lián)合裝置。目前，這些投用的分析儀運(yùn)行情況良好，對于相關(guān)的生產(chǎn)裝置產(chǎn)生了十分積極和重要的作用。
圖3 克拉瑪依石化常減壓裝置常二線、常三線、減一線柴油全餾程
4.2 新疆克拉瑪依石化催化和常減壓裝置汽油和柴油分析上的應(yīng)用
4.2.1催化裂化裝置的應(yīng)用
2005年4月份，在一套催化裂化裝置分析儀表間投用了一臺IDA_013型智能全餾程在線分析儀用于該裝置餾出口重柴油在線分析。
到目前為止，已連續(xù)運(yùn)行5年多，在最開始投用幾個(gè)月內(nèi)，由于克拉瑪依油田所產(chǎn)原油的瀝青等重質(zhì)油成分的比重較多，重柴油中含雜質(zhì)和焦質(zhì)成分十分嚴(yán)重，經(jīng)常使分析儀采樣管線堵塞，導(dǎo)致分析儀因無法正常采到油樣而無法正確運(yùn)行。后來，克煉技術(shù)人員和分析儀生產(chǎn)廠家針對現(xiàn)場情況，在油樣進(jìn)入分析儀之前安裝多級過濾和脫雜脫水裝置，并對相關(guān)部分進(jìn)行改進(jìn)，此后的4年當(dāng)中，分析儀運(yùn)行可靠、分析數(shù)據(jù)能及時(shí)跟蹤油品的餾分變化和生產(chǎn)波動趨勢。人工化驗(yàn)分析的頻次由原來的每天八個(gè)小時(shí)取樣分析一次改為一個(gè)星期取樣分析一次，大大減少了人工化驗(yàn)的工作量。同時(shí)，工藝操作人員以該分析儀數(shù)據(jù)為依據(jù)隨時(shí)對相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提高了產(chǎn)品質(zhì)量及合格率，增加了輕質(zhì)油收率。
2007年底，在該裝置重柴油全餾程在線分析儀應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又在粗汽油餾出口線上投用了一臺全餾程在線分析儀用于粗汽油的分析。該臺汽油全餾程2008年3月安裝，4月初開始投用，到目前為止，該分析儀沒有出現(xiàn)任何大的問題，分析數(shù)據(jù)很準(zhǔn)確，尤其是分析儀的重復(fù)性接近±0.5℃，遠(yuǎn)優(yōu)于人工化驗(yàn)±2℃的水平，工藝操作人員依據(jù)其分析數(shù)據(jù)，可對粗汽油的干點(diǎn)進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)了“卡邊操作”，2009年上半年的某段時(shí)期，市場汽油需求旺盛，公司從滿足市場需求和效益上考慮，要求催化裂化裝置工藝人員汽油干點(diǎn)貼近205℃的上限進(jìn)行控制生產(chǎn)，進(jìn)而，使這段時(shí)期汽油的收率取得了最大化。
4.2.2常減壓裝置的應(yīng)用
在該廠重油催化裂化裝置粗汽油和重柴油全餾程在線分析儀成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，2008年下半年，又在該廠常減壓蒸餾裝置的常二線、常三線和減一線餾出口處一次安裝了三臺IDA_013型全餾程在線分析儀，從2008年6月投用至今，所投用的三臺分析儀運(yùn)行可靠，分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，此前的人工采樣化驗(yàn)分析在分析儀投用一個(gè)月之后即被取消。工藝人員目前完全以所投用分析儀的數(shù)據(jù)為依據(jù)，進(jìn)行有關(guān)質(zhì)量的操作。
圖4 克拉瑪依石化常減壓裝置常二線、常三線、減一線柴油全餾程分析小屋
4．3天津大港石化常減壓、催化、焦化裝置各側(cè)線油品分析上的應(yīng)用
天津大港石化公司于2009年5月在該公司焦化裝置柴油餾出口投用了一臺IDA_013型智能全餾程在線分析儀和一臺IPP-02C傾點(diǎn)分析儀。此前，大港石化還沒有在生產(chǎn)裝置現(xiàn)場使用過油品質(zhì)量在線分析儀，此次，首次使用就選擇了油品性質(zhì)及應(yīng)用環(huán)境都相對較差的焦化裝置，其目地和意義就是，焦化裝置每天都有一次切換焦炭塔的工作，而在切換的過程中，油品質(zhì)量及其它相關(guān)參數(shù)都有大范圍的波動，而人工化驗(yàn)分析要四小時(shí)或八小時(shí)分析一次，這樣，經(jīng)常在切換的過程中不能及時(shí)掌握質(zhì)量參數(shù)的變化趨勢，造成餾出口產(chǎn)品質(zhì)量的不合格。在投用兩臺分析儀后，由于分析儀運(yùn)行較為穩(wěn)定可靠，并隨時(shí)向操作室發(fā)送分析數(shù)據(jù)，工藝操作人員依據(jù)所提供的柴油95%點(diǎn)溫度和凝固點(diǎn)數(shù)據(jù)對分餾塔及焦炭塔進(jìn)行操作調(diào)整，使每次在切換焦炭塔的過程中的質(zhì)量參數(shù)得到了很大程度的改善，對穩(wěn)定工藝條件，保證柴油質(zhì)量起到了十分積極的作用。
在上述焦化裝置應(yīng)用的基礎(chǔ)上，該公司于2010年初又在一聯(lián)合常減壓、催化裂化等裝置共五個(gè)餾出口處投用了五臺柴油全餾程和傾點(diǎn)在線分析儀，七月中旬獲得該公司技術(shù)處、機(jī)動處、相關(guān)裝置、化驗(yàn)車間等部門組織的聯(lián)合驗(yàn)收。目前，公司技術(shù)處及生產(chǎn)處等相關(guān)部門，依據(jù)在線分析儀表的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)，制定對裝置餾出口油品質(zhì)量的新的考核標(biāo)準(zhǔn)，如：縮小柴油傾點(diǎn)及95%點(diǎn)和干點(diǎn)的上下限控制范圍等，對工藝過程實(shí)現(xiàn)更精確的控制。
4．4蘭州石化300萬噸/年重油催化裝置粗汽油和重柴油分析上的應(yīng)用
蘭州石化是我國老牌的大型石油煉制企業(yè)，公司歷來重視新技術(shù)在相關(guān)煉油裝置的應(yīng)用。早在七十年代就成立自動化研究院，并每年撥?？钸M(jìn)行油品在線質(zhì)量分析儀器的研究和計(jì)算機(jī)在煉油化工裝置的應(yīng)用研究。在油品在線分析儀的應(yīng)用上，更是不遺余力，對國內(nèi)外技術(shù)性能領(lǐng)先的產(chǎn)品，每每率先應(yīng)用。
圖5 蘭州石化300萬噸/年重油催化重柴油全餾程在線分析儀實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)
2003年初，在該公司當(dāng)年新建的300萬噸/年重油催化裝置上，選用了當(dāng)時(shí)生產(chǎn)廠家推出不久的IDA_011型和IDA-013型全餾程在線分析儀兩臺，分別應(yīng)用于裝置粗汽油和重柴油餾出口質(zhì)量在線監(jiān)測，著重對粗汽油的干點(diǎn)和柴油的95%點(diǎn)進(jìn)行控制。到目前為止，兩臺分析儀已連續(xù)工作了七年多，除去最初的一~二年中生產(chǎn)廠家對投用的分析儀應(yīng)現(xiàn)場使用條件進(jìn)行幾次改進(jìn)完善以外，在后來5年中，分析儀一直較平穩(wěn)的運(yùn)行，對該裝置相關(guān)的工藝調(diào)整和餾出口質(zhì)量控制，起到了積極的作用。
4．5西安石化常壓蒸餾裝置石腦油和柴油分析上的應(yīng)用
西安石化公司是中石化在西北地區(qū)以煉制新疆塔河油田原油為主的大型石化企業(yè)，新疆塔河油田原油的特點(diǎn)是：流體性質(zhì)復(fù)雜、密度大、黏度變化大、硫及金屬含量高等，致使加工難度大，產(chǎn)品質(zhì)量波動大。為了在煉制過程中更精確地掌握油品質(zhì)量的變化情況，生產(chǎn)出高質(zhì)量的石油產(chǎn)品，公司領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門對在線分析儀的應(yīng)用十分重視，多次派專人對已經(jīng)成功應(yīng)用了油品在線質(zhì)量分析儀多年的煉油廠家進(jìn)行實(shí)地考察，并于2010年下半年在常壓蒸餾裝置常一線石腦油和常三線柴油餾出口分別安裝了IDA-011和IDA-013兩臺全餾程在線分析儀，目前，該兩臺在線分析儀已投入正常運(yùn)行近兩年，裝置操作人員依據(jù)在線分析儀提供的石腦油干點(diǎn)和柴油95%點(diǎn)數(shù)據(jù)對生產(chǎn)工藝相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，取得了顯著的效果，尤其是在工藝參數(shù)出現(xiàn)大幅度變化和波動時(shí)更顯示出其重要性。
最近，公司再度選購了兩臺全餾程、一臺汽油飽和蒸汽壓和一臺閃點(diǎn)供四套通力公司生產(chǎn)的在線分析儀，分別用于催化裂化分餾塔粗汽油干點(diǎn)、輕柴油95%點(diǎn)、穩(wěn)定汽油飽和蒸氣壓、以及常壓蒸餾裝置常一線干點(diǎn)及閃點(diǎn)、常三線95%點(diǎn)的APC質(zhì)量先進(jìn)控制。全面提高裝置的技術(shù)水平，提高經(jīng)濟(jì)效益。
