Моделирования процесса каталитического крекинга нефти

Моделирование системы управления с использованием прогнозирующих моделей производилось для различных значений управляющих параметров (температуры в реакторе и регенераторе) и возмущений. Для регулятора по оценке с прогнозом с несколькими входами и выходами использовались следующие параметры:

-горизонт прогнозирования p=100 шагов;

-период дискретизации Т=4сек;

-горизонт управления M=19.

Проводились три типа экспериментов:

В первом эксперименте поведение системы исследуется при скачкообразном изменении входных параметров регулятора (температура реактора и температура регенератора). На рисунках 6 и 7 представлены переходные процессы для температур реактора и регенератора, вместе с графиками изменения регулирующих параметров (подача катализатора в реактор и подача воздуха в регенератор). Из графиков видно, что многосвязный регулятор по оценке с прогнозом обеспечивает достаточную точность и быстродействие. Система отслеживает уставки без перерегулирования и с нулевой установившейся ошибкой.

Рис. 6. -Динамические характеристики изменения температуры и расхода катализатора в реактор

Рис. 7. -Динамические характеристики изменения температуры и расхода воздуха в регенераторе

Во втором эксперименте изменяются возмущающие параметры. На рисунках 8 и 9 приведены графики изменения входных и выходных параметров во времени, при изменении температуры сырья. Из полученных результатов можно увидеть, что система управления не чувствительна к возмущениям (внешние возмущения компенсируются системой управления).

Рис. 8. -Динамические характеристики изменения температуры и расхода использованного катализатора в реакторе

Рис. 9 -Характеристики изменения температуры и расхода воздуха в регенераторе

Рис. 10. -Динамические характеристики изменения температуры и расхода использованного катализатора в реакторе

Рис. 11. -Динамические характеристики изменения температуры и расхода воздуха в регенераторе

Последний эксперимент заключается в изменении параметров регулятора. При изменении периода дискретизации с 4сек до 8сек увеличивается время переходного процесса.

Список литературы:

1. Ахметов С.А, Ишмияров М.Х., Веревкин А.П., Докучаев Е.С., Малышев Ю.М. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти. – М.: Химия, 2005. – 670с.

2. Гаврилов А.И., Пашаева Б.А. Интеллектуальная система управления каталитическим крекингом нефти// Интеллектуальные системы: Труды девятого международного симпозиума/ Под ред. К.А.Пупков 2010. - С. 637-641.

3. Pashayeva B. Mathematical model of the fluid catalytic cracking for work in testing control systems for the cracking plant/ PCI, Baku, Azerbaijan - Vol.1 – 2010. pp. 328-331.

4. Mircea C., Agachi S., Marimoiu V. Simulation and Model Predictive Control of a UOP Fluid Catalytic Cracking/ Chemical Engineering and Processing – 2003. - Vol. 42 – 67p.

5. Loeblein C. and Perkins J.D. Structural Design for On-line Process Optimization: Application to a Simulated FСС/ AIChe Journal – 1999. - Vol 45 – 1015p.

6. Weekman V. A Model of Catalytic Cracking Conversion in Fixed, Moving and Fluid-Bed Reactors/ Industrial and Engineering Chemistry Process Desing and Development – 1968. – 90p.

7. Weekman V. and Nace D.M. Kinetics of Catalytic Cracking Selectivity in Fixed Moving and Fluid bed reactors/ AIChE Journal – 1970. – 397p.

8. Errazu A.F., DeLasa H.I. and Sarti F. A Fluized Bed Catalytic cracking Regenerator model, Grid Effects/ Canadian Journal of Chemical Engineering – 1978. - 191p.

9. Coleman B., Babu J. Techniques of Model–Based Control - Pretice Hall PTTr, 2002. – 576p.

10. Bequette W. Process Control Modeling Desing and Simulation - Pretice Hall PTTr, 2003. – 564p.