石油蒸餾過程模擬pc

① 高中石油蒸餾實驗裝置圖

要點：溫度計位置、冷卻水進出方向、石棉網、沸石

② 原油的蒸餾方法過程和產物

原油的蒸餾分為常壓蒸餾和減壓蒸餾，通常先進行常壓蒸餾，再進行減壓蒸餾。蒸餾所得的組分稱為餾分，從沸點由低至高依次為石油氣、溶劑油、汽油、柴油、煤油（包括航空煤油）、石蠟、瀝青和石油焦等。

③ ChemCAD軟體如何使用

支持各種輸出設備

ChemCAD支持各種輸出設備，用以生成流程、單元操作圖表、符號、工藝流程圖和繪圖的硬拷貝。可以輸出到點陣列印機、激光列印機、支持Adobe Postscript語言的任何設備以及繪圖機等，也可以直接輸出到文件，還可以將輸出轉換為AutoCAD的DXF格式。如果AutoCAD和ChemCAD都安裝在同一個計算機上，用戶可以規定包含AutoCAD的位置，所有由ChemCAD產生的DXF文件都會自動存到AutoCAD目錄中。

界面友好

ChemCAD一直以操作簡單、界面友好而著稱，目前的ChemCAD5.3版運行於Window 95 / NT、Windows2000環境。根據Microsoft Window設計標准採用了Microsoft工具包及Window Help系統，使得ChemCAD對用戶來說，外觀及感覺和用戶熟悉的其它Window程序十分相似。

ChemCAD把屏幕分成4個區，頂行是狀態區，顯示作業目錄、版本號等；第二行顯示頂層菜單，這些菜單項經過精心安排，從左至右正是使用ChemCAD進行模擬計算的逐個主要步驟。每個頂層菜單下是一套彈出式菜單，這些菜單包括了ChemCAD內嵌的各個功能，使用這些菜單可以完成模擬計算中所需進行的絕大部分工作。 主屏幕由流程窗口占據；屏幕最下面一行被稱為One Line Help，為當前操作提供簡單描述。屏幕布置簡潔，以菜單系統為基礎，輸入簡明扼要，如此友好的圖形人機對話界面使初學者很容易上手。

通過Window交互操作功能，第5版最大的好處是可使ChemCAD和其它應用程序交互作用：使用者可以迅速而容易地在ChemCAD和其它應用程序之間傳送模擬數據。第5版在三個不同層次上支持這種交互操作性，這些新的功能可以把過程模擬的效益大大擴展到工程工作的其它階段中去。

①模擬數據的拷貝/粘貼/聯接

例如，通過拷貝 / 粘貼 / 聯接功能可以把一個塔的剖面和進出口流股模擬結果粘貼到一個Excel報表中去，以便進一步分析。這就免去了手工抄寫產生錯誤。

②對模擬對象和數據的目標聯接嵌入OLE自動界面

例如，通過OLE自動界面可以用Visual Basic程序去控制你的模擬。可以用Visual Basic或Visual Basic for Applications ( VBA)程序編一個文檔化的界面來存取和控制過程模型。

③OLE目標的嵌入

例如，用Visual Basic for Applications ( VBA)宏語言編一個工廠操作工用的界面來聯接ChemCAD的模型，使模型的某些計算結果直接顯示在屏幕界面上來指導操作工操作。

詳盡的幫助系統

ChemCAD的Hand-Holding可以象一個真正的老師一樣，「手把手地」指導用戶如何開始和完成一個模擬計算的過程，指導用戶完成流程生成步驟，提示組分輸入，調用熱力學專家系統，一直到運算開始。完成問題的每一步時，ChemCAD都會查對那一步完成的情況。上文提到的「One line help」也是ChemCAD的一個特點。另外，隨時隨地的「F1」幫助可以解答用戶的大部分疑問。

輸入系統採用了專家檢測系統,使用戶不必費心檢查輸入是否有遺漏或語句錯誤。專家系統會自動指引你下一步應當輸入什麼數據，並顯示每一步驟是否已正確地完成。

熱力學方法的選擇是模擬計算的一個難點，不正確的熱力學方法將使得計算結果毫無意義，ChemCAD提供了一套熱力學專家系統，輸入溫度和壓力范圍，ChemCAD根據組分及輸入數據推薦一個合適的熱力學方法，極大地方便了用戶。

作業和工況管理方便

作業和工況管理功能使用戶可以方便地恢復、拷貝或刪除流程；對每個項目，可以輸入帳號和一些描述性語言，使得用戶在開始項目時可以明確選擇所需要的流程；ChemCAD甚至還可以記錄每個項目所花費的時間。

在ChemCAD系統中，每一個作業只對應於一個文件，不象其他流程模擬軟體系統一個作業一大堆文件。

使用靈活

使用ChemCAD用戶可以定義新增組分、圖標和符號，用戶也可以利用簡單的計算機語言建立自己的設備模型和計算程序。ChemCAD還考慮到多個用戶使用同一台計算機時的情況，不同的用戶可以在不同的目錄中定義自己的組分、圖標和符號，互不幹擾。

強大的計算和分析功能

ChemCAD可以求解幾乎所有的單元操作，對非常復雜的循環迴路也可以輕松處理。在ChemCAD中，用戶可以指定斷裂流股，可以通過RUN指令方便地控制計算順序，這對全流程模擬的收斂非常有利，可以加速循環的收斂。ChemCAD的自動計算功能具備先進的交互特性，允許用戶不定義物流的流率來確定物流的組成。ChemCAD還具有先進的優化和分析功能。靈敏度分析模塊可以定義2個自變數和多至12個因變數，優化模塊可以求解有10個自變數的函數的最大最小值。

即時生成PFD圖

ChemCAD為用戶形成工藝流程圖（PFD）提供了集成工具。使用它，可以迅速有效地建立PFD。對指定流程，可以建立多個PFD。如果以某種方式改變了流程，此改變情況會自動影響到所有相關的PFD，如果重新進行了計算，新結果也會自動傳送到所有相關的PFD。在PFD中，可以方便地加入數據框（熱量和物料平衡數據）、單元數據框（單元操作規定和結果）、標題、文字注釋、公司代號等等。

報告格式可選

ChemCAD允許用戶按照要求輸出報告。在報告中，可以選擇輸出的流股、單元操作，對流股中包含的數據也可以進行定義。對蒸餾塔，可以輸出包括迴流比、溫度、壓力、每塊板上的汽液相流率等詳細數據；對換熱器，可以輸出加熱曲線。報告的格式也可以進行定義，可以由用戶決定小數點後的位數等。

集成了設備標定模塊及工具模塊

ChemCAD集成了對蒸餾塔、管線、換熱器、壓力容器、孔板和調節閥進行設計和核算的功能模塊，包括專門進行空氣冷卻器和管殼式換熱器設計和核算的CC-Therm模塊。這些模塊共享流程模擬中的數據，使得用戶完成工藝計算後，可以方便地進行各種主要設備的核算和設計。ChemCAD還提供了設備價格估算功能，用戶可以對設備的價格進行初步估算。

ChemCAD在工具菜單中含有CO2固體預測、水合預測、減壓閥和數據回歸多個功能模塊。其中CO2固體預測模塊計算CO2固體形成的逸度和初始溫度；水合預測模塊估算有關烴和氣體形成水合物的條件，同時也計算以游離水為基準的水合相組成；減壓閥模塊計算緊急和正常情況下泄壓閥的性能，包括燃燒模型和泄壓模型；

支持動態模擬

Chemstations 公司開發了大量的動態操作單元，包括動態蒸餾模擬CC-DCOLUMN，動態反應器模擬CC-ReACS，間歇蒸餾模擬CC-Batch,聚合反應器動態模擬CC-Polymer，這些模塊都完全集成到ChemCAD中，共享ChemCAD的資料庫、熱力學模型、公用工程和設備核算模塊。

在動態模擬過程中，用戶可以隨時調整溫度、壓力等各種工藝變數，觀察它們對產品的影響和變化規律。還可以隨時停下來，轉回靜態。ChemCAD提供了PID控制器、傳遞函數發生器、數控開關、變數計算表等進行動態模擬的控制單元，利用它們可以完成對流程中任何指定變數的控制。利用動態模擬，用戶可以：

①確定開停工方案

使裝置安全、平穩地開車啟動或停工是生產中的關鍵技術。用ChemCAD可以模擬開停工過程，看到開停工過程中的各種工藝參數的變化，從而研究各種開停工方案。

②計算特殊的非穩態過程

當系統內部壓力、溫度不穩時，用穩態軟體不能計算系統緊急放空，只能靠ChemCAD Dynamical的過程傳遞函數，利用微分逼近的原理來完成。利用這一新型工具，工程師可以解決許多前人無法解決的工程難題。

③生產指導和調優

由於ChemCAD的動態計算完全採用嚴格的熱力學模型，所以能准確完全地模擬裝置的動態操作過程，還可將裝置的工藝參數調到各種極限狀態，以確定裝置的優化狀態或分析裝置出現生產問題的原因。

經濟評價功能

運用CHEMCAD可以在作工藝計算的同時進行經濟評價，用戶能夠估算基建費用和操作費用，並進行過程的技術經濟評價。ChemCAD的技術經濟評價方法與工業界應用的方法密切結合。經濟評價可以使用於工作的任何階段，從工藝過程的研究開發、設計、工廠建設以至工廠操作等過程。

在使用全部經濟評價系統功能時，CHEMCAD自模擬結果取出計算設備尺寸所需數據，然後進行全面的經濟核算。用戶還可將自身的價格指標和計算關系式存入系統，作為計算的依據。

數據回歸系統

ChemCAD擁有高度靈活的數據回歸系統，此系統可使用實驗數據求取物性參數，可以用於純組分性質回歸、二元交換作用參數回歸、電解質回歸、反應速率常數回歸等。數據回歸系統能夠通過輸入易測性質（例如沸點）來估算缺少的物性參數，可估算活度系數模型中的二元參數。當模擬流程中含有缺少實驗數據的新化學品時，這種特性特別有用。

④ 原油蒸餾的工藝過程

包括原油預處理、常壓蒸餾和減壓蒸餾三部分。 應用電化學分離或加熱沉降方法脫除原油所含水、鹽和固體雜質的過程。主要目的是防止鹽類（鈉、鈣、鎂的氯化物）離解產生氯化氫而腐蝕設備和鹽垢在管式爐爐管內沉積。
採用電化學分離時，在原油中要加入幾到幾十ppm破乳劑（離子型破乳劑或非離子型聚醚類破乳劑）和軟化水，然後通過高壓電場（電場強度1.2～1.5kV/cm），使含鹽的水滴聚集沉降，從而除去原油中的鹽、水和其他雜質。電化學脫鹽常以兩組設備串聯使用（二級脫鹽，圖1）以提高脫鹽效果。 也稱真空蒸餾。原油中重餾分沸點約370～535℃，在常壓下要蒸餾出這些餾分，需要加熱到420℃以上，而在此溫度下，重餾分會發生一定程度的裂化。因此，通常在常壓蒸餾後再進行減壓蒸餾。在約2～8kPa的絕對壓力下，使在不發生明顯裂化反應的溫度下蒸餾出重組分。常壓渣油經減壓加熱爐加熱到約380～400℃送入減壓蒸餾塔。減壓蒸餾可分為潤滑油型（圖3）和燃料油型兩類。前者各餾分的分離精確度要求較高，塔板數24～26；後者要求不高，塔板數15～17。
通常用水蒸氣噴射泵（或者用機械抽真空泵）抽出不凝氣，以產生真空條件。發展的乾式全填料減壓塔（見填充塔）採用金屬高效填料代替塔板，可以使全塔壓力降減少到 1.3～2.0kPa，從而可以提高蒸發率，並減少或取消塔底水蒸氣用量。為了在同一爐出口溫度下使常壓渣油有最大的汽化率，減壓蒸餾都將爐出口至塔的管線設計成大管徑的形式（見彩圖），以減少壓降，進而降低爐出口壓強。減壓塔頂分出的餾分減（壓、拔）頂油，一般作為柴油混入常壓三線中，減壓一線至四線作為裂化原料或潤滑油原料，塔底為減壓渣油，可作為生產殘渣潤滑油（見溶劑脫瀝青）和石油瀝青的原料，或作為石油焦化的原料，或用作燃料油。

⑤ 原油蒸餾過程

蒸餾是原油加工的第一道工序，通過蒸餾可將原油分成汽油、煤油、柴油、潤滑油等各種餾分和二次加工的原料。原油蒸餾裝置在煉化企業中占據重要的地位，被稱為煉化企業的「龍頭」。蒸餾在石油煉制中起著非常重要的作用，通常是衡量一個煉廠生產能力的重要指標。

原油蒸餾通常包括常壓蒸餾和減壓蒸餾兩部分。所說的常壓蒸餾，就是原油在常壓或稍高於常壓的條件下進行的蒸餾，所用的蒸餾設備叫做原油常壓精餾塔，簡稱常壓塔。通過常壓蒸餾可以切割出沸點小於350℃左右的餾分，如汽油、煤油、柴油等餾分，這些餾分一般占原油總量的20%～30%。而更高沸點的餾分，如裂化原料和潤滑油餾分，在常壓下450℃會發生嚴重的熱裂解反應，生成較多的烯烴，使餾出油變質，還會發生縮合反應生成焦炭，影響正常生產，因此為了蒸出更多的餾分，則需要採用減壓蒸餾。所謂的減壓蒸餾，一般是在壓力低於100千帕的減壓狀態下進行的蒸餾，所用的蒸餾設備叫做減壓塔，通常可切割出沸點小於500℃的餾分油。減壓蒸餾和常壓蒸餾的原理相同，但減壓塔塔頂採用了抽真空設備，如蒸汽噴射器(也稱蒸汽噴射泵)或機械真空泵，可將壓力降到幾千帕。為了獲得更多的餾分油，煉廠通常將原油的常壓蒸餾和減壓蒸餾連接在一起，這樣便構成了我們常說的常減壓蒸餾。

由於原油中所含的水分、鹽類和泥沙等雜質，會對加熱設備和蒸餾設備產生不利影響，因此在蒸餾前還需對原油進行脫鹽脫水處理。如果加工的原油中含有較多的輕質油品，如輕汽油餾分，煉廠通常會在常壓蒸餾前設初餾塔或閃蒸塔，這樣做既可以節約能耗，也可以減少常壓塔的操作波動。

通常，根據蒸餾過程中所用塔數的不同，可將蒸餾流程分為三塔流程和雙塔流程。三塔就是初餾塔、常壓塔和減壓塔；雙塔是常壓塔和減壓塔。大型煉油廠的原油蒸餾裝置大多採用三塔流程。

根據產品用途和煉油廠類型的不同，可將原油蒸餾工藝流程大致分為燃料型、燃料-潤滑油型和化工型三種類型，但我國原油蒸餾工藝流程一般採用前兩種。

⑥ 本人大四學生想求原油蒸餾常減壓系統的控制設計

原油蒸餾控制軟體簡介2008-05-26 14:54轉 永立 撫順石油化工研究院

DCS在我國煉油廠應用已有15年歷史，有20多家煉油企業安裝使用了不同型
號的DCS，對常減壓裝置、催化裂化裝置、催化重整裝置、加氫精製、油品調合等實施
過程式控制制和生產管理。其中有十幾套DCS用於原油蒸餾，多數是用於常減壓裝置的單回
路控制和前饋、串級、選擇、比值等復雜迴路控制。有幾家煉油廠開發並實施了先進控制
策略。下面介紹DCS用原油蒸餾生產過程的主要控制迴路和先進控制軟體的開發和應用
情況。
一、工藝概述
對原油蒸餾，國內大型煉油廠一般採用年處理原油250～270萬噸的常減壓裝置
，它由電脫鹽、初餾塔、常壓塔、減壓塔、常壓加熱爐、減壓加熱爐、產品精餾和自產蒸
汽系統組成。該裝置不僅要生產出質量合格的汽油、航空煤油、燈用煤油、柴油，還要生
產出催化裂化原料、氧化瀝青原料和渣油；對於燃料一潤滑油型煉油廠，還需要生產潤滑
油基礎油。各煉油廠均使用不同類型原油，當改變原油品種時還要改變生產方案。
燃料一潤滑油型常減壓裝置的工藝流程是：原油從罐區送到常減壓裝置時溫度一般為
30℃左右，經原油泵分路送到熱交換器換熱，換熱後原油溫度達到110℃，進入電脫
鹽罐進行一次脫鹽、二次脫鹽、脫鹽後再換熱升溫至220℃左右，進入初餾塔進行蒸餾
。初餾塔底原油經泵分兩路送熱交換器換熱至290℃左右，分路送入常壓加熱爐並加熱
到370℃左右，進入常壓塔。常壓塔塔頂餾出汽油，常一側線（簡稱常一線）出煤油，
常二側線（簡稱常二線）出柴油，常三側線出潤料或催料，常四側線出催料。常壓塔底重
油用泵送至常壓加熱爐，加熱到390℃，送減壓塔進行減壓蒸餾。減一線與減二線出潤
料或催料，減三線與減四線出潤料。
二、常減壓裝置主要控制迴路
原油蒸餾是連續生產過程，一個年處理原油250萬噸的常減壓裝置，一般有130
～150個控制迴路。應用軟體一部分是通過連續控制功能塊來實現，另一部分則用高級
語言編程來實現。下面介紹幾種典型的控制迴路。
1．減壓爐0．7MPa蒸汽的分程式控制制
減壓爐0．7MPa蒸汽的壓力是通過補充1．1MPa蒸汽或向0．4MPa乏氣
管網排氣來調節。用DCS控制0．7MPa蒸汽壓力，是通過計算器功能進行計算和判
斷，實現蒸汽壓力的分程式控制制。0．7MPa蒸汽壓力檢測信號送入功能塊調節器，調節
器輸出4～12mA段去調節1．1MPa蒸汽入管網調節閥，輸出12～20mA段去
調節0．4MPa乏氣管網調節閥。這實際是仿照常規儀表的硬分程方案實現分程調節，
以保持0．7MPa蒸汽壓力穩定。
2．常壓塔、減壓塔中段迴流熱負荷控制
中段迴流的主要作用是移去塔內部分熱負荷。中段迴流熱負荷為中段迴流經熱交換器
冷卻前後的溫差、中段迴流量和比熱三者的乘積。由中段迴流熱負荷的大小來決定迴流的
流量。中段迴流量為副回中路，用中段熱負荷來串中段迴流流量組成串級調節迴路。由D
CS計算器功能塊來求算冷卻前後的溫差，並求出熱負荷。主迴路熱負荷給定值由工人給
定或上位機給定。
3．提高加熱爐熱效率的控制
為了提高加熱爐熱效率，節約能源，採取了預熱入爐空氣、降低煙道氣溫度、控制過
剩空氣系數等方法。一般加熱爐控制是利用煙氣作為加熱載體來預熱入爐空氣，通過控制
爐膛壓力正常，保證熱效率，保證加熱爐安全運行。
（1）爐膛壓力控制
在常壓爐、減壓爐輻射轉對流室部位設置微差壓變送器，測出爐膛的負壓，利用長行
程執行機構，通過連桿來調整煙道氣檔板開度，以此來維持爐膛內壓力正常。
（2）煙道氣氧含量控制
一般採用氧化鋯分析器測量煙道氣中的氧含量，通過氧含量來控制鼓風機入口檔板開
度，控制入爐空氣量，達到最佳過剩空氣系數，提高加熱爐熱效率。
4．加熱爐出口溫度控制
加熱爐出口溫度控制有兩種技術方案，它們通過加熱爐流程畫面上的開關（或軟開關
）切換。一種方案是總出口溫度串燃料油和燃料氣流量，另一種方案是加熱爐吸熱一供熱
值平衡控制。熱值平衡控制需要使用許多計算器功能塊來計算熱值，並且同時使用熱值控
制PID功能塊。其給定值是加熱爐的進料流量、比熱、進料出口溫度和進口溫度之差值
的乘積，即吸熱值。其測量值是燃料油、燃料氣的發熱值，即供熱值。熱值平衡控制可以
降低能耗，平穩操作，更有效地控制加熱爐出口溫度。該系統的開發和實施充分利用了D
CS內部儀表的功能。
5．常壓塔解耦控制
常壓塔有四個側線，任何一個側線抽出量的變化都會使抽出塔板以下的內迴流改變，
從而影響該側線以下各側線產品質量。一般可以用常一線初餾點、常二線干點（90％干
點）、常三線粘度作為操作中的質量指標。為了提高輕質油的收率，保證各側線產品質量
，克服各側線的相互影響，採用了常壓塔側線解耦控制。以常二線為例，常二線抽出量可
以由二線抽出流量來控制，也可以用解耦的方法來控制，用流程畫面發換開關來切換。解
耦方法用常二線干點控制功能塊的輸出與原油進料量的延時相乘來作為常二線抽出流量功
能塊的給定值。其測量值為本側線流量與常一線流量延時值、常塔餾出油量延時值之和。
組態時使用了延時功能塊，延時的時間常數通過試驗來確定。這種自上而下的干點解耦控
制方法，在改變本側線流量的同時也調整了下一側線的流量，從而穩定了各側線的產品質
量。解耦控制同時加入了原油流量的前饋，對平穩操作，克服擾動，保證質量起到重要作
用。
三、原油蒸餾先進控制
1．DCS的控制結構層
先進控制至今沒有明確定義，可以這樣解釋，所謂先進控制廣義地講是傳統常規儀表
無法構造的控制，狹義地講是和計算機強有力的計算功能、邏輯判斷功能相關，而在DC
S上無法簡單組態而得到的控制。先進控制是軟體應用和硬體平台的聯合體，硬體平台不
僅包括DCS，還包括了一次信息採集和執行機構。
DCS的控制結構層，大致按三個層次分布：
·基本模塊：是基本的單迴路控制演算法，主要是PID，用於使被控變數維持在設定
點。
·可編程模塊：可編程模塊通過一定的計算（如補償計算等），可以實現一些較為復
雜的演算法，包括前饋、選擇、比值、串級等。這些演算法是通過DCS中的運算模塊的組態
獲得的。
·計算機優化層：這是先進控制和高級控制層，這一層次實際上有時包括好幾個層次
，比如多變數控制器和其上的靜態優化器。
DCS的控制結構層基本是採用遞階形式，一般是上層提供下層的設定點，但也有例
外。特殊情況下，優化層直接控制調節閥的閥位。DCS的這種控制結構層可以這樣理解
：基本控制層相當於單迴路調節儀表，可編程模塊在一定程度上近似於復雜控制的儀表運
算互聯，優化層則和DCS的計算機功能相對應。原油蒸餾先進控制策略的開發和實施，
在DCS的控制結構層結合了對象數學模型和專家系統的開發研究。
2．原油蒸餾的先進控制策略
國內原油蒸餾的先進控制策略，有自行開發應用軟體和引進應用軟體兩種，並且都在
裝置上閉環運行或離線指導操作。
我國在常減壓裝置上研究開發先進控制已有10年，各家技術方案有著不同的特點。
某廠最早開發的原油蒸餾先進控制，整個系統分四個部分：側線產品質量的計算，塔內汽
液負荷的精確計算，多側線產品質量與收率的智能協調控制，迴流取熱的優化控制。該應
用軟體的開發，充分發揮了DCS的強大功能，並以此為依託開發實施了高質量的數學模
型和優化控制軟體。系統的長期成功運行對國內DCS應用開發是一種鼓舞。各企業開發
和使用的先進控制系統有：組份推斷、多變數控制、中段迴流及換熱流程優化、加熱爐的
燃料控制和支路平衡控制、餾份切割控制、汽提蒸汽量優化、自校正控制等，下面介紹幾
個先進控制實例。
（1）常壓塔多變數控制
某廠常壓塔原採用解耦控制，在此基礎上開發了多變數控制。常壓塔有兩路進料，產
品有塔頂汽油和四個側線產品，其中常一線、常二線產品質量最為重要。主要質量指標是
用常一線初餾點、常一線干點和常二線90％點溫度來衡量，並由在線質量儀表連續分析
。以上三種質量控制通常用常一線溫度、常一線流量和常二線流量控制。常一線溫度上升
會引起常一線初餾點、常一線干點及常二線90％點溫度升高。常一線流量或常二線流量
增加會使常一線干點或常二線90％點溫度升高。
首先要確立包括三個PID調節器、常壓塔和三個質量儀表在內的廣義的對象數學模
型：
式中：P為常一線產品初餾點；D為常一線產品干點；T〔，2〕為常二線產品90
％點溫度；T〔，1〕為常一線溫度；Q〔，1〕為常一線流量；Q〔，2〕為常二流量
。
為了獲得G（S），在工作點附近採用飛升曲線法進行模擬擬合，得出對象的廣義對
象傳遞函數矩陣。針對廣義對象的多變數強關聯、大延時等特點，設計了常壓塔多變數控
制系統。
全部程序使用C語言編程，按照採集的實時數據計算控制量，最終分別送到三個控制
迴路改變給定值，實現了常壓塔多變數控制。
分餾點（初餾點、干點、90％點溫度）的獲取，有的企業採用引進的初餾塔、常壓
塔、減壓塔分餾點計算模型。分餾點計算是根據已知的原油實沸點（TBT）曲線和塔的
各側線產品的實沸點曲線，實時採集塔的各部溫度、壓力、各進出塔物料的流量，將塔分
段，進行各段上的物料平衡計算、熱量平衡計算，得到塔內液相流量和氣相流量，從而計
算出抽出側線產品的分餾點。
用模型計算比在線分析儀快，一般系統程序每10秒運行一次，克服了在線分析儀的
滯後，改善了調節品質。在計算出分餾點的基礎上，以計算機間通訊方式，修改DCS系
統中相關側線流量控制模塊給定值，實現先進控制。
還有的企業，操作員利用常壓塔生產過程平穩的特點，將SPC控制部分切除，依照
計算機根據實時參數計算出的分餾點，人工微調相關側線產品流量控制系統的給定值，這
部分優化軟體實際上只起著離線指導作用。
（2）LQG自校正控制
某廠在PROVOX系統的上位機HP1000A700上用FORTRAN語言開
發了LQG自校正控製程序，對常減壓裝置多個控制迴路實施LQG自校正控制。
·常壓塔頂溫度控制。該迴路原採用PID控制，因受處理量、環境溫度等變化因素
的影響，無法得到滿意的控制效果。用LQG自校正控制代替PID控制後，塔頂溫度控
製得到比較理想的效果。塔頂溫度和塔頂撥出物的干點存在一定關系，根據工藝人員介紹
，塔頂溫度每提高1℃，干點可以提高3～5℃。當塔頂溫度比較平穩時，工藝人員可以
適當提高塔頂溫度，使干點提高，便可以提高收率。按年平均處理原油250萬噸計算，
如干點提高2℃，塔頂撥出物可增加上千噸。自適應控制帶來了可觀的經濟效益。
·常壓塔的模擬優化控制。在滿足各餾出口產品質量要求前提下，實現提高撥出率及
各段迴流取熱優化。餾出口產品質量仍採用先進控制，要求達到的目標是：常壓塔頂餾出
產品的質量在閉環控制時，其干點值在給定值點的±2℃，常壓塔各側線分別達到脫空3
～5℃，常二線產品的恩氏蒸餾分析95％點溫度大於350℃，常三線350℃餾份小
於15％，並在操作台上CRT顯示上述各側線指標。在保證塔頂撥出率和各側線產品質
量之前提下優化全塔迴流取熱，使全塔回收率達到90％以上。
·減壓塔模擬優化控制。在保證減壓混和蠟油質量的前提下，量大限度拔出蠟油餾份
，減二線90％餾出溫度不小於510℃，減壓渣油運行粘度小於810■泊（對九二三
油），並且優化分配減一線與減二線的取熱。
（3）中段迴流計算
分餾塔的中段迴流主要用來取出塔內一部分熱量，以減少塔頂負荷，同時回收部分熱
量。但是，中段迴流過大對蒸餾不利，會影響分餾精度，在塔頂負荷允許的情況下，適度
減少中段迴流量，以保證一側線和二側線產品脫空度的要求。由於常減壓裝置處理量、原
油品種以及生產方案經常變化，中段迴流量也要作相應調整，中段迴流量的大小與常壓塔
負荷、塔頂汽油冷卻器負荷、產品質量、回收勢量等條件有關。中段迴流計算的數學模型
根據塔頂迴流量、塔底吹氣量、塔頂溫度、塔頂迴流入口溫度、頂循環迴流進口溫度、中
段迴流進出口溫度等計算出最佳迴流量，以指導操作。
（4）自動提降量模型
自動提降量模型用於改變處理量的順序控制。按生產調度指令，根據操作經驗、物料平
衡、自動控制方案來調整裝置的主要流量。按照時間順序分別對常壓爐流量、常壓塔各側
線流量、減壓塔各側線流量進行提降。該模型可以通過DCS的順序控制的幾種功能模塊
去實現，也可以用C語言編程來進行。模型閉環時，不僅改變有關控制迴路的給定值，同
時還在列印機上列印調節時間和各迴路的調節量。
四、討論
1．原油蒸餾先進控制幾乎都涉及到側線產品質量的質量模型，不管是靜態的還是動
態的，其基礎都源於DCS所採集的塔內溫度、壓力、流量等信息，以及塔內物料／能量
的平衡狀況。過程模型的建立，應該進一步深入進行過程機理的探討，走機理分析和辨認
建模的道路，同時應不斷和人工智慧的發展相結合，如人工神經元網路模型正在日益引起
人們的注意。在無法得到全局模型時，可以考慮局部模型和專家系統的結合，這也是一個
前景和方向。
2．操作工的經驗對先進控制軟體的開發和維護很重要，其中不乏真知灼見，如何吸
取他們實踐中得出的經驗，並幫助他們把這種經驗表達出來，並進行提煉，是一項有意義
的工作，這一點在開發專家系統時尤為重要。
3．DCS出色的圖形功能一直為人們所稱贊，先進控制一般是在上位機中運行，在
實施過程中，應在操作站的CRT上給出先進控制信息，這種信息應使操作工覺得親切可
見，而不是讓人感到乏味的神秘莫測，這方面的開發研究已獲初步成效，還有待進一步開
發和完善。
4．國內先進控制軟體的標准化、商品化還有待起步，目前控制軟體設計時還沒有表達
其內容的標准符號，這是一大障礙。這方面的研究開發工作對提高DCS應用水平和推廣
應用成果有著重要意義。

⑦ 石油實沸點蒸餾、減壓蒸餾、模擬蒸餾與恩氏蒸餾的意思及區別

實沸點蒸餾------在大氣壓下，自然蒸餾

減壓蒸餾------在低壓環境下蒸餾

模擬蒸餾------一種軟專件分析方法

恩氏蒸餾------Engler distillation
一種常屬用的測定石油產品餾分組成的經驗性標准方法。是一種簡單蒸餾，分餾程度很低，只能用於石油油品餾程的相對比較或油品中輕重餾分相對含量作大致判斷。但在煉油工業中常用作油品質量的重要指標。

⑧ ChemCAD軟體

CHEMCAD是一個用於對化學和石油工業、煉油、油氣加工等領域中的工藝過程進行計算機模擬的應用軟體，是工程技術人員用來對連續操作單元進行物料平衡和能量平衡核算的有力工具。使用它，可以在計算機上建立與現場裝置吻合的數據模型，並通過運算模擬裝置的穩態或動態運行，為工藝開發、工程設計以及優化操作提供理論指導。

使用CHEMCAD可以做什麼?

設計更有效的新工藝和設備使效益最大化
通過優化/脫瓶頸改造減少費用和資金消耗
評估新建/舊裝置對環境的影響
通過維護物性和實驗室數據的中心資料庫支持公司信息系統
CHEMCAD應用領域

蒸餾/萃取(間歇 & 連續)
各種反應 (間歇 & 連續)
含電解質的工藝
熱力學-物性計算
汽/液/液平衡計算
設備設計
換熱器網路
環境影響計算
安全性能分析
投資費用估算
火炬總管系統
公用工程網路
如何實際使用CHEMCAD?

畫出您的流程圖
選擇組分
選擇熱力學模型
詳細指定進料物流
詳細指定各單元操作
運行
計算設備規格
研究費用評估方案
評定環境影響
分析結果/按需優化
生成物料流程圖/報告

CC-BATCH間歇精餾塔計算軟體
你為什麼應該使用CC-BATCH

容易使用，很快就能學會

獨一無二的界面允許直觀地設定間歇蒸餾過 程

間歇蒸餾過程可以集成於CHEMCAD流程

使用內建的熱力學模塊和物性數據

靈活的流程設定以及操作程序允許模擬絕大部分任意間歇蒸餾過程
如何使用CC-BATCH

繪制流程圖

選擇組份

選擇熱力學模型

指定塔/充料/其他 進料

定義操作步驟

運行

生成曲線和報告
CC-BATCH最常見的應用是什麼?

建立已有間歇蒸餾塔設備模型

為現有生產開發替換工藝

設計新設備

用實驗室間歇蒸餾塔驗證熱力學

快速預測三元共沸物

CC-CHERM換熱器計算軟體
CC-THERM是CHEMCAD系列軟體之一

用戶只要了解如何使用流程模擬軟體CHEMCAD, 也就基本上了解了CHEMCAD-THERM的使用, 大大縮短學習時間。
CHEMCAD-THERM 提供智能化的輸入程序和對話框輸入數據。

在流程工業中，CHEMCAD是一個最容易使用的軟體已經是一個人人皆知的事實。
CC-THERM提供集成環境

在熱交換器程序中，集成意味著准確，而准確從輸入工藝數據就已經開始。從一開始輸入數據，你就會感受到CHEMCAD-THERM全面集成的優點，因為在CHEMCAD-THERM中，工藝數據能夠自動從ChemCAD流程中轉換到換熱設計程序中。自動數據轉換消除了手工轉移數據的麻煩和可能的不準確。

而且，CHEMCAD-THERM使用與CHEMCAD完全相同的熱力學程序和物性資料庫。用不同的程序設計工藝時常常會產生一些問題和矛盾，而使用CHEMCAD-THERM完全沒有這方面問題。

CC-THERM內建專家系統

內建專家系統意味兩件事:

首先，CHEMCAD-THERM是嚴格而且全面的，設計用於處理最復雜的熱交換器核算和設計問題，特別是難題。CHEMCAD-THERM不做任何簡化，不作任何假定，在所有計算中執行全區域分析和嚴格的物流分析。象所有的CHEMCAD程序一樣，CHEMCAD-THERM收斂快速，結果准確。

因此，無論你是每天都處理熱交換器問題，還是僅僅偶爾處理一、二次，你都將從CHEMCAD-THERM中強大功能和容易使用的結合獲益，這種結合在別的模擬器中很難見到。

CC-ReACS反應器計算軟體

你不必是一個專家就能使用CC-ReACS

CC-ReACS是由一個在化學、化工和工藝控制上經驗豐富的隊伍為間歇化學工業特別設計的過程模擬器，它運行於PC機上。

由於CC-ReACS輸入系統提供簡單但全面的智能化對話框以及在線數據檢查和上下文敏感的幫助系統，建立模型時也不需要特殊的輸入語言，用戶不需要其他復雜軟體一般需要的費時的學習過程，也可以這么說，目前功能最強大，最靈活以及最先進的間歇工藝模型軟體實際上很容易使用。

它是由一個在化學、化工和過程式控制制方面有豐富經驗的開發隊伍專門為間歇化學工業設計。

從試驗到生產

CC-ReACS的靈活性使得它成為各種級別的設計過程最理想的模擬器，可以模擬實驗室試驗的放大，收率優化，毒性分析和控制等。它也能模擬各種大小的容器，從實驗室玻璃器具或反應熱量計到中試或各種操作條件下的生產規模的反應器。

CC-ReACS的特殊選項可以將化學系統從工廠模型中分離出來，讓化學家們能夠研究絕熱或等溫條件下的反應系統的行為。

工程師們能夠通過建立模型快速執行放大計算，從細節上研究大量的可選生產路線和操作方法，也可以進行全面的熱安全研究。

CC-ReACS通過提高中試工廠的運行效果，或者將過程從工作台上直接放大可以節約大量費用。

技術能力

CC-ReACS具有許多令人印象深刻的特點，它將能夠理解化學過程的獨一無二的介面和包含多夾套、內外盤管以及熱交換器選項的復雜反應器模型組合起來，使得模擬任何反應器中的幾乎所有化學系統成為可能。CC-ReACS還使用靈活的順序和PID控制系統模擬間歇、半間歇或連續反應器操作。

動態精餾

與Chemstations公司完全集成的動態蒸餾模塊CC-DCOLUMN一起, CC-ReACS能夠嚴格模擬反應/蒸餾組合系統。這種特點為填料塔提供基於平衡或基於質量傳遞的模擬功能。有了這種功能強大的組合，你可以得心應手地處理反應蒸餾問題。

反應速率回歸

CC-ReACS速率回歸工具使你能從引入的實驗數據中確定速率常數。原始數據可以是溫度。濃度，體積或熱損失等你能得到的任何試驗數據的任意組合。沒有任何其他軟體使你能夠僅在一次運算中如此容易地擬合。
CC-ReACS讓你得心應手

CC-ReACS的用途貫穿整個設計過程，能夠作為不同部門之間的橋梁，加速整個設計過程，從而節約費用並通過將一個產品更快地帶到市場使你獲得商業優勢-。使用CC-ReACS，你將得到更大的過程利潤率，更高的可靠性和安全性。

CC-DCOLUMN動態精餾塔計算軟體
連接模擬和真實世界的蒸餾軟體

目前工藝工程師手中的動態模擬軟體非常難使用，導致人們只是在要求最嚴格的工況下才考慮它們。眾多公司根本沒有那麼多的時間去學習和使用如此深奧的模擬器。實際上，僅當動態模擬軟體不會比穩態模擬浪費額外的時間，人們才可能在全流程採用動態模擬。ChemCAD的DCOLUMN是一個快速、准確，可應用於各種不同的工藝過程，而且容易學會和使用的動態模擬軟體。它完全集成於可進行穩態模擬、設備設計和DIERS分析的ChemCAD中。這種特性可以使得你能夠在設計的各個部分切換，只有在這樣的環境中，動態模擬的強大作用才能發揮出來。

穩態模擬器沒有對工藝設計的動態方面如可操作性、干擾量的影響以及很多安全方面的因素進行考慮。這些對任何工藝過程都是很重要的選擇標准。如果不能完全明白這些指標，一般會導致設計不當，從而在建設投資和操作費用上浪費大量金錢。

例如，從一個穩態模擬的觀點來看，設備中的持液量越小越好。因為大的持液量意味著設備更大，即更多的固定投資。而從可操作性的觀點來看，持液量的變化可使得能夠平穩運行的工廠變得無法操作。在操作上，持液量可以阻隔干擾，使得工廠在某一部分停車後，另一部分還可能繼續運行。過多的持液量還意味著長的滯後時間，滯後時間會導致控制遲延。所以持液量的多少必須仔細考慮。

動態模擬使得人們可以在做決定前權衡這些因素，因此，從一開始，你就可以對操作性、控制迴路調整、環境條件或負荷的變化、安全要求等進行量化。這樣做可以在工程投資和生產費用上節約投資。在設計時考慮了可操作性的工廠比那些從沒有明確考慮過操作性的工廠可以得到相當多的好處。

原諒自己是墮落的開始！

⑨ Ⅰ．下圖是某學生繪制的實驗室蒸餾石油的裝置圖：（1）實驗室分餾石油的正確操作順序是______A．連接接液

Ⅰ．（抄1）按組裝儀器的順序從下到上，從左到右，連接好裝置後，注意先檢驗裝置氣密性，再裝入碎瓷片和石油進行蒸餾，正確操作順序為：EFDACBG，
故答案為：EFDACBG；
（2）①溫度計水銀球應處於蒸餾燒瓶支管口處，不應插入溶液；
②冷凝管中凝水的流向錯誤，冷水應從下口進，上口出，
故答案為：①溫度計水銀球應處於蒸餾燒瓶支管口處；②冷卻水的方向通反了；
Ⅱ．乙烯和溴發生加成反應生成1，2-二溴乙烷，化學方程式為CH₂═CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，
故答案為：CH₂═CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．

⑩ 用什麼軟體可以模擬化工反應過程，比如從一個反應罐到貯罐，再到分離塔之類的。

西門子 S7 就可以實現。