石油蒸馏过程模拟pc

① 高中石油蒸馏实验装置图

要点：温度计位置、冷却水进出方向、石棉网、沸石

② 原油的蒸馏方法过程和产物

原油的蒸馏分为常压蒸馏和减压蒸馏，通常先进行常压蒸馏，再进行减压蒸馏。蒸馏所得的组分称为馏分，从沸点由低至高依次为石油气、溶剂油、汽油、柴油、煤油（包括航空煤油）、石蜡、沥青和石油焦等。

③ ChemCAD软件如何使用

支持各种输出设备

ChemCAD支持各种输出设备，用以生成流程、单元操作图表、符号、工艺流程图和绘图的硬拷贝。可以输出到点阵打印机、激光打印机、支持Adobe Postscript语言的任何设备以及绘图机等，也可以直接输出到文件，还可以将输出转换为AutoCAD的DXF格式。如果AutoCAD和ChemCAD都安装在同一个计算机上，用户可以规定包含AutoCAD的位置，所有由ChemCAD产生的DXF文件都会自动存到AutoCAD目录中。

界面友好

ChemCAD一直以操作简单、界面友好而著称，目前的ChemCAD5.3版运行于Window 95 / NT、Windows2000环境。根据Microsoft Window设计标准采用了Microsoft工具包及Window Help系统，使得ChemCAD对用户来说，外观及感觉和用户熟悉的其它Window程序十分相似。

ChemCAD把屏幕分成4个区，顶行是状态区，显示作业目录、版本号等；第二行显示顶层菜单，这些菜单项经过精心安排，从左至右正是使用ChemCAD进行模拟计算的逐个主要步骤。每个顶层菜单下是一套弹出式菜单，这些菜单包括了ChemCAD内嵌的各个功能，使用这些菜单可以完成模拟计算中所需进行的绝大部分工作。 主屏幕由流程窗口占据；屏幕最下面一行被称为One Line Help，为当前操作提供简单描述。屏幕布置简洁，以菜单系统为基础，输入简明扼要，如此友好的图形人机对话界面使初学者很容易上手。

通过Window交互操作功能，第5版最大的好处是可使ChemCAD和其它应用程序交互作用：使用者可以迅速而容易地在ChemCAD和其它应用程序之间传送模拟数据。第5版在三个不同层次上支持这种交互操作性，这些新的功能可以把过程模拟的效益大大扩展到工程工作的其它阶段中去。

①模拟数据的拷贝/粘贴/联接

例如，通过拷贝 / 粘贴 / 联接功能可以把一个塔的剖面和进出口流股模拟结果粘贴到一个Excel报表中去，以便进一步分析。这就免去了手工抄写产生错误。

②对模拟对象和数据的目标联接嵌入OLE自动界面

例如，通过OLE自动界面可以用Visual Basic程序去控制你的模拟。可以用Visual Basic或Visual Basic for Applications ( VBA)程序编一个文档化的界面来存取和控制过程模型。

③OLE目标的嵌入

例如，用Visual Basic for Applications ( VBA)宏语言编一个工厂操作工用的界面来联接ChemCAD的模型，使模型的某些计算结果直接显示在屏幕界面上来指导操作工操作。

详尽的帮助系统

ChemCAD的Hand-Holding可以象一个真正的老师一样，“手把手地”指导用户如何开始和完成一个模拟计算的过程，指导用户完成流程生成步骤，提示组分输入，调用热力学专家系统，一直到运算开始。完成问题的每一步时，ChemCAD都会查对那一步完成的情况。上文提到的“One line help”也是ChemCAD的一个特点。另外，随时随地的“F1”帮助可以解答用户的大部分疑问。

输入系统采用了专家检测系统,使用户不必费心检查输入是否有遗漏或语句错误。专家系统会自动指引你下一步应当输入什么数据，并显示每一步骤是否已正确地完成。

热力学方法的选择是模拟计算的一个难点，不正确的热力学方法将使得计算结果毫无意义，ChemCAD提供了一套热力学专家系统，输入温度和压力范围，ChemCAD根据组分及输入数据推荐一个合适的热力学方法，极大地方便了用户。

作业和工况管理方便

作业和工况管理功能使用户可以方便地恢复、拷贝或删除流程；对每个项目，可以输入帐号和一些描述性语言，使得用户在开始项目时可以明确选择所需要的流程；ChemCAD甚至还可以记录每个项目所花费的时间。

在ChemCAD系统中，每一个作业只对应于一个文件，不象其他流程模拟软件系统一个作业一大堆文件。

使用灵活

使用ChemCAD用户可以定义新增组分、图标和符号，用户也可以利用简单的计算机语言建立自己的设备模型和计算程序。ChemCAD还考虑到多个用户使用同一台计算机时的情况，不同的用户可以在不同的目录中定义自己的组分、图标和符号，互不干扰。

强大的计算和分析功能

ChemCAD可以求解几乎所有的单元操作，对非常复杂的循环回路也可以轻松处理。在ChemCAD中，用户可以指定断裂流股，可以通过RUN指令方便地控制计算顺序，这对全流程模拟的收敛非常有利，可以加速循环的收敛。ChemCAD的自动计算功能具备先进的交互特性，允许用户不定义物流的流率来确定物流的组成。ChemCAD还具有先进的优化和分析功能。灵敏度分析模块可以定义2个自变量和多至12个因变量，优化模块可以求解有10个自变量的函数的最大最小值。

即时生成PFD图

ChemCAD为用户形成工艺流程图（PFD）提供了集成工具。使用它，可以迅速有效地建立PFD。对指定流程，可以建立多个PFD。如果以某种方式改变了流程，此改变情况会自动影响到所有相关的PFD，如果重新进行了计算，新结果也会自动传送到所有相关的PFD。在PFD中，可以方便地加入数据框（热量和物料平衡数据）、单元数据框（单元操作规定和结果）、标题、文字注释、公司代号等等。

报告格式可选

ChemCAD允许用户按照要求输出报告。在报告中，可以选择输出的流股、单元操作，对流股中包含的数据也可以进行定义。对蒸馏塔，可以输出包括回流比、温度、压力、每块板上的汽液相流率等详细数据；对换热器，可以输出加热曲线。报告的格式也可以进行定义，可以由用户决定小数点后的位数等。

集成了设备标定模块及工具模块

ChemCAD集成了对蒸馏塔、管线、换热器、压力容器、孔板和调节阀进行设计和核算的功能模块，包括专门进行空气冷却器和管壳式换热器设计和核算的CC-Therm模块。这些模块共享流程模拟中的数据，使得用户完成工艺计算后，可以方便地进行各种主要设备的核算和设计。ChemCAD还提供了设备价格估算功能，用户可以对设备的价格进行初步估算。

ChemCAD在工具菜单中含有CO2固体预测、水合预测、减压阀和数据回归多个功能模块。其中CO2固体预测模块计算CO2固体形成的逸度和初始温度；水合预测模块估算有关烃和气体形成水合物的条件，同时也计算以游离水为基准的水合相组成；减压阀模块计算紧急和正常情况下泄压阀的性能，包括燃烧模型和泄压模型；

支持动态模拟

Chemstations 公司开发了大量的动态操作单元，包括动态蒸馏模拟CC-DCOLUMN，动态反应器模拟CC-ReACS，间歇蒸馏模拟CC-Batch,聚合反应器动态模拟CC-Polymer，这些模块都完全集成到ChemCAD中，共享ChemCAD的数据库、热力学模型、公用工程和设备核算模块。

在动态模拟过程中，用户可以随时调整温度、压力等各种工艺变量，观察它们对产品的影响和变化规律。还可以随时停下来，转回静态。ChemCAD提供了PID控制器、传递函数发生器、数控开关、变量计算表等进行动态模拟的控制单元，利用它们可以完成对流程中任何指定变量的控制。利用动态模拟，用户可以：

①确定开停工方案

使装置安全、平稳地开车启动或停工是生产中的关键技术。用ChemCAD可以模拟开停工过程，看到开停工过程中的各种工艺参数的变化，从而研究各种开停工方案。

②计算特殊的非稳态过程

当系统内部压力、温度不稳时，用稳态软件不能计算系统紧急放空，只能靠ChemCAD Dynamical的过程传递函数，利用微分逼近的原理来完成。利用这一新型工具，工程师可以解决许多前人无法解决的工程难题。

③生产指导和调优

由于ChemCAD的动态计算完全采用严格的热力学模型，所以能准确完全地模拟装置的动态操作过程，还可将装置的工艺参数调到各种极限状态，以确定装置的优化状态或分析装置出现生产问题的原因。

经济评价功能

运用CHEMCAD可以在作工艺计算的同时进行经济评价，用户能够估算基建费用和操作费用，并进行过程的技术经济评价。ChemCAD的技术经济评价方法与工业界应用的方法密切结合。经济评价可以使用于工作的任何阶段，从工艺过程的研究开发、设计、工厂建设以至工厂操作等过程。

在使用全部经济评价系统功能时，CHEMCAD自模拟结果取出计算设备尺寸所需数据，然后进行全面的经济核算。用户还可将自身的价格指标和计算关系式存入系统，作为计算的依据。

数据回归系统

ChemCAD拥有高度灵活的数据回归系统，此系统可使用实验数据求取物性参数，可以用于纯组分性质回归、二元交换作用参数回归、电解质回归、反应速率常数回归等。数据回归系统能够通过输入易测性质（例如沸点）来估算缺少的物性参数，可估算活度系数模型中的二元参数。当模拟流程中含有缺少实验数据的新化学品时，这种特性特别有用。

④ 原油蒸馏的工艺过程

包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏三部分。 应用电化学分离或加热沉降方法脱除原油所含水、盐和固体杂质的过程。主要目的是防止盐类（钠、钙、镁的氯化物）离解产生氯化氢而腐蚀设备和盐垢在管式炉炉管内沉积。
采用电化学分离时，在原油中要加入几到几十ppm破乳剂（离子型破乳剂或非离子型聚醚类破乳剂）和软化水，然后通过高压电场（电场强度1.2～1.5kV/cm），使含盐的水滴聚集沉降，从而除去原油中的盐、水和其他杂质。电化学脱盐常以两组设备串联使用（二级脱盐，图1）以提高脱盐效果。 也称真空蒸馏。原油中重馏分沸点约370～535℃，在常压下要蒸馏出这些馏分，需要加热到420℃以上，而在此温度下，重馏分会发生一定程度的裂化。因此，通常在常压蒸馏后再进行减压蒸馏。在约2～8kPa的绝对压力下，使在不发生明显裂化反应的温度下蒸馏出重组分。常压渣油经减压加热炉加热到约380～400℃送入减压蒸馏塔。减压蒸馏可分为润滑油型（图3）和燃料油型两类。前者各馏分的分离精确度要求较高，塔板数24～26；后者要求不高，塔板数15～17。
通常用水蒸气喷射泵（或者用机械抽真空泵）抽出不凝气，以产生真空条件。发展的干式全填料减压塔（见填充塔）采用金属高效填料代替塔板，可以使全塔压力降减少到 1.3～2.0kPa，从而可以提高蒸发率，并减少或取消塔底水蒸气用量。为了在同一炉出口温度下使常压渣油有最大的汽化率，减压蒸馏都将炉出口至塔的管线设计成大管径的形式（见彩图），以减少压降，进而降低炉出口压强。减压塔顶分出的馏分减（压、拔）顶油，一般作为柴油混入常压三线中，减压一线至四线作为裂化原料或润滑油原料，塔底为减压渣油，可作为生产残渣润滑油（见溶剂脱沥青）和石油沥青的原料，或作为石油焦化的原料，或用作燃料油。

⑤ 原油蒸馏过程

蒸馏是原油加工的第一道工序，通过蒸馏可将原油分成汽油、煤油、柴油、润滑油等各种馏分和二次加工的原料。原油蒸馏装置在炼化企业中占据重要的地位，被称为炼化企业的“龙头”。蒸馏在石油炼制中起着非常重要的作用，通常是衡量一个炼厂生产能力的重要指标。

原油蒸馏通常包括常压蒸馏和减压蒸馏两部分。所说的常压蒸馏，就是原油在常压或稍高于常压的条件下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔，简称常压塔。通过常压蒸馏可以切割出沸点小于350℃左右的馏分，如汽油、煤油、柴油等馏分，这些馏分一般占原油总量的20%～30%。而更高沸点的馏分，如裂化原料和润滑油馏分，在常压下450℃会发生严重的热裂解反应，生成较多的烯烃，使馏出油变质，还会发生缩合反应生成焦炭，影响正常生产，因此为了蒸出更多的馏分，则需要采用减压蒸馏。所谓的减压蒸馏，一般是在压力低于100千帕的减压状态下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做减压塔，通常可切割出沸点小于500℃的馏分油。减压蒸馏和常压蒸馏的原理相同，但减压塔塔顶采用了抽真空设备，如蒸汽喷射器(也称蒸汽喷射泵)或机械真空泵，可将压力降到几千帕。为了获得更多的馏分油，炼厂通常将原油的常压蒸馏和减压蒸馏连接在一起，这样便构成了我们常说的常减压蒸馏。

由于原油中所含的水分、盐类和泥沙等杂质，会对加热设备和蒸馏设备产生不利影响，因此在蒸馏前还需对原油进行脱盐脱水处理。如果加工的原油中含有较多的轻质油品，如轻汽油馏分，炼厂通常会在常压蒸馏前设初馏塔或闪蒸塔，这样做既可以节约能耗，也可以减少常压塔的操作波动。

通常，根据蒸馏过程中所用塔数的不同，可将蒸馏流程分为三塔流程和双塔流程。三塔就是初馏塔、常压塔和减压塔；双塔是常压塔和减压塔。大型炼油厂的原油蒸馏装置大多采用三塔流程。

根据产品用途和炼油厂类型的不同，可将原油蒸馏工艺流程大致分为燃料型、燃料-润滑油型和化工型三种类型，但我国原油蒸馏工艺流程一般采用前两种。

⑥ 本人大四学生想求原油蒸馏常减压系统的控制设计

原油蒸馏控制软件简介2008-05-26 14:54转 永立 抚顺石油化工研究院

DCS在我国炼油厂应用已有15年历史，有20多家炼油企业安装使用了不同型
号的DCS，对常减压装置、催化裂化装置、催化重整装置、加氢精制、油品调合等实施
过程控制和生产管理。其中有十几套DCS用于原油蒸馏，多数是用于常减压装置的单回
路控制和前馈、串级、选择、比值等复杂回路控制。有几家炼油厂开发并实施了先进控制
策略。下面介绍DCS用原油蒸馏生产过程的主要控制回路和先进控制软件的开发和应用
情况。
一、工艺概述
对原油蒸馏，国内大型炼油厂一般采用年处理原油250～270万吨的常减压装置
，它由电脱盐、初馏塔、常压塔、减压塔、常压加热炉、减压加热炉、产品精馏和自产蒸
汽系统组成。该装置不仅要生产出质量合格的汽油、航空煤油、灯用煤油、柴油，还要生
产出催化裂化原料、氧化沥青原料和渣油；对于燃料一润滑油型炼油厂，还需要生产润滑
油基础油。各炼油厂均使用不同类型原油，当改变原油品种时还要改变生产方案。
燃料一润滑油型常减压装置的工艺流程是：原油从罐区送到常减压装置时温度一般为
30℃左右，经原油泵分路送到热交换器换热，换热后原油温度达到110℃，进入电脱
盐罐进行一次脱盐、二次脱盐、脱盐后再换热升温至220℃左右，进入初馏塔进行蒸馏
。初馏塔底原油经泵分两路送热交换器换热至290℃左右，分路送入常压加热炉并加热
到370℃左右，进入常压塔。常压塔塔顶馏出汽油，常一侧线（简称常一线）出煤油，
常二侧线（简称常二线）出柴油，常三侧线出润料或催料，常四侧线出催料。常压塔底重
油用泵送至常压加热炉，加热到390℃，送减压塔进行减压蒸馏。减一线与减二线出润
料或催料，减三线与减四线出润料。
二、常减压装置主要控制回路
原油蒸馏是连续生产过程，一个年处理原油250万吨的常减压装置，一般有130
～150个控制回路。应用软件一部分是通过连续控制功能块来实现，另一部分则用高级
语言编程来实现。下面介绍几种典型的控制回路。
1．减压炉0．7MPa蒸汽的分程控制
减压炉0．7MPa蒸汽的压力是通过补充1．1MPa蒸汽或向0．4MPa乏气
管网排气来调节。用DCS控制0．7MPa蒸汽压力，是通过计算器功能进行计算和判
断，实现蒸汽压力的分程控制。0．7MPa蒸汽压力检测信号送入功能块调节器，调节
器输出4～12mA段去调节1．1MPa蒸汽入管网调节阀，输出12～20mA段去
调节0．4MPa乏气管网调节阀。这实际是仿照常规仪表的硬分程方案实现分程调节，
以保持0．7MPa蒸汽压力稳定。
2．常压塔、减压塔中段回流热负荷控制
中段回流的主要作用是移去塔内部分热负荷。中段回流热负荷为中段回流经热交换器
冷却前后的温差、中段回流量和比热三者的乘积。由中段回流热负荷的大小来决定回流的
流量。中段回流量为副回中路，用中段热负荷来串中段回流流量组成串级调节回路。由D
CS计算器功能块来求算冷却前后的温差，并求出热负荷。主回路热负荷给定值由工人给
定或上位机给定。
3．提高加热炉热效率的控制
为了提高加热炉热效率，节约能源，采取了预热入炉空气、降低烟道气温度、控制过
剩空气系数等方法。一般加热炉控制是利用烟气作为加热载体来预热入炉空气，通过控制
炉膛压力正常，保证热效率，保证加热炉安全运行。
（1）炉膛压力控制
在常压炉、减压炉辐射转对流室部位设置微差压变送器，测出炉膛的负压，利用长行
程执行机构，通过连杆来调整烟道气档板开度，以此来维持炉膛内压力正常。
（2）烟道气氧含量控制
一般采用氧化锆分析器测量烟道气中的氧含量，通过氧含量来控制鼓风机入口档板开
度，控制入炉空气量，达到最佳过剩空气系数，提高加热炉热效率。
4．加热炉出口温度控制
加热炉出口温度控制有两种技术方案，它们通过加热炉流程画面上的开关（或软开关
）切换。一种方案是总出口温度串燃料油和燃料气流量，另一种方案是加热炉吸热一供热
值平衡控制。热值平衡控制需要使用许多计算器功能块来计算热值，并且同时使用热值控
制PID功能块。其给定值是加热炉的进料流量、比热、进料出口温度和进口温度之差值
的乘积，即吸热值。其测量值是燃料油、燃料气的发热值，即供热值。热值平衡控制可以
降低能耗，平稳操作，更有效地控制加热炉出口温度。该系统的开发和实施充分利用了D
CS内部仪表的功能。
5．常压塔解耦控制
常压塔有四个侧线，任何一个侧线抽出量的变化都会使抽出塔板以下的内回流改变，
从而影响该侧线以下各侧线产品质量。一般可以用常一线初馏点、常二线干点（90％干
点）、常三线粘度作为操作中的质量指标。为了提高轻质油的收率，保证各侧线产品质量
，克服各侧线的相互影响，采用了常压塔侧线解耦控制。以常二线为例，常二线抽出量可
以由二线抽出流量来控制，也可以用解耦的方法来控制，用流程画面发换开关来切换。解
耦方法用常二线干点控制功能块的输出与原油进料量的延时相乘来作为常二线抽出流量功
能块的给定值。其测量值为本侧线流量与常一线流量延时值、常塔馏出油量延时值之和。
组态时使用了延时功能块，延时的时间常数通过试验来确定。这种自上而下的干点解耦控
制方法，在改变本侧线流量的同时也调整了下一侧线的流量，从而稳定了各侧线的产品质
量。解耦控制同时加入了原油流量的前馈，对平稳操作，克服扰动，保证质量起到重要作
用。
三、原油蒸馏先进控制
1．DCS的控制结构层
先进控制至今没有明确定义，可以这样解释，所谓先进控制广义地讲是传统常规仪表
无法构造的控制，狭义地讲是和计算机强有力的计算功能、逻辑判断功能相关，而在DC
S上无法简单组态而得到的控制。先进控制是软件应用和硬件平台的联合体，硬件平台不
仅包括DCS，还包括了一次信息采集和执行机构。
DCS的控制结构层，大致按三个层次分布：
·基本模块：是基本的单回路控制算法，主要是PID，用于使被控变量维持在设定
点。
·可编程模块：可编程模块通过一定的计算（如补偿计算等），可以实现一些较为复
杂的算法，包括前馈、选择、比值、串级等。这些算法是通过DCS中的运算模块的组态
获得的。
·计算机优化层：这是先进控制和高级控制层，这一层次实际上有时包括好几个层次
，比如多变量控制器和其上的静态优化器。
DCS的控制结构层基本是采用递阶形式，一般是上层提供下层的设定点，但也有例
外。特殊情况下，优化层直接控制调节阀的阀位。DCS的这种控制结构层可以这样理解
：基本控制层相当于单回路调节仪表，可编程模块在一定程度上近似于复杂控制的仪表运
算互联，优化层则和DCS的计算机功能相对应。原油蒸馏先进控制策略的开发和实施，
在DCS的控制结构层结合了对象数学模型和专家系统的开发研究。
2．原油蒸馏的先进控制策略
国内原油蒸馏的先进控制策略，有自行开发应用软件和引进应用软件两种，并且都在
装置上闭环运行或离线指导操作。
我国在常减压装置上研究开发先进控制已有10年，各家技术方案有着不同的特点。
某厂最早开发的原油蒸馏先进控制，整个系统分四个部分：侧线产品质量的计算，塔内汽
液负荷的精确计算，多侧线产品质量与收率的智能协调控制，回流取热的优化控制。该应
用软件的开发，充分发挥了DCS的强大功能，并以此为依托开发实施了高质量的数学模
型和优化控制软件。系统的长期成功运行对国内DCS应用开发是一种鼓舞。各企业开发
和使用的先进控制系统有：组份推断、多变量控制、中段回流及换热流程优化、加热炉的
燃料控制和支路平衡控制、馏份切割控制、汽提蒸汽量优化、自校正控制等，下面介绍几
个先进控制实例。
（1）常压塔多变量控制
某厂常压塔原采用解耦控制，在此基础上开发了多变量控制。常压塔有两路进料，产
品有塔顶汽油和四个侧线产品，其中常一线、常二线产品质量最为重要。主要质量指标是
用常一线初馏点、常一线干点和常二线90％点温度来衡量，并由在线质量仪表连续分析
。以上三种质量控制通常用常一线温度、常一线流量和常二线流量控制。常一线温度上升
会引起常一线初馏点、常一线干点及常二线90％点温度升高。常一线流量或常二线流量
增加会使常一线干点或常二线90％点温度升高。
首先要确立包括三个PID调节器、常压塔和三个质量仪表在内的广义的对象数学模
型：
式中：P为常一线产品初馏点；D为常一线产品干点；T〔，2〕为常二线产品90
％点温度；T〔，1〕为常一线温度；Q〔，1〕为常一线流量；Q〔，2〕为常二流量
。
为了获得G（S），在工作点附近采用飞升曲线法进行仿真拟合，得出对象的广义对
象传递函数矩阵。针对广义对象的多变量强关联、大延时等特点，设计了常压塔多变量控
制系统。
全部程序使用C语言编程，按照采集的实时数据计算控制量，最终分别送到三个控制
回路改变给定值，实现了常压塔多变量控制。
分馏点（初馏点、干点、90％点温度）的获取，有的企业采用引进的初馏塔、常压
塔、减压塔分馏点计算模型。分馏点计算是根据已知的原油实沸点（TBT）曲线和塔的
各侧线产品的实沸点曲线，实时采集塔的各部温度、压力、各进出塔物料的流量，将塔分
段，进行各段上的物料平衡计算、热量平衡计算，得到塔内液相流量和气相流量，从而计
算出抽出侧线产品的分馏点。
用模型计算比在线分析仪快，一般系统程序每10秒运行一次，克服了在线分析仪的
滞后，改善了调节品质。在计算出分馏点的基础上，以计算机间通讯方式，修改DCS系
统中相关侧线流量控制模块给定值，实现先进控制。
还有的企业，操作员利用常压塔生产过程平稳的特点，将SPC控制部分切除，依照
计算机根据实时参数计算出的分馏点，人工微调相关侧线产品流量控制系统的给定值，这
部分优化软件实际上只起着离线指导作用。
（2）LQG自校正控制
某厂在PROVOX系统的上位机HP1000A700上用FORTRAN语言开
发了LQG自校正控制程序，对常减压装置多个控制回路实施LQG自校正控制。
·常压塔顶温度控制。该回路原采用PID控制，因受处理量、环境温度等变化因素
的影响，无法得到满意的控制效果。用LQG自校正控制代替PID控制后，塔顶温度控
制得到比较理想的效果。塔顶温度和塔顶拨出物的干点存在一定关系，根据工艺人员介绍
，塔顶温度每提高1℃，干点可以提高3～5℃。当塔顶温度比较平稳时，工艺人员可以
适当提高塔顶温度，使干点提高，便可以提高收率。按年平均处理原油250万吨计算，
如干点提高2℃，塔顶拨出物可增加上千吨。自适应控制带来了可观的经济效益。
·常压塔的模拟优化控制。在满足各馏出口产品质量要求前提下，实现提高拨出率及
各段回流取热优化。馏出口产品质量仍采用先进控制，要求达到的目标是：常压塔顶馏出
产品的质量在闭环控制时，其干点值在给定值点的±2℃，常压塔各侧线分别达到脱空3
～5℃，常二线产品的恩氏蒸馏分析95％点温度大于350℃，常三线350℃馏份小
于15％，并在操作台上CRT显示上述各侧线指标。在保证塔顶拨出率和各侧线产品质
量之前提下优化全塔回流取热，使全塔回收率达到90％以上。
·减压塔模拟优化控制。在保证减压混和蜡油质量的前提下，量大限度拔出蜡油馏份
，减二线90％馏出温度不小于510℃，减压渣油运行粘度小于810■泊（对九二三
油），并且优化分配减一线与减二线的取热。
（3）中段回流计算
分馏塔的中段回流主要用来取出塔内一部分热量，以减少塔顶负荷，同时回收部分热
量。但是，中段回流过大对蒸馏不利，会影响分馏精度，在塔顶负荷允许的情况下，适度
减少中段回流量，以保证一侧线和二侧线产品脱空度的要求。由于常减压装置处理量、原
油品种以及生产方案经常变化，中段回流量也要作相应调整，中段回流量的大小与常压塔
负荷、塔顶汽油冷却器负荷、产品质量、回收势量等条件有关。中段回流计算的数学模型
根据塔顶回流量、塔底吹气量、塔顶温度、塔顶回流入口温度、顶循环回流进口温度、中
段回流进出口温度等计算出最佳回流量，以指导操作。
（4）自动提降量模型
自动提降量模型用于改变处理量的顺序控制。按生产调度指令，根据操作经验、物料平
衡、自动控制方案来调整装置的主要流量。按照时间顺序分别对常压炉流量、常压塔各侧
线流量、减压塔各侧线流量进行提降。该模型可以通过DCS的顺序控制的几种功能模块
去实现，也可以用C语言编程来进行。模型闭环时，不仅改变有关控制回路的给定值，同
时还在打印机上打印调节时间和各回路的调节量。
四、讨论
1．原油蒸馏先进控制几乎都涉及到侧线产品质量的质量模型，不管是静态的还是动
态的，其基础都源于DCS所采集的塔内温度、压力、流量等信息，以及塔内物料／能量
的平衡状况。过程模型的建立，应该进一步深入进行过程机理的探讨，走机理分析和辨认
建模的道路，同时应不断和人工智能的发展相结合，如人工神经元网络模型正在日益引起
人们的注意。在无法得到全局模型时，可以考虑局部模型和专家系统的结合，这也是一个
前景和方向。
2．操作工的经验对先进控制软件的开发和维护很重要，其中不乏真知灼见，如何吸
取他们实践中得出的经验，并帮助他们把这种经验表达出来，并进行提炼，是一项有意义
的工作，这一点在开发专家系统时尤为重要。
3．DCS出色的图形功能一直为人们所称赞，先进控制一般是在上位机中运行，在
实施过程中，应在操作站的CRT上给出先进控制信息，这种信息应使操作工觉得亲切可
见，而不是让人感到乏味的神秘莫测，这方面的开发研究已获初步成效，还有待进一步开
发和完善。
4．国内先进控制软件的标准化、商品化还有待起步，目前控制软件设计时还没有表达
其内容的标准符号，这是一大障碍。这方面的研究开发工作对提高DCS应用水平和推广
应用成果有着重要意义。

⑦ 石油实沸点蒸馏、减压蒸馏、模拟蒸馏与恩氏蒸馏的意思及区别

实沸点蒸馏------在大气压下，自然蒸馏

减压蒸馏------在低压环境下蒸馏

模拟蒸馏------一种软专件分析方法

恩氏蒸馏------Engler distillation
一种常属用的测定石油产品馏分组成的经验性标准方法。是一种简单蒸馏，分馏程度很低，只能用于石油油品馏程的相对比较或油品中轻重馏分相对含量作大致判断。但在炼油工业中常用作油品质量的重要指标。

⑧ ChemCAD软件

CHEMCAD是一个用于对化学和石油工业、炼油、油气加工等领域中的工艺过程进行计算机模拟的应用软件，是工程技术人员用来对连续操作单元进行物料平衡和能量平衡核算的有力工具。使用它，可以在计算机上建立与现场装置吻合的数据模型，并通过运算模拟装置的稳态或动态运行，为工艺开发、工程设计以及优化操作提供理论指导。

使用CHEMCAD可以做什么?

设计更有效的新工艺和设备使效益最大化
通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗
评估新建/旧装置对环境的影响
通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统
CHEMCAD应用领域

蒸馏/萃取(间歇 & 连续)
各种反应 (间歇 & 连续)
含电解质的工艺
热力学-物性计算
汽/液/液平衡计算
设备设计
换热器网络
环境影响计算
安全性能分析
投资费用估算
火炬总管系统
公用工程网络
如何实际使用CHEMCAD?

画出您的流程图
选择组分
选择热力学模型
详细指定进料物流
详细指定各单元操作
运行
计算设备规格
研究费用评估方案
评定环境影响
分析结果/按需优化
生成物料流程图/报告

CC-BATCH间歇精馏塔计算软件
你为什么应该使用CC-BATCH

容易使用，很快就能学会

独一无二的界面允许直观地设定间歇蒸馏过 程

间歇蒸馏过程可以集成于CHEMCAD流程

使用内建的热力学模块和物性数据

灵活的流程设定以及操作程序允许模拟绝大部分任意间歇蒸馏过程
如何使用CC-BATCH

绘制流程图

选择组份

选择热力学模型

指定塔/充料/其他 进料

定义操作步骤

运行

生成曲线和报告
CC-BATCH最常见的应用是什么?

建立已有间歇蒸馏塔设备模型

为现有生产开发替换工艺

设计新设备

用实验室间歇蒸馏塔验证热力学

快速预测三元共沸物

CC-CHERM换热器计算软件
CC-THERM是CHEMCAD系列软件之一

用户只要了解如何使用流程模拟软件CHEMCAD, 也就基本上了解了CHEMCAD-THERM的使用, 大大缩短学习时间。
CHEMCAD-THERM 提供智能化的输入程序和对话框输入数据。

在流程工业中，CHEMCAD是一个最容易使用的软件已经是一个人人皆知的事实。
CC-THERM提供集成环境

在热交换器程序中，集成意味着准确，而准确从输入工艺数据就已经开始。从一开始输入数据，你就会感受到CHEMCAD-THERM全面集成的优点，因为在CHEMCAD-THERM中，工艺数据能够自动从ChemCAD流程中转换到换热设计程序中。自动数据转换消除了手工转移数据的麻烦和可能的不准确。

而且，CHEMCAD-THERM使用与CHEMCAD完全相同的热力学程序和物性数据库。用不同的程序设计工艺时常常会产生一些问题和矛盾，而使用CHEMCAD-THERM完全没有这方面问题。

CC-THERM内建专家系统

内建专家系统意味两件事:

首先，CHEMCAD-THERM是严格而且全面的，设计用于处理最复杂的热交换器核算和设计问题，特别是难题。CHEMCAD-THERM不做任何简化，不作任何假定，在所有计算中执行全区域分析和严格的物流分析。象所有的CHEMCAD程序一样，CHEMCAD-THERM收敛快速，结果准确。

因此，无论你是每天都处理热交换器问题，还是仅仅偶尔处理一、二次，你都将从CHEMCAD-THERM中强大功能和容易使用的结合获益，这种结合在别的模拟器中很难见到。

CC-ReACS反应器计算软件

你不必是一个专家就能使用CC-ReACS

CC-ReACS是由一个在化学、化工和工艺控制上经验丰富的队伍为间歇化学工业特别设计的过程模拟器，它运行于PC机上。

由于CC-ReACS输入系统提供简单但全面的智能化对话框以及在线数据检查和上下文敏感的帮助系统，建立模型时也不需要特殊的输入语言，用户不需要其他复杂软件一般需要的费时的学习过程，也可以这么说，目前功能最强大，最灵活以及最先进的间歇工艺模型软件实际上很容易使用。

它是由一个在化学、化工和过程控制方面有丰富经验的开发队伍专门为间歇化学工业设计。

从试验到生产

CC-ReACS的灵活性使得它成为各种级别的设计过程最理想的模拟器，可以模拟实验室试验的放大，收率优化，毒性分析和控制等。它也能模拟各种大小的容器，从实验室玻璃器具或反应热量计到中试或各种操作条件下的生产规模的反应器。

CC-ReACS的特殊选项可以将化学系统从工厂模型中分离出来，让化学家们能够研究绝热或等温条件下的反应系统的行为。

工程师们能够通过建立模型快速执行放大计算，从细节上研究大量的可选生产路线和操作方法，也可以进行全面的热安全研究。

CC-ReACS通过提高中试工厂的运行效果，或者将过程从工作台上直接放大可以节约大量费用。

技术能力

CC-ReACS具有许多令人印象深刻的特点，它将能够理解化学过程的独一无二的接口和包含多夹套、内外盘管以及热交换器选项的复杂反应器模型组合起来，使得模拟任何反应器中的几乎所有化学系统成为可能。CC-ReACS还使用灵活的顺序和PID控制系统模拟间歇、半间歇或连续反应器操作。

动态精馏

与Chemstations公司完全集成的动态蒸馏模块CC-DCOLUMN一起, CC-ReACS能够严格模拟反应/蒸馏组合系统。这种特点为填料塔提供基于平衡或基于质量传递的模拟功能。有了这种功能强大的组合，你可以得心应手地处理反应蒸馏问题。

反应速率回归

CC-ReACS速率回归工具使你能从引入的实验数据中确定速率常数。原始数据可以是温度。浓度，体积或热损失等你能得到的任何试验数据的任意组合。没有任何其他软件使你能够仅在一次运算中如此容易地拟合。
CC-ReACS让你得心应手

CC-ReACS的用途贯穿整个设计过程，能够作为不同部门之间的桥梁，加速整个设计过程，从而节约费用并通过将一个产品更快地带到市场使你获得商业优势-。使用CC-ReACS，你将得到更大的过程利润率，更高的可靠性和安全性。

CC-DCOLUMN动态精馏塔计算软件
连接模拟和真实世界的蒸馏软件

目前工艺工程师手中的动态模拟软件非常难使用，导致人们只是在要求最严格的工况下才考虑它们。众多公司根本没有那么多的时间去学习和使用如此深奥的模拟器。实际上，仅当动态模拟软件不会比稳态模拟浪费额外的时间，人们才可能在全流程采用动态模拟。ChemCAD的DCOLUMN是一个快速、准确，可应用于各种不同的工艺过程，而且容易学会和使用的动态模拟软件。它完全集成于可进行稳态模拟、设备设计和DIERS分析的ChemCAD中。这种特性可以使得你能够在设计的各个部分切换，只有在这样的环境中，动态模拟的强大作用才能发挥出来。

稳态模拟器没有对工艺设计的动态方面如可操作性、干扰量的影响以及很多安全方面的因素进行考虑。这些对任何工艺过程都是很重要的选择标准。如果不能完全明白这些指标，一般会导致设计不当，从而在建设投资和操作费用上浪费大量金钱。

例如，从一个稳态模拟的观点来看，设备中的持液量越小越好。因为大的持液量意味着设备更大，即更多的固定投资。而从可操作性的观点来看，持液量的变化可使得能够平稳运行的工厂变得无法操作。在操作上，持液量可以阻隔干扰，使得工厂在某一部分停车后，另一部分还可能继续运行。过多的持液量还意味着长的滞后时间，滞后时间会导致控制迟延。所以持液量的多少必须仔细考虑。

动态模拟使得人们可以在做决定前权衡这些因素，因此，从一开始，你就可以对操作性、控制回路调整、环境条件或负荷的变化、安全要求等进行量化。这样做可以在工程投资和生产费用上节约投资。在设计时考虑了可操作性的工厂比那些从没有明确考虑过操作性的工厂可以得到相当多的好处。

原谅自己是堕落的开始！

⑨ Ⅰ．下图是某学生绘制的实验室蒸馏石油的装置图：（1）实验室分馏石油的正确操作顺序是______A．连接接液

Ⅰ．（抄1）按组装仪器的顺序从下到上，从左到右，连接好装置后，注意先检验装置气密性，再装入碎瓷片和石油进行蒸馏，正确操作顺序为：EFDACBG，
故答案为：EFDACBG；
（2）①温度计水银球应处于蒸馏烧瓶支管口处，不应插入溶液；
②冷凝管中凝水的流向错误，冷水应从下口进，上口出，
故答案为：①温度计水银球应处于蒸馏烧瓶支管口处；②冷却水的方向通反了；
Ⅱ．乙烯和溴发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，化学方程式为CH₂═CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，
故答案为：CH₂═CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．

⑩ 用什么软件可以模拟化工反应过程，比如从一个反应罐到贮罐，再到分离塔之类的。

西门子 S7 就可以实现。