润滑油优化调合系统的开发与应用
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摘要
世界石油工业发展迅速,润滑油的需求较以前已有较大幅度的增加,对产品质量的要求也越发苛刻。润滑油调合是炼油企业生产系统的关键组成部分,润滑油的优化调合可以给炼油企业带来显著的经济效益。国内很多润滑油企业,调合工艺落后,控制方法简单,早已滞后于世界先进水平。本文采用计算机控制下的先进生产工艺,应用各种先进控制与优化算法,构建润滑油优化调合控制系统,开发了润滑油优化调合软件,并在实际润滑油调合过程中得到了成功的应用。本文主要研究工作内容如下:
1.首先,通过阅读国内外文献和技术资料,对润滑油的一些基础知识做了介绍,包括润滑油调合的发展现状,主要质量指标,以及最佳调合控制的概念等,这些为后面的研究工作打下了良好的理论基础。
2.接着,阐述了润滑油调合的作用和目的,介绍了调合传质机理方面的知识,并详细地解释了润滑油调合的工艺理论。
3.文章对润滑油调合的数学模型进行了深入的研究和探讨。利用已有的工业现场数据,对各种不同的调合模型进行了验证,并在此基础上,结合该润滑油企业的实际生产情况,对前面研究的数学模型进行了改进,得到了一种更为适合该润滑油企业使用的润滑油调合数学模型。
4.采用全局优化控制的思想,设计了润滑油调合优化控制系统。系统主要包括四个层次,分别是生产调度层、优化调合系统层、DCS控制系统层和调合过程设备层,其中优化调合系统层是该系统的核心。润滑油调合优化控制系统引用了第三章得到的数学模型,使得整个调合控制系统在优化控制方面得到了有效的理论支撑。
5.在前面所做工作的基础上,将本文的主要研究成果应用于国内某润滑油企业,通过实际的生产运行,利用现场生产数据验证了润滑油调合优化控制系统的有效性。该系统已经得到该润滑油企业的验收,在投运一年多的时间内,一直保持正常稳定的运行。
6.最后,对全文工作进行了总结,并对润滑油调合优化控制进行了展望。
The world petroleum industry is growing very rapidly. There has been a remarkable increase in the quantity demanded of lubricating oil in recent years. And the demand of the production quality is more stringent. Blending of lubricating oil is one of the most important processes of production system in the petroleum refineries. Great benefits can be achieved from the optimizing and blending of lubricating oil. For most of the petroleum refineries in China, the technique of manufacture is relatively backward and the method of control is still very simple. Therefore, they have lagged behind the world advanced level. The means is the advanced technique of manufacture which can be controlled and optimized with computer. The arithmetic of advanced control is requisite. For the purpose of optimizing and controlling the manufacture, we can construct the optimizing and blending of lubricating oil system. This thesis adopts that concept, develops the software of blending of lubricating oil and applies to an actual production process. The main works of the thesis are as follows:
Firstly, by consulting a great quantity of scientific or technical literatures, this thesis introduces some foundation knowledge of the lubricating oil, including the state of the art of lubricating oil blending and the quality indicator of lubricating oil. Furthermore, this thesis also introduces the concept of optimal blending control (OBC). All of these lay the foundations for the following works.
Then the thesis presents the function and the purpose of lubricating oil blending. It also introduces some knowledge of mechanism of mass transfer and explains the technique of manufacture in detail.
At the basis of researching the mathematical model, the thesis validates the mathematical model with a large quantity of field data. After that, a new mathematical model, which is more suitable for the Chinese refineries, is developed.
The thesis designs the optimizing control system of lubricating oil blending with the theory of global optimization control. This system includes four layers. The thesis describes the layer of optimizing and blending system in detail, which is the core layer in this system. By adding the mathematical model into the optimizing control system of lubricating oil blending, the system has been supported in theory effectively in the aspect of optimization and control.
On the basis of the preceding works, we apply the theory to practice. This control system has been applied in a Chinese refinery. Running for a long time, the system is working normally and steadily. We collected a large quantity of field data and verified the control effect of this system. Now this project has been checked and delivered by the vendee.
Finally, the works of this thesis are summarizing and making some prospects in optimizing and blending of lubricating oil system.
1.首先,通过阅读国内外文献和技术资料,对润滑油的一些基础知识做了介绍,包括润滑油调合的发展现状,主要质量指标,以及最佳调合控制的概念等,这些为后面的研究工作打下了良好的理论基础。
2.接着,阐述了润滑油调合的作用和目的,介绍了调合传质机理方面的知识,并详细地解释了润滑油调合的工艺理论。
3.文章对润滑油调合的数学模型进行了深入的研究和探讨。利用已有的工业现场数据,对各种不同的调合模型进行了验证,并在此基础上,结合该润滑油企业的实际生产情况,对前面研究的数学模型进行了改进,得到了一种更为适合该润滑油企业使用的润滑油调合数学模型。
4.采用全局优化控制的思想,设计了润滑油调合优化控制系统。系统主要包括四个层次,分别是生产调度层、优化调合系统层、DCS控制系统层和调合过程设备层,其中优化调合系统层是该系统的核心。润滑油调合优化控制系统引用了第三章得到的数学模型,使得整个调合控制系统在优化控制方面得到了有效的理论支撑。
5.在前面所做工作的基础上,将本文的主要研究成果应用于国内某润滑油企业,通过实际的生产运行,利用现场生产数据验证了润滑油调合优化控制系统的有效性。该系统已经得到该润滑油企业的验收,在投运一年多的时间内,一直保持正常稳定的运行。
6.最后,对全文工作进行了总结,并对润滑油调合优化控制进行了展望。
The world petroleum industry is growing very rapidly. There has been a remarkable increase in the quantity demanded of lubricating oil in recent years. And the demand of the production quality is more stringent. Blending of lubricating oil is one of the most important processes of production system in the petroleum refineries. Great benefits can be achieved from the optimizing and blending of lubricating oil. For most of the petroleum refineries in China, the technique of manufacture is relatively backward and the method of control is still very simple. Therefore, they have lagged behind the world advanced level. The means is the advanced technique of manufacture which can be controlled and optimized with computer. The arithmetic of advanced control is requisite. For the purpose of optimizing and controlling the manufacture, we can construct the optimizing and blending of lubricating oil system. This thesis adopts that concept, develops the software of blending of lubricating oil and applies to an actual production process. The main works of the thesis are as follows:
Firstly, by consulting a great quantity of scientific or technical literatures, this thesis introduces some foundation knowledge of the lubricating oil, including the state of the art of lubricating oil blending and the quality indicator of lubricating oil. Furthermore, this thesis also introduces the concept of optimal blending control (OBC). All of these lay the foundations for the following works.
Then the thesis presents the function and the purpose of lubricating oil blending. It also introduces some knowledge of mechanism of mass transfer and explains the technique of manufacture in detail.
At the basis of researching the mathematical model, the thesis validates the mathematical model with a large quantity of field data. After that, a new mathematical model, which is more suitable for the Chinese refineries, is developed.
The thesis designs the optimizing control system of lubricating oil blending with the theory of global optimization control. This system includes four layers. The thesis describes the layer of optimizing and blending system in detail, which is the core layer in this system. By adding the mathematical model into the optimizing control system of lubricating oil blending, the system has been supported in theory effectively in the aspect of optimization and control.
On the basis of the preceding works, we apply the theory to practice. This control system has been applied in a Chinese refinery. Running for a long time, the system is working normally and steadily. We collected a large quantity of field data and verified the control effect of this system. Now this project has been checked and delivered by the vendee.
Finally, the works of this thesis are summarizing and making some prospects in optimizing and blending of lubricating oil system.
引文
[1]李祖奎.油品调合优化与控制研究[D].中国科学技术大学硕士学位论文.2005
[2]宋洁蔚.油品生产与储运调度问题研究[D].浙江大学博士学位论文.2003
[3]赵小强.炼厂生产调度问题研究[D].浙江大学博士学位论文.2005
[4]田华.油品在线调合工艺流程优化控制研究[D].大连理工大学硕士学位论文.2007
[5]雷剑.油品调合配方优化及短期调度问题研究[D].大连理工大学硕士学位论文.2005
[6]梁树桐.石油产品调合模型和优化方法研究[D].石油化工科学研究院硕士学位论文.1999
[7]廖良才.成品油调合调度优化模型及其应用研究[D].国防科学技术大学博士学位论文.2003
[8]莫才颂.润滑油自动灌装生产线控制系统设计[D].华南理工大学硕士学位论文.2005
[9]王霆.基于数据挖掘的油品调合及配方优化[D].沈阳化工学院硕士学位论文.2003
[10]李建雄.基于DCS控制的汽油在线管道优化调合系统的研究与实现[D].兰州理工大学硕士学位论文.2006
[11]佟新宇.优化控制及近红外技术在汽油调合中应用的研究[D].天津大学硕士学位论文.2005
[12]何秀梅.汽油在线调合及移动自动化系统[D].大连理工大学硕士学位论文.2007
[13]王中平.汽油调合模型及规划方案研究[D].天津大学硕士学位论文.2004
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[4]田华.油品在线调合工艺流程优化控制研究[D].大连理工大学硕士学位论文.2007
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[7]廖良才.成品油调合调度优化模型及其应用研究[D].国防科学技术大学博士学位论文.2003
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