Eni continua da anni la collaborazione con AspenTech con l’obiettivo di individuare nuove aree per applicazioni di Controllo Avanzato in modo da migliorare le performance delle sue raffinerie. Una delle aree individuate è quella dell’impiego di modelli rigorosi a supporto delle operazioni sia a loop aperto (Advisory mode) che a loop chiuso nell’ambito di applicazioni di controllo avanzato multi variabile realizzate con DMCplus.
Le unità di Reforming possono essere gestite in modo diverso a seconda della funzione che esse svolgono in raffineria, sia nel circuito idrogeno che in quello benzine, ed anche sulla base del tipo di processo, che può essere continuo (CCR) o semi-rigenerativo. Comunque la capacità di controllare importanti qualità e vincoli quali il numero d’ottano, la formazione del coke o le skin dei forni è determinante.
Un modello per una stima trasparente
Alcuni licenziatari di processo forniscono tabelle e correlazioni e occasionalmente viene fornito un codice proprietario tipo black-box per stimare in linea alcune di queste proprietà. Questo codice è, appunto, una scatola nera, difficile da mantenere, costruita su uno specifico catalizzatore, non basata su uno strumento di simulazione commerciale.
ENI ha deciso di sviluppare, prima nella Raffineria di Sannazzaro e poi, visti gli ottimi risultati, anche su quella di Livorno, un modello sulle unità di Reforming catalitico (CCR) in modo da ottenere inferenziali accurati e di facile manutenzione. Le proprietà stimate sono utilizzate a loop chiuso nelle applicazioni di controllo avanzato basate su DMCplus.
Utilizzando questo modello cinetico rigoroso (Aspen Hysys Reformer) sono state sviluppate proprietà inferenziali per:
- Numero di ottano della riformata (RON), WAIT, WABT
- Coke Laydown Rate (kg/h)
- Coke sul catalizzatore (wt%)
- Profilo del Coke nei reattori
- Duty dei forni
- Temperature di Skin
- Minimo rapporto Idrogeno/Idrocarburi in ingresso reattori
Tra i vantaggi principali di questo tipo di approccio spicca l’utilizzo di software standard di facile configurazione sia per la simulazione che per il successivo deployment in linea (architettura aperta, senza codice “nascosto” o scatole nere).
Altro vantaggio è rappresentato dalle proprietà inferenziali calcolate per regressione di un modello cinetico rigoroso allineato all’impianto che può essere risintonizzato e ricalibrato facilmente. Completano l’elenco dei benefici associati all’utilizzo di tale approccio la caratterizzazione dettagliata della qualità della carica (non semplicemente N+2A) e la massima accuratezza e affidabilità possibile dei risultati.
I risultati
Nella Raffineria di Sannazzaro è stato verificato che proprietà inferenziali accurate utilizzate dal controllore DMCplus hanno portato ad un aumento di carica del 3,7%. Questo risultato è stato accompagnato da: aumento della produzione di idrogeno grazie alla possibilità di cavalcare vincoli rappresentati correttamente; riduzione del give-away sul numero d’ottano; riduzione dei consumi di MTBE nel blending benzine; migliore profilo di temperatura nel CCR.