王帥(西安石油大學(xué)化工學(xué)院， 陜西 西安 710065)

關(guān)于氣體分餾裝置的先進(jìn)控制系統(tǒng)探討

王帥(西安石油大學(xué)化工學(xué)院， 陜西 西安 710065)

目前，我國的煉油廠氣體分餾裝置引進(jìn)了Honeywell公司的RMPCT先進(jìn)控制技術(shù)，將氣體分餾塔工藝的相關(guān)計算軟件包和由精餾塔機(jī)理模型得到的氣體分餾裝置的動態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對氣體分餾產(chǎn)品質(zhì)量的軟測量儀表計算。通過不斷地對分餾工程進(jìn)行開發(fā)和相關(guān)軟件調(diào)試，氣體分餾裝置得到了較好的改善，先進(jìn)系統(tǒng)的使用率達(dá)到了90%，不僅提高了分餾裝置操作的平穩(wěn)性，還降低了能耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

氣體分餾裝置；先進(jìn)控制系統(tǒng)；應(yīng)用

0 引言

我國氣體分餾裝置的先進(jìn)控制系統(tǒng)在采用Honeywell公司的RMPCT先進(jìn)控制技術(shù)的同時，還利用了軟測量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對氣體分餾過程裝置的先進(jìn)性控制和優(yōu)化控制。引進(jìn)的先進(jìn)分餾控制系統(tǒng)不但提高了分餾裝置操作的穩(wěn)定性，減輕了操作人員的工作量，還降低了能源的消耗，大大提高了分餾產(chǎn)品的質(zhì)量水平。

1 氣體分餾裝置的現(xiàn)狀

根據(jù)對氣體分餾裝置生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)分析，我國氣體分餾裝置的處理量是一年15萬噸左右，通過對分餾技術(shù)的改造和對裝置性能的改造，目前我國氣體分餾裝置的處理量提高到了一年30萬噸。我國的氣體分餾裝置一般采用五塔模式設(shè)計的生產(chǎn)流程，主要包括脫乙烷塔、脫丙烷塔、丙烯精餾塔、輕C4塔和重C4塔，其中的丙烯精餾塔是由塔—3(丙烯塔—1)和塔—4(丙烯塔—2)構(gòu)成的接力塔，主要用于生產(chǎn)聚合丙烯。用于分餾的氣體主要來源于二催液態(tài)烴和重催液態(tài)烴，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品主要有丙烷、丙烯、輕C4和重C4。

2 先進(jìn)控制系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)

氣體分餾裝置的先進(jìn)控制系統(tǒng)的核心是對多種變量進(jìn)行預(yù)估和控制，由于先進(jìn)控制系統(tǒng)的內(nèi)涵比較豐富，富有較強(qiáng)的時代特征，因而沒有特別嚴(yán)格的統(tǒng)一定義。通過引進(jìn)先進(jìn)的控制系統(tǒng)，對氣體分餾裝置進(jìn)行控制，可以改善氣體分餾過程中對動態(tài)變量的控制功能，減小氣體分餾過程中變量帶來的波動幅度，從而提高氣體分餾裝置的穩(wěn)定性，增強(qiáng)裝置的安全性。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，還提高了產(chǎn)品的收率，既節(jié)省了能源的消耗，又降低了裝置的運(yùn)行成本，減少了對環(huán)境的污染。

3 先進(jìn)控制系統(tǒng)的控制方案

氣體分餾裝置實(shí)施先進(jìn)控制系統(tǒng)的目標(biāo)在于：穩(wěn)定各塔的操作過程，提高分餾裝置運(yùn)行的平穩(wěn)率；保證分餾產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的偏差率；降低分餾裝置的能耗；減少工作人員的勞動強(qiáng)度；延長分餾設(shè)備的使用壽命等。其中的優(yōu)化控制層主要是通過產(chǎn)品質(zhì)量控制器實(shí)現(xiàn)的，操作人員需要根據(jù)約束條件和相關(guān)產(chǎn)品實(shí)際的質(zhì)量數(shù)據(jù)計算出系統(tǒng)需要運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù)，并將該數(shù)據(jù)作為下一層即過程參數(shù)控制器的輸入值。過程參數(shù)控制器則需要根據(jù)相應(yīng)準(zhǔn)確的控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對上一層即優(yōu)化控制層所要求的狀態(tài)數(shù)據(jù)控制。

4 先進(jìn)控制系統(tǒng)的成果效益

氣體分餾裝置引進(jìn)先進(jìn)控制系統(tǒng)之后，經(jīng)過半年多的試運(yùn)營，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能和生產(chǎn)指標(biāo)都已達(dá)到預(yù)期的效果。使用先進(jìn)控制系統(tǒng)后的丙烯收率及能耗見表1、表2。

表1 空白標(biāo)定和先進(jìn)控制標(biāo)定丙烯收率對比

表2 空白標(biāo)定和先進(jìn)控制標(biāo)定能耗對比

從以上兩表中可以看出：氣體分餾裝置引進(jìn)先進(jìn)控制系統(tǒng)之后，分餾產(chǎn)品丙烯收率提高了0.55個百分點(diǎn)左右，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)大幅度提高。

5 結(jié)語

氣體分餾裝置引進(jìn)先進(jìn)控制系統(tǒng)之后，控制器的使用率達(dá)到了90%以上。一旦在分餾過程中出現(xiàn)了異常情況，先進(jìn)控制系統(tǒng)會迅速切除該部分操作，減小了生產(chǎn)的波動性，提高了整個分餾裝置操作過程的平穩(wěn)性，實(shí)現(xiàn)了對分餾產(chǎn)品質(zhì)量的恰當(dāng)控制，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。

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