丙烯精馏塔的在线优化及应用.pdf

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1、化工自动+化及仪表第41卷丙烯精馏塔的在线优化及应用魏奇业魏毓良(吉林化工学院，吉林吉林132022)摘要在ROMeo中建立丙烯精馏塔的优化模型，利用ROMeo的数据校正功能使模型与装置相匹配。并计算得到精馏塔的默佛里板效率。在满足工艺约束的奈件下，以工厂效益为目标函数，进行优化计算，获得新的操作目标。利用ROMeo的实时系统，可自动实现丙烯精馏塔的在线优化。关t词精馏塔ROMeo在线优化中圈分类号TQ051．8+1文献标识码A文章编号1000．3932(2014)02旬162JD6在线优化就是根据生产过程的稳态实时测量数据，首先利用数据校正技术，使模型与装置

2、相匹配，然后根据目标函数的要求，求解出决策变量的最优操作条件，用于指导生产。在线优化技术综合了计算机技术、自动化技术和过程优化技术，实现了生产数据的现场采集、数据校正、过程模拟、优化计算和自动控制的一体化⋯。由于严格工艺模型的在线优化系统ROMeo具有与PRO／II一致的严格热力学方法和单元过程模型，可采用基于方程的开放式求解算法，是集建模、模拟、数据校正、优化和性能监测功能于同一人机交互界面环境中的集成应用环境，因此只需要建立一个模型就可以迸行模拟、数据校正和优化，便于使用，易于维护陋’3】。1丙烯精馏塔优化模型的建立1．1问题描述图1为丙烯精馏塔的流程简图

3、。丙烯精馏塔(T55n)的原料来自汽提塔(T5301)，回流共有两股，一股来自塔顶凝液，由nC5551l控制：另一股来自另一丙烯精馏塔(髑501)侧线采出的化学级丙烯，由FIC55502控制，T5501、T551l两塔分别生产聚合和化学级丙烯。T5511塔顶采用循环水冷却，冷凝后的液态丙烯送入丙烯精馏塔回流罐(D5511)，回流经流量FIC55511控制返回T55ll。产品化学级丙烯经流量FFIC5503调节送出界区。再沸器(E5511)的热量由入塔C3流量和产品化学级丙烯产量控制，T55ll塔底丙烷经流量FV5550S控制返回裂解炉。T5511的分离要求为：

4、化学级丙烯产品中丙烯摩尔分率不小于96％，塔釜中丙烯摩尔分率不大于10％。精馏塔共有90块实际板，塔板序号按工艺包由下至上编号，进料位置为73块板。在优化时假定塔釜丙烷价格为每吨3000元、化学级丙烯价格为每吨5000元、lkw塔釜热负荷价格为每吨O．1元。1．2丙烯精馏塔模拟模型根据之前提供的条件，在ROMeo中建立了如图2所示的模拟模型。假定精馏塔板效(或每块板的级数，stagesperTray)为90％，塔顶冷凝器温度为泡点，为了简化模型，T5511一REF—Mx兼具混合器和泵的功能。客户化模块T551l—REB—Cu用来规定再沸器循环量，在ROMeD中

5、，原料和产品需要用SOuRCE和SINK连接。设定条件并在模拟模式运行后，计算结果作为后续模型的初值。1．3丙烯精馏塔数据校正模型在模拟模型中添加仪表，形成如图3所示的数据校正模型。为了读取实时数据库中的数据，仪表位号的名称与实时数据库对应。数据校正模型中的客户化模块T5511一DP—CU利用测量得到的塔压降计算全塔压力分布。收稿日期：2013—12．23<修改稿)第2期魏奇业等．丙烯精馏塔的在线优化及应用163FI图1丙烯精馏塔流程简图图2模拟模型仪表类型和量程会对仪表的标准差产生影响，从而影响到数据校正的结果，需要根据仪表情况进行设置。对于测量仪表失灵造成

6、的过失误差，可以通过设置筛选条件进行剔除或修正。塔压降应为正值，而现场实际测量所得的压降为一1854．8Pa，因此在筛选条件中规定塔压降最小值为0，当测量值小于该值时认为是坏值，对于坏值，用插入值代替测量值，插入值设定为35kPa。仪表设置完成后，将某一工况下的装置操作数据(实时数据库仪表数据)添加到仪表中，操作数据的添加既可以以手工方式输入，也可以通过外部数据接口自动输人。数据添加完成后，将模型转人到数据校正模式运行，第一次运行结束后，数据校正目标值由l397．09000变为9．7378l，164化工自动化及仪表第4l卷匡匦亘委塑亟卫甲圆T55llrr()P

7、匣豆夏重圃or551lFEED圆’重目E5512S0UT匦巫乒巫匦oT55lIRE}T55lll{EFSP()UTL10T55l1REFMXT550l—sC—TO—T551lⅢT55llREF—SP匝叵亘王囹e一!型!=蔓璺：!!：型!旦口匝亘耍亘夏至囵—髅黼匦丽SOT550ISalT5501SCSPI叫’I’55()l—C【；一PY—PR(}I)堕攀匝囹网{!◆一：匝面芹硐：匣亘夏至亘匹回T55ll—BTM—T()一FI』RNACE图3数据校正模型说明数据校正后的模型与实际装置匹配得更好。精馏塔的板效对模拟结果有较大影响，前面已经将精馏塔板效设为90％，但在

8、实际生产中板效并不是固定的，需要根据生