甲醇精馏装置自动控制研究与应用.pdf

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1、、氮肥第43卷第3期2015年3月3甲醇精馏装置自动控制研究与应用樊安静荆树伟杨安成张庆坤(河南心连心化肥有限公司河南新乡453731)在石化行业，精馏装置多数采用具有模型预与压力测量，在此处做一个多变量的缓冲罐压力测功能的自动控制方案作为操作手段，利用卡边控制，使用两路蒸汽的压力为干扰变量、两路蒸汽原理对装置各项工艺指标进行控制与优化。而在的开度阀为控制变量，减少管路蒸汽压力波动带以化肥生产为主的企业中，对于模型预测控制的来的干扰，稳定后塔蒸汽的使用压力，防止各塔关应用比较少见。某公司100kt／a甲醇精馏装置为键温度出现过大波动。合成氨尿素生产系统余热利用岗位，产品为含

2、甲将控制器分为两大控制器，预精馏塔子模型醇质量分数99．99％的精甲醇，为合理控制甲醇控制器与加压精馏塔、常压精馏塔子模型控制器，精馏装置的主要操作指标、降低蒸汽消耗、减少操并对两大控制器进行技术整合，整合为一个大的作人员工作量及提高自动化控制水平，对甲醇精整体控制器，从而用于各塔关键变量的控制。增馏装置进行了自动控制化实施与应用。加自动控制系统投运率统计模块，直观反映自动控制系统在线投运率，便于效益测量统计。1研发内容2．2现场具体改造实施(1)现场自动化系统的优化。利用现场已有(1)现场蒸汽管线增加压力变送器及流量的自控阀门，并结合自动控制所需的现场仪表条计，便于控制系

3、统的有效控制。件，现场新增加压精馏塔和常压精馏塔的进料流(2)加压精馏塔和常压精馏塔进料加装流量量显示、中压蒸汽和低压蒸汽压力远传信号显示，计，对人塔流量进行控制。便于模型控制器中对关键变量的控制。(3)在室内微机系统中安装模型控制软件(2)室内微机系统的优化。在室内微机上安MPC、通讯软件OPCServer。装模型预测控制软件及通讯软件，并在系统组态(4)进行阶跃测试，采集各变量关系，并建立中对模型需要控制的被控变量以及操作变量进行各控制器模型。中间位号增添，增添相应的逻辑关系，对系统组态(5)模型辨识，确定各变量权重关系，辨识模进行优化。型，以确定模型。(3)优化控制器

4、的实现。建立各塔及附属设(6)模型技术整合为一个大控制器模型。备的动态预测模型，建立加压精馏塔、常压精馏塔(7)模型投运与优化。模型初步投运效果良的采出精甲醇水分含量质量软仪表。在模型预测好，但在系统加减量操作过程中，不能有效控制，控制器中通过采集的数据进行模型建立，完成多通过模型预测软件内部优化控制模块解决了此问变量控制器的开发与投运。题，最终可形成DCS控制界面。2研发过程及应用3应用效果2．1现场工艺状况分析在近6个月的模型投运与优化后，于2014年通过现场工艺数据分析，对加压精馏塔塔底3月9日至29日对自动控制系统进行了各项指及常压精馏塔温度的波动情况进行统计，确定

5、其标考核，其中3月9日至19日为手动控制运行阶为关键被控变量。装置蒸汽来源主要为中、低压段、3月19t3至29日为自动控制运行阶段。手蒸汽，为最大限度节约蒸汽，添加两路蒸汽的流量动、自动控制下蒸汽消耗对比见表1。4小氮肥第43卷第3期2015年3月欢迎订阅2015年《化II~．-r业》《化肥工业》杂志是经原国家科委、原化工部批准，由上海化工研究院编辑出版的全国性刊物，主要报道内容有：氮肥、甲醇、煤化工、磷肥、钾肥和复混肥(专用肥)企业的技术改造、节能降耗、生产管理等方面的经验；国内外化肥工业现状和有关的科研成果及发展趋势综述；化肥企业开展多种经营、搞活企业的成功经验；化工机

6、械、仪器仪表、计算机应用；化学分析、科学施肥、安全生产、三废治理及其综合利用等。《化肥工业》连续多次被选列为全国中文核心期刊和中国科技核心期刊。美国《化学文摘》从1996年开始摘录本刊内容。《化肥工业》为双月刊，大l6开，72页，国内外公开发行，双月的28日出版。国内每期定价8．00元，全年定价48．00元，邮发代号4-232，请广大读者前往当地就近邮政局办理订阅手续。国外订阅处：中国国际图书贸易总公司(北京399信箱)，国外发行代号：BM4593。也可以直接向本编辑部订阅。欢迎国内外各单位和各界人士订阅。地址：上海市云岭东路345号邮码-200062电话：(021)528

7、0037252815377xl102传真：(021)52500962《化肥工业》编辑部表1手动、自动控制下蒸汽消耗对比由表1可知，手动、自动控制下平均吨甲醇蒸(3)根据当前的生产负荷，自动控制投运情汽消耗分别为0．754345t和0．724138t，则自动况下蒸汽消耗量降低4％，年经济效益50万元控制运行时比手动控制运行节约蒸汽4％。左右。(4)目前，自动控制系统在甲醇精馏装置中4结语运行情况良好，吨甲醇蒸汽消耗大幅降低。但在(1)通过实施甲醇精馏装置自动控制，可大产品质量控制方面，未采用先进的在线测量手段，大减轻