关于气体分馏装置的先进控制系统探讨

王帅(西安石油大学化工学院， 陕西 西安 710065)

关于气体分馏装置的先进控制系统探讨

王帅(西安石油大学化工学院， 陕西 西安 710065)

目前，我国的炼油厂气体分馏装置引进了Honeywell公司的RMPCT先进控制技术，将气体分馏塔工艺的相关计算软件包和由精馏塔机理模型得到的气体分馏装置的动态数学模型进行结合，实现了对气体分馏产品质量的软测量仪表计算。通过不断地对分馏工程进行开发和相关软件调试，气体分馏装置得到了较好的改善，先进系统的使用率达到了90%，不仅提高了分馏装置操作的平稳性，还降低了能耗，提高了经济效益。

气体分馏装置；先进控制系统；应用

0 引言

我国气体分馏装置的先进控制系统在采用Honeywell公司的RMPCT先进控制技术的同时，还利用了软测量技术，实现了对气体分馏过程装置的先进性控制和优化控制。引进的先进分馏控制系统不但提高了分馏装置操作的稳定性，减轻了操作人员的工作量，还降低了能源的消耗，大大提高了分馏产品的质量水平。

1 气体分馏装置的现状

根据对气体分馏装置生产产品的数据分析，我国气体分馏装置的处理量是一年15万吨左右，通过对分馏技术的改造和对装置性能的改造，目前我国气体分馏装置的处理量提高到了一年30万吨。我国的气体分馏装置一般采用五塔模式设计的生产流程，主要包括脱乙烷塔、脱丙烷塔、丙烯精馏塔、轻C4塔和重C4塔，其中的丙烯精馏塔是由塔—3(丙烯塔—1)和塔—4(丙烯塔—2)构成的接力塔，主要用于生产聚合丙烯。用于分馏的气体主要来源于二催液态烃和重催液态烃，生产出来的产品主要有丙烷、丙烯、轻C4和重C4。

2 先进控制系统的设计技术

气体分馏装置的先进控制系统的核心是对多种变量进行预估和控制，由于先进控制系统的内涵比较丰富，富有较强的时代特征，因而没有特别严格的统一定义。通过引进先进的控制系统，对气体分馏装置进行控制，可以改善气体分馏过程中对动态变量的控制功能，减小气体分馏过程中变量带来的波动幅度，从而提高气体分馏装置的稳定性，增强装置的安全性。在保证产品质量的同时，还提高了产品的收率，既节省了能源的消耗，又降低了装置的运行成本，减少了对环境的污染。

3 先进控制系统的控制方案

气体分馏装置实施先进控制系统的目标在于：稳定各塔的操作过程，提高分馏装置运行的平稳率；保证分馏产品的质量，降低产品的偏差率；降低分馏装置的能耗；减少工作人员的劳动强度；延长分馏设备的使用寿命等。其中的优化控制层主要是通过产品质量控制器实现的，操作人员需要根据约束条件和相关产品实际的质量数据计算出系统需要运行的状态参数，并将该数据作为下一层即过程参数控制器的输入值。过程参数控制器则需要根据相应准确的控制结构，实现对上一层即优化控制层所要求的状态数据控制。

4 先进控制系统的成果效益

气体分馏装置引进先进控制系统之后，经过半年多的试运营，系统的各项功能和生产指标都已达到预期的效果。使用先进控制系统后的丙烯收率及能耗见表1、表2。

表1 空白标定和先进控制标定丙烯收率对比

表2 空白标定和先进控制标定能耗对比

从以上两表中可以看出：气体分馏装置引进先进控制系统之后，分馏产品丙烯收率提高了0.55个百分点左右，产生的经济效益已经大幅度提高。

5 结语

气体分馏装置引进先进控制系统之后，控制器的使用率达到了90%以上。一旦在分馏过程中出现了异常情况，先进控制系统会迅速切除该部分操作，减小了生产的波动性，提高了整个分馏装置操作过程的平稳性，实现了对分馏产品质量的恰当控制，大大提高了经济效益。

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