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案例頻道

中石化齊魯石油化工股份有限公司

1、工藝簡介
芳烴抽提裝置是以環丁砜為溶劑,以重整脫庚烷塔頂液為原料,通過溶劑抽提和蒸餾相結合的方法,分離成芳烴和非芳烴的物理過程,其中芳烴再經苯塔精餾得到高純度的苯和甲苯,苯作為芳烴聯合裝置的主要產品之一送出界區,甲苯作為歧化裝置的原料。
重整脫庚烷塔頂液由加壓經流量控制調節后進入抽提塔的第64或75塊塔板。在抽提塔中,原料與溶劑逆流接觸,進行液液抽提。在溶劑回收塔中完成溶劑和芳烴的分離,溶劑循環使用。經白土塔處理后的抽提油進入苯塔第30塊塔板,從塔頂導出的苯和少量非芳烴經冷凝冷卻后入受槽,大部分凝液控制后返回苯塔上部第一塊塔板作回流,少部分由流量控制后作拔頂苯送往屆外,苯從側線抽出。

2、需求分析
芳烴抽提裝置生產過程中面臨的主要問題有:
    *許多重要的工藝參數需手動調節,不能達到平穩和一致的控制效果;
    *裝置的干擾因素多,對塔的影響大,如:進料流量的變化、進料組分波動、溶劑質量的變化、溶劑溫度的波動以及環境條件變化等,這些因素均影響裝置的平穩操作;
    *由于裝置中存在著溶劑循環、烴循環和水循環,且各塔是上下游的工藝關系,因此裝置中的許多變量存在著較強耦合關聯性,帶來操作與控制上的困難。

    針對上述問題,芳烴抽提裝置先進控制系統的需求是:通過高級多變量魯棒預測控制等手段,提高整個裝置的抗干擾能力和控制系統魯棒性,實現溶劑平衡、烴平衡和水平衡以改善各生產單元的平穩性;在保證產品質量的前提下、實現“卡邊”控制、提高芳烴收率、降低溶劑消耗,并通過優化精餾塔的回流,實現節能降耗。

3、控制目標
?*抽提塔界面、汽提塔壓力、回收塔溫度等主要變量標準差降低20%~50%;
?*進一步提高芳烴收率和降低溶劑消耗,使芳烴收率在現有基礎上提高0.5%而溶劑消耗降低5%;
?*回收塔塔頂回流比降低5%以上,能耗降低2%以上。

4、先進控制方案
   針對芳烴抽提生產裝置設計了一個大的控制器,并結合抽提塔、汽提塔、溶劑回收塔和苯塔等塔的特點,將大控制器分解成抽提塔、汽提塔、溶劑回收塔和苯塔四個子控制器,從而實現了整個裝置的先進控制。
? 抽提塔子控制器由2個CV、2個MV和5個DV組成;
? 汽提塔子控制器由2個CV、2個MV和3個DV組成;
? 溶劑回收塔子控制器由2個CV、3個MV和4個DV組成;
? 苯塔子控制器由5個CV,6個MV和4個DV組成。
5、應用效果
芳烴抽提裝置先進控制系統有效提高了裝置的抗干擾能力,各主要工藝參數能自動跟蹤調整,使精餾系統的操作更平穩,主要被控變量的標準差降低50%以上;在平穩操作的基礎上,抽提塔系各主要參數實現了“卡邊”控制,帶來了顯著的經濟效益。先進控制系統投用后,操作人員勞動強度下降,得到了操作人員的認可和歡迎。

6、經濟效益
根據裝置標定,通過對比先進控制系統投運前后的統計數據,采用先進控制系統可獲得如下的效益:
1) 低壓蒸汽消耗下降8%,年直接經濟效益123.6萬元;
2) 抽余油中芳烴含量降低1.25%,年直接經濟效益208.07萬元;
3) 溶劑消耗降低6.9噸/年,年直接經濟效益19.32萬元;

 

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