工藝簡介

鎮海煉化45萬噸/年對二甲苯（PX）聯合生產裝置是國內單系列規模最大的裝置，采用了國內與國外先進技術相結合的組合工藝技術方案。裝置是以甲苯、C8芳烴、C9芳烴為原料，生產PX的典型工藝流程。主要包括以下4個操作單元：歧化及烷基轉移、二甲苯分餾、PX吸附分離和二甲苯異構化。

需求分析

PX裝置已實現了DCS常規控制，對于穩定生產操作發揮了很大的作用。由于PX生產的工藝特點和常規控制系統的局限性，裝置的長期平穩操作和優化運行難以實現。

從PX聯合裝置生產過程先進控制的總體框架可以看出，PX聯合裝置期望的工藝目標是：追求裝置經濟效益的最佳化，即兼顧目的產品收率、質量及能耗等各個方面。但是，在實際生產中上述諸方面往往是矛盾的，需要對它們統籌考慮和優化，才能達到裝置效益最佳的經濟目標。因此先進控制將裝置的經濟目標由8個APC-Adcon控制器來實現。它們通過直接多變量模型預測控制計算平穩控制各過程參數來優化PX聯合裝置裝置，通過“卡邊”來挖掘經濟效益。

控制目標

確保裝置運行“安穩長滿優”，提高產品收率，降低裝置能耗。PX裝置的綜合能耗降低1%以上。

提高裝置基礎回路的自控率。使PX裝置的基礎回路的自控率達到92%以上。

提高裝置操作運行的平穩率。使PX裝置主要工藝參數的平穩率達到99.5%以上。

穩定和優化精餾系統和加熱爐。在滿足分離精度的前提下，保證各精餾塔的回流比在設計值以內。

先進控制方案

建立一個大APC-Adcon控制器來控制PX聯合裝置，整個控制器包括以下幾部分：第一部分為歧化單元子控制器，第二部分為吸附分離單元子控制器，第三部分為二甲苯異構化單元子控制器，第四部分為二甲苯分餾單元子控制器、第五部分為F401加熱爐子控制器、第六部分F402加熱爐子控制器、第七部分F301加熱爐子控制器以及100#四合一加熱爐子控制器。其中我們將建立歧化反應和異構化反應的工藝計算模型。同時結合DCS系統的特點，實現安全、可靠的切換并設計了便捷的操作界面。控制系統主要由DCS上位機中的先進控制系列軟件和DCS中的高級調節控制共同完成；其中，先進控制軟件更多地考慮整體控制目標，而高級調節控制則起到滿足局部控制需求和輔助先進控制軟件的作用。

應用效果

APC-Adcon先進控制軟件設計合理、功能豐富、運行可靠、操作使用方便，投用率達到95%以上。系統投用后明顯提高了PX裝置的操作平穩性，降低了裝置能耗，減輕了操作人員的勞動強度，為企業帶來顯著的經濟效益和社會效益。該成果的總體技術水平在國內同行業中處于領先位置。圖1和圖2分別是PX裝置T401、T402、T403、T203與T204一些關鍵變量先進控制系統投運前后的控制效果。

效益分析

PX生產過程先進控制項目的實施，明顯地提高了PX裝置的操作平穩性，有效地降低了PX裝置的總能耗，同時大大降低了操作人員的勞動強度。

PX生產過程先進控制的成功應用不僅對于國內的同類裝置有良好的示范作用，可以直接進行項目成果的推廣，為生產PX的國有企業提高整套裝置的控制與管理水平，提高企業的競爭力和經濟效益提供技術支持。