烷基化生產過程先進控制

客戶名稱：金陵石化烷基苯廠

經過二級烷基化反應的反應產物經氟化氫提餾塔脫出氟化氫，再經脫苯塔脫出未反應的苯。脫出的氟化氫和苯循環使用；物流再進入脫烷烴塔，蒸餾出的烷烴返回脫氫裝置循環使用；塔底物流由烷基苯再蒸塔分離出重烷基化合物，即得到合格的直鏈烷基苯產品。

由于烷基化生產過程精餾塔系各精餾塔相互間耦合性強且約束條件多，常規控制難于達到較好的控制效果。原有的一些溫度、液位串級控制系統也未能投運。這些精餾塔的關鍵工藝變量基本上是靠人工調整流量單回路控制系統的設定值來達到生產要求。

各種擾動及其在精餾塔系中的傳播，對于各精餾塔的平穩操作會帶來程度不同的影響；而每個塔因設備、工藝和負荷的不同而表現出在動態特性和抗干擾能力上的差異；常規的單變量控制也未能有效地考慮塔系和塔的各種控制作用之間的耦合特性。此外，由于人工操作的隨機性和間斷性的特點，裝置的運行效果因操作人員的技術水平、習慣的不同而存在差異，表現為調整不合適或不及時而引起的關鍵工藝變量漂移。這些因素共同起作用造成裝置不能運行在一個比較優化的操作區域。綜上可見，該精餾塔系是烷基化生產過程中確保產品質量、減少產品損失和降低能耗的重點和難點。

保證C403、C404、C405、C406、C407五個塔組成的塔系在多種干擾下，主要過程被控變量的平整度提高50%，提高裝置整體運行的平穩性；

循環烷烴中烷基苯含量減少0.1%，即副產品中烷基苯的含量下降到0.4% (目前常規控制下為0.5%)。

建立烷基化生產過程精餾塔系的動態數學模型；設計了具有12個操縱變量、9個擾動變量和12個被控變量的單一APC-Adcon控制器，并采用了與單個精餾塔相對應的子系統實施模式；開發了具有開放性的精餾塔系的先進控制軟件；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。

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精餾塔系的操作平穩性，降低了烷基苯產品的損失，減輕了操作人員的勞動強度，并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，填補了國內烷基化生產裝置先進控制的空白，達到國際同行業的先進水平。圖1和圖2分別是脫烷烴塔先進控制系統投運前后的控制效果。

烷基化生產過程先進控制項目的實施，明顯地提高了精餾塔系的操作平穩性，有效地減少了循環烷烴中烷基苯含量，提高了烷基苯產品質量的一致性；同時大大降低了操作人員的勞動強度。僅減少循環烷烴中烷基苯含量一項，就可為企業帶來每年約100萬元的直接經濟效益。

烷基化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；而且本項目所提出的工業精餾塔系的先進控制策略在我國眾多大型煉油廠和大型石油化工廠中的工業精餾塔系中有著廣闊的推廣應用前景，可以為這些國有企業提高關鍵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。