1、工艺简介 芳烃抽提装置是以环丁砜为溶剂,以重整脱庚烷塔顶液为原料,通过溶剂抽提和蒸馏相结合的方法,分离成芳烃和非芳烃的物理过程,其中芳烃再经苯塔精馏得到高纯度的苯和甲苯,苯作为芳烃联合装置的主要产品之一送出界区,甲苯作为歧化装置的原料。 重整脱庚烷塔顶液由加压经流量控制调节后进入抽提塔的第64或75块塔板。在抽提塔中,原料与溶剂逆流接触,进行液液抽提。在溶剂回收塔中完成溶剂和芳烃的分离,溶剂循环使用。经白土塔处理后的抽提油进入苯塔第30块塔板,从塔顶导出的苯和少量非芳烃经冷凝冷却后入受槽,大部分凝液控制后返回苯塔上部第一块塔板作回流,少部分由流量控制后作拔顶苯送往届外,苯从侧线抽出。
2、需求分析 芳烃抽提装置生产过程中面临的主要问题有: *许多重要的工艺参数需手动调节,不能达到平稳和一致的控制效果; *装置的干扰因素多,对塔的影响大,如:进料流量的变化、进料组分波动、溶剂质量的变化、溶剂温度的波动以及环境条件变化等,这些因素均影响装置的平稳操作; *由于装置中存在着溶剂循环、烃循环和水循环,且各塔是上下游的工艺关系,因此装置中的许多变量存在着较强耦合关联性,带来操作与控制上的困难。
针对上述问题,芳烃抽提装置先进控制系统的需求是:通过高级多变量鲁棒预测控制等手段,提高整个装置的抗干扰能力和控制系统鲁棒性,实现溶剂平衡、烃平衡和水平衡以改善各生产单元的平稳性;在保证产品质量的前提下、实现“卡边”控制、提高芳烃收率、降低溶剂消耗,并通过优化精馏塔的回流,实现节能降耗。
3、控制目标 ?*抽提塔界面、汽提塔压力、回收塔温度等主要变量标准差降低20%~50%; ?*进一步提高芳烃收率和降低溶剂消耗,使芳烃收率在现有基础上提高0.5%而溶剂消耗降低5%; ?*回收塔塔顶回流比降低5%以上,能耗降低2%以上。
4、先进控制方案 针对芳烃抽提生产装置设计了一个大的控制器,并结合抽提塔、汽提塔、溶剂回收塔和苯塔等塔的特点,将大控制器分解成抽提塔、汽提塔、溶剂回收塔和苯塔四个子控制器,从而实现了整个装置的先进控制。 ? 抽提塔子控制器由2个CV、2个MV和5个DV组成; ? 汽提塔子控制器由2个CV、2个MV和3个DV组成; ? 溶剂回收塔子控制器由2个CV、3个MV和4个DV组成; ? 苯塔子控制器由5个CV,6个MV和4个DV组成。 5、应用效果 芳烃抽提装置先进控制系统有效提高了装置的抗干扰能力,各主要工艺参数能自动跟踪调整,使精馏系统的操作更平稳,主要被控变量的标准差降低50%以上;在平稳操作的基础上,抽提塔系各主要参数实现了“卡边”控制,带来了显著的经济效益。先进控制系统投用后,操作人员劳动强度下降,得到了操作人员的认可和欢迎。
6、经济效益 根据装置标定,通过对比先进控制系统投运前后的统计数据,采用先进控制系统可获得如下的效益: 1) 低压蒸汽消耗下降8%,年直接经济效益123.6万元; 2) 抽余油中芳烃含量降低1.25%,年直接经济效益208.07万元; 3) 溶剂消耗降低6.9吨/年,年直接经济效益19.32万元;
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