乙烯精馏塔控制系统的问题分析与优化

乙烯精馏塔是乙烯装置冷分离单元的重要组成部分。独山子1000kt/a乙烯装置乙烯精馏塔温度无法自动控制、塔底乙烯含量波动大。经分析,提出通过控制优化和PID参数整定等方法解决这一问题。实施后,成功实现了乙烯精馏塔温度自动控制的问题,降低了精馏塔的操作强度,提高了灵敏板温度的控制精度,实现卡边操,减少了循环乙烷中乙烯含量的波动,降低了乙烯损失率。     

塔段板效率可调的乙烯精馏塔稳态与动态模拟

提出一种板效率可调的乙烯精馏塔稳态与动态模拟方法,将精馏塔分为5段,利用流程模拟软件模拟各塔段板效率不同时,乙烯精馏塔的稳态与动态响应曲线。结果表明:板效率下降会导致乙烯精馏塔的分离效果降低,产品质量下降。而且该结果能够反映实际生产过程。     

稳态模拟法求取精馏塔灵敏板的途径

应用化工工艺稳态模拟软件，确定精馏塔的灵敏板，并举例说明求取的过程，对塔的稳定性进行了检验，为精馏塔的可靠性设计和产品质量提供保证。     

投用先进控制对乙烯精馏塔操作的影响

乙烯精馏塔直接分离出产品乙烯,该塔控制的好坏直接影响乙烯的产品质量和收率。主要介绍了乙烯精馏塔流程,投用先进控制对乙烯精馏塔操作的影响。先进控制系统的投用不仅确保了乙烯精馏塔侧线最大限度地采出合格的乙烯产品,而且保证了塔釜出料中损失的乙烯浓度最小,达到了增加乙烯装置产量、降低能源消耗,提高装置的总体经济效益之目的。     

脱瓶颈改造后乙烯精馏塔存在问题及优化措施

乙烯精馏塔运行状况的好坏与乙烯产品的质量及产量息息相关。中韩石化乙烯装置乙烯精馏塔经过110万t/a脱瓶颈改造后,出现了塔压差增高、塔顶产品不合格、塔釜乙烯损失增多等生产问题。文中从乙烯精馏塔实际运行状况着手,分析影响乙烯精馏塔正常运行的原因并提出优化措施。通过将乙烯精馏塔气相进料部分转至液相进料来降低精馏塔整体负荷;优化裂解原料组成;降低中沸、增加底沸热负荷等优化措施,消除了塔压差高的影响,降低塔顶乙烷含量及塔釜乙烯损失,让乙烯精馏塔能安全稳定运行,保证乙烯产品质量合格。     

丙烯精馏塔智能控制系统设计及应用

针对乙烯生产装置丙烯精馏塔的工艺特征和操作特点,利用支持向量机在小样本数据建模中的优势,提出一种基于支持向量机丙烯浓度软测量技术,解决了塔釜建模数据样本少的问题,实现了塔釜丙烯浓度在线测量。在上述软测量系统的基础上,设计了丙烯浓度智能控制系统。该系统采用模糊PID作为丙烯浓度控制器,其输出量作为灵敏板温度控制器的设定值,与灵敏板温度控制构成串级调节系统,同时为了克服进料量对灵敏板温度造成的干扰,设计了进料流量前馈控制器。丙烯浓度智能控制系统对塔釜丙烯指标进行实时控制,提高了塔釜丙烯浓度的控制平稳度,解决了塔釜丙烯浓度超标问题。现场应用效果表明,该丙烯浓度软测量系统测量精度高,控制系统可以有效控制塔釜丙烯浓度,取得了良好的控制效果,满足了工业现场运行的需要。     

乙烯精馏塔异常工况动态建模与分析

影响乙烯精馏分离效果和产品质量的关键因素是精馏塔板效率,板效率受气相夹带、雾沫夹带及漏液等因素的影响。正常工况时,回流量越大塔顶冷凝量越大,出料板温度越低。当回流量继续增大超过一定范围时,会引起精馏塔漏液导致板效率下降,此时出料板温度不再下降反而升高,出现反转现象,精馏塔进入反转异常工况。针对这个问题,建立乙烯精馏塔异常工况动态数学模型,利用流程模拟软件进行模拟,获取乙烯精馏塔异常工况下出料温度和乙烯摩尔浓度随回流量变化的曲线,分析乙烯精馏塔异常工况特性。     

基于隔壁精馏塔的甲醇制烯烃分离新工艺及Aspen实现

对甲醇制烯烃粗产物的分离,设计一套基于隔壁精馏塔的分离新工艺。利用1个隔壁精馏塔,首先实现C-1、C2和C+3的清晰分割,然后经乙烯精馏塔、C3和C+4分离塔,丙烯精馏塔、C4和C+5分离塔,得到聚合级的乙烯和丙烯产品。利用Aspen plus软件对各精馏塔进行模拟和优化,得到各塔的塔参数和操作条件,进而对分离工艺进行全流程模拟。结果显示,乙烯和丙烯产品的质量分数分别达到99.99%和99.80%,满足聚合级的要求,说明本研究建立的基于隔壁精馏塔的甲醇制烯烃分离新工艺在技术上是可行的。     

流程自动化在丙烯精馏塔上的应用

丙烯精馏塔是乙烯装置分离单元的重要组成部分,精馏塔各工艺指标的控制精度将影响装置的平稳性、装置能耗及分离效果。独山子1 000 kt/a乙烯装置丙烯精馏塔温度无法自动控制,塔底丙烯含量及外送丙烯产品流量波动大。通过采用流程自动化的控制方法对丙烯精馏塔的控制难点进行了优化,成功解决了塔釜丙烯自动控制问题,降低了精馏塔的操作强度,提高了丙烯的控制精度,实现了卡边操作,减少了丙烯产品波动,降低了丙烯损失率。     

侧线精馏塔高效分离二甲醚-甲醇-水的稳态模拟与动态控制研究

利用Aspen Plus模拟软件对二甲醚-甲醇-水分离过程中的侧线精馏塔进行稳态研究,在设计规定下对侧线精馏塔的设计与操作参数进行确定与优化,最终获得侧线精馏塔的理论板数为52块,最佳进料位置为第32块塔板,侧线出料位置为第12块塔板,回流比为41,灵敏板为第3块塔板。通过Aspen Dynamics考察了进料流量扰动(±5%)和进料组成扰动(±5%)的工况下,侧线精馏塔采出的产品纯度、灵敏板温度、采出量、再沸器热负荷等参数均可达到平衡,恢复至设定值,模拟结果说明侧线精馏塔的控制方案有效可行。     

炼厂干气预精制脱甲烷塔操作波动研究

介绍了中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司1 000 kt/a乙烯装置配套建设的160 kt/a炼厂干气预精制单元。自2010年6月开工以来,脱甲烷塔多次发生灵敏板温度偏低,造成乙烯装置碳二加氢出口漏炔,通过对其工艺运行数据的不断摸索和改进,并经过停工处理脱甲烷塔塔釜隔板空隙和控制进料中丙烷含量,解决了由于炼厂干气预精制脱甲烷塔灵敏板波动大,造成塔釜物料带CO导致碳二加氢操作波动的问题。     

乙烯精馏塔软仪表与先进控制工程实践

以乙烯装置乙烯精馏塔现有的常规控制为基础，提出乙烯精馏塔先进控制策略，通过化工机理分析，建立用于预测控制的动态机理数学模型，并线性化简化为状态空间模型和质量控制软仪表。塔顶侧线乙烯产品纯度和塔底馏出物乙烯浓度两个机理软仪表工业实施效果良好，其中乙烯产品纯度软仪表采用在线色谱分析数据实时校正。预测控制器控制塔顶产品纯度（给定点控制）和塔底循环乙烷浓度（约束控制），操纵变量为塔顶侧线采出量和塔底再沸器加热蒸汽量。仿真实验表明预测控制器的有效性。状态反馈预测控制器用于工业装置，效果良好，可以实现塔顶侧线产品的“卡边控制”和塔底馏出物浓度的区间约束控制。     

乙烯精馏塔质量控制中的压力波动及其改进措施

通过仿真验证进料流量是影响乙烯精馏塔塔顶压力稳定的最主要因素,并分析压力波动存在的控制问题,据此提出将塔底采出量反馈至进料用以补偿进料流量扰动的改进措施。最后通过仿真证明在此改进措施下,压力可以控制在设定值稳定不变,出料温度与产品质量也可以保持稳定,满足实际乙烯精馏塔质量控制的要求。     

乙烯分离流程中大孔径筛板塔的设计与应用

简要介绍了(φ)13mm及以上大孔径筛板塔的设计与应用,并通过对筛板塔结构的优化设计叙述了其板压降小、板效率高和不易堵塞等优缺点;文中对设计中几个主要参数的计算与优化进行了有侧重的讨论,包括塔径与板间距、有效传质区设计以及塔流体力学计算;此外,还以上海石化乙烯装置改扩建工程中某些精馏塔塔筛板的设计作为应用实例进一步阐述了筛板塔的流体性能的设计与优化问题.     

内部热耦合精馏塔的操作性能与模拟

对同轴式内部热耦合精馏塔的操作性能和节能效果进行了研究,考察了全回流操作条件下,压缩比对回流量、冷凝器负荷和再沸器负荷的影响。结果表明,随着压缩比的增大,回流量、冷凝器负荷和再沸器负荷均降低。通过实验数据计算得到了该塔的理论板数和两塔间的传热量,精馏段为9块理论板,提馏段为4块理论板,当压缩比为2.2:1时,两塔间传热量为9.98kW。连续操作条件下,对内部热耦合精馏塔的节能效果进行了分析,通过与常规精馏塔的比较,内部热耦合精馏塔可节约52.3%的冷量,输入的再沸器和压缩机总负荷可节约20.34%。另外,基于实验数据,对该内部热耦合精馏塔进行了动态模拟,经连续操作下的实验验证,该内部热耦合精馏塔可在2h后达到稳定操作。     

热泵精馏的控制研究

通过对精馏塔的系统特性进行分析,确定了适宜的控制方案,采用稳态模拟技术确定了灵敏板,并进行稳态闭环测试,在此基础上确定了闭式热泵精馏系统的控制方案.文中运用动态模拟技术对确定的热泵精馏控制系统的动态特性进行分析.结果表明,当系统出现扰动时,本文提出的热泵精馏控制方案能够使系统快速达到新的稳态,方案可行,且具有较强的抗扰动能力.     

乙烯装置丙烯精馏塔操作性能分析

针对某厂乙烯装置丙烯精馏塔产品组成存在的问题,应用 HYSIM 软件对该塔进行操作性能模拟分析,得到塔顶、塔底产物的产量、组成与回流比、再沸器热负荷等一系列关系,找出现场丙烯精馏塔塔底产品中丙烯含量高的主要影响因素,并以此指导和优化生产操作,减少丙烯损失.     

一种内回流精馏塔的先进控制策略

分析了某氟利昂装置氯化氢精馏塔(3#塔)的操作运行特点,并针对原控制方案的不足设计了一种改进的先进控制方法。对先进控制器投运前后的APC项目实施效果进行了对比,发现3#塔中间灵敏板温度的平稳性得到了大幅提升,标准方差降低81. 6%,冷媒单耗和热水单耗降幅可分别达到10. 39%、11. 34%。     

丙烯精馏塔塔釜损失大的原因分析及对策

针对广州石化乙烯装置丙烯精馏塔塔釜损失大的问题,从负荷、再沸、进料组成、塔压及冷量损失分析了丙烯损失的原因,并根据实际情况提出了切实可行的措施。通过采取优化脱丙烷塔操作、优化丙烯精馏塔操作、降低塔压及增加保温等措施,达到了降低丙烯精馏塔塔釜丙烯损失,减少丙烷循环量目的。     

环己烯催化精馏水合制备环己醇系统响应特征分析

环己醇是一种重要的有机化工产品,本文建立了一种加入助溶剂的环己烯催化精馏水合生产环己醇工艺。主要针对催化精馏塔进行了分析,希望可以为后续控制策略的研究提供基础,首先通过Aspen Plus Dynamics软件建立动态模型,并进行了RD塔有机相回流比、RD塔再沸器热负荷、进料流量三个操作变量扰动下的产品纯度和产量的动态分析。结果表明环己醇产量和纯度对于RD塔再沸器热负荷和RD塔有机相回流比的响应比较灵敏。其次,通过开环灵敏性分析和奇异值分解分析的方法对RD塔单温度控制方案和双温度控制方案的灵敏板位置进行了分析,单温控制和双温控制的结果一致,第7块板温度可由有机相回流比控制,第17块板温度可由再沸器热量输入控制。双温控制的条件数为1. 25,表明双温度控制方案从稳态角度看是可行的。