1、工藝簡介
芳烴抽提裝置是以環(huán)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(jié)合的方法,分離成芳烴和非芳烴的物理過程,其中芳烴再經(jīng)苯塔精餾得到高純度的苯和甲苯,苯作為芳烴聯(lián)合裝置的主要產(chǎn)品之一送出界區(qū),甲苯作為歧化裝置的原料。
重整脫庚烷塔頂液由加壓經(jīng)流量控制調(diào)節(jié)后進(jìn)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(jìn)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(huán)使用。經(jīng)白土塔處理后的抽提油進(jìn)入苯塔第30塊塔板,從塔頂導(dǎo)出的苯和少量非芳烴經(jīng)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(cè)線抽出。
2、需求分析
芳烴抽提裝置生產(chǎn)過程中面臨的主要問題有:
*許多重要的工藝參數(shù)需手動(dòng)調(diào)節(jié),不能達(dá)到平穩(wěn)和一致的控制效果;
*裝置的干擾因素多,對塔的影響大,如:進(jìn)料流量的變化、進(jìn)料組分波動(dòng)、溶劑質(zhì)量的變化、溶劑溫度的波動(dòng)以及環(huán)境條件變化等,這些因素均影響裝置的平穩(wěn)操作;
*由于裝置中存在著溶劑循環(huán)、烴循環(huán)和水循環(huán),且各塔是上下游的工藝關(guān)系,因此裝置中的許多變量存在著較強(qiáng)耦合關(guān)聯(lián)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(jìn)控制系統(tǒng)的需求是:通過高級多變量魯棒預(yù)測控制等手段,提高整個(gè)裝置的抗干擾能力和控制系統(tǒng)魯棒性,實(shí)現(xiàn)溶劑平衡、烴平衡和水平衡以改善各生產(chǎn)單元的平穩(wěn)性;在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下、實(shí)現(xiàn)“卡邊”控制、提高芳烴收率、降低溶劑消耗,并通過優(yōu)化精餾塔的回流,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
3、控制目標(biāo)
?*抽提塔界面、汽提塔壓力、回收塔溫度等主要變量標(biāo)準(zhǔn)差降低20%~50%;
?*進(jìn)一步提高芳烴收率和降低溶劑消耗,使芳烴收率在現(xiàn)有基礎(chǔ)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(jìn)控制方案
針對芳烴抽提生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)了一個(gè)大的控制器,并結(jié)合抽提塔、汽提塔、溶劑回收塔和苯塔等塔的特點(diǎn),將大控制器分解成抽提塔、汽提塔、溶劑回收塔和苯塔四個(gè)子控制器,從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)裝置的先進(jìn)控制。
? 抽提塔子控制器由2個(gè)CV、2個(gè)MV和5個(gè)DV組成;
? 汽提塔子控制器由2個(gè)CV、2個(gè)MV和3個(gè)DV組成;
? 溶劑回收塔子控制器由2個(gè)CV、3個(gè)MV和4個(gè)DV組成;
? 苯塔子控制器由5個(gè)CV,6個(gè)MV和4個(gè)DV組成。
5、應(yīng)用效果
芳烴抽提裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)有效提高了裝置的抗干擾能力,各主要工藝參數(shù)能自動(dòng)跟蹤調(diào)整,使精餾系統(tǒng)的操作更平穩(wěn),主要被控變量的標(biāo)準(zhǔn)差降低50%以上;在平穩(wěn)操作的基礎(chǔ)上,抽提塔系各主要參數(shù)實(shí)現(xiàn)了“卡邊”控制,帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。先進(jìn)控制系統(tǒng)投用后,操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度下降,得到了操作人員的認(rèn)可和歡迎。
6、經(jīng)濟(jì)效益
根據(jù)裝置標(biāo)定,通過對比先進(jìn)控制系統(tǒng)投運(yùn)前后的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),采用先進(jìn)控制系統(tǒng)可獲得如下的效益:
1) 低壓蒸汽消耗下降8%,年直接經(jīng)濟(jì)效益123.6萬元;
2) 抽余油中芳烴含量降低1.25%,年直接經(jīng)濟(jì)效益208.07萬元;
3) 溶劑消耗降低6.9噸/年,年直接經(jīng)濟(jì)效益19.32萬元;