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                APC-Suite丙烯腈裝置典型案例

                2019-07-19

                中國石化齊魯石化分公司

                中國石化安慶石化分公司

                山東科魯爾化學有限公司


                工藝流程簡介

                丙烯腈是合成纖維、合成橡膠和合成樹脂的重要單體,也是殺蟲劑蟲滿腈的中間體。丙烯氨氧化法生產丙烯腈是在催化劑作用下,原料丙烯、氨和空氣經混合后反應生成含丙烯腈、氫氰酸、乙腈等反應氣;隨后反應氣進入急冷塔經絕熱冷卻、除去雜質與氨后進入吸收塔,經水吸收后送入回收塔(萃取精餾塔)以分離出乙腈,丙烯腈、氫氰酸、水蒸汽則從塔頂逸出,經冷卻、分離部分水后進入脫氰塔以分離出氫氰酸;剩余物料則進入成品塔,脫除少量重組分和輕組分后產出優質的成品丙烯腈。


                先進控制策略

                丙烯腈裝置先進控制系統主要實現如下的控制功能:

                1、反應器單元控制器:通過調整丙烯流量、氨進料量和空氣流量來控制并優化反應器溫度、氨比、空烯比和尾氣氧含量等,達到提高反應器的穩定性與丙烯轉化率的目的;通過調整急冷塔上段PH值,來克服大循環PH的滯后性和大慣性,減少丙烯腈損失;

                2、回收精制單元控制器:通過合理調節冷凍水量、再沸蒸汽量、回流比等參數,優化各塔溫度分布,保證產品質量,提高丙烯腈收率,降低能耗;

                3、乙腈單元先進控制器:通過調節再沸蒸汽量、循環水流量、回流比等參數,優化各塔溫度分布,有效脫除重組分與輕組分雜質,同時防止乙腈跑損,提高乙腈收率。


                應用效果

                丙烯腈裝置先進控制系統投運后,取得了如下的效果:

                1)提高裝置的運行平穩性,關鍵被控變量的標準偏差降低30%以上;

                2)在保證產品質量的前提下,提高精制單元丙烯腈產品收率0.2%;

                3)先進控制系統的投用率達到95%以上,提高了裝置的綜合自動化水平,降低了操作人員的勞動強度。

                丙烯腈裝置先進控制系統投運前后,部分重要變量的控制效果對比如圖所示:


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                圖1  回收塔靈敏板溫度控制效果對比圖


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                圖2  脫氫氰酸塔上段靈敏板溫度控制效果對比圖效益分析

                通過對比丙烯腈裝置先進控制系統投運前后的標定結果和統計數據,先進控制系統可獲得的效益如下:

                1) 丙烯腈的收率平均提高0.3%;

                2) 丙烯腈裝置投用先進控制系統后,降低了蒸汽用量。


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