先进控制技术在甲醇精馏过程中的应用

先进控制技术在甲醇精馏过程中的应用

徐  贺

（浙江晋巨化工有限公司，浙江 衢州  324004）

[摘  要] 介绍浙江晋巨化工有限公司三塔甲醇精馏装置的工艺特点以及操作控制过程中存在的问题，决定采用多变量先进控制系统对其进行技术改造，阐述先进控制系统的整体构架、变量之间的关系、系统操作界面及其切换，以及其在预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔中的成功应用情况。

[关键词] 甲醇精馏；问题；改进措施； 先进控制系统；预精馏塔；加压精馏塔；常压精馏塔；应用情况

 [中图分类号] TQ223.12⁺1  [文献标志码] B  [文章编号] 1004-9932（2018）01-0039-03

浙江晋巨化工有限公司130 kt/a甲醇精馏装置采用三塔双效精馏工艺，其中，加压精馏塔与常压精馏塔采用差压热耦合技术，以加压精馏塔塔顶产生的甲醇蒸气作为热源，用于加热常压精馏塔底部的溶液^[1]。甲醇精馏过程中需利用低压蒸汽对预精馏塔和加压精馏塔底部粗甲醇进行加热，使粗甲醇沸腾变为气体返回塔内，同时预精馏塔和常压精馏塔顶部的甲醇蒸气需利用循环水进行冷却，使其冷凝为液体后部分回流回塔内，进而在塔内实现气液两相多次的热量、质量交换，达到精馏提纯的目的。公司甲醇精馏装置是1套由3台塔组成的精馏塔系，不仅包含相对复杂的物料进出关系，而且各塔之间还存在热量集成，即精馏工艺过程是一个多变量、较强耦合性的复杂控制过程，同时各扰动因素的影响也较为明显，致使常规PID的单输入、单输出控制系统难以满足装置生产过程中所需的整体控制要求^[2]。

为克服现有甲醇精馏装置生产控制过程中存在的各种缺陷，并提升装置的自动化水平，提高装置的抗干扰能力，增强工艺参数的平稳性，公司决定对甲醇精馏DCS控制系统进行改造，采用浙大中控的先进控制技术实现装置的精细化控制和“卡边”优化。此项改造工作于2017年1月完成，经过4个月的运行验证，甲醇精馏先进控制系统投运率较高，运行状况较好，提高了关键工艺参数的平稳性，稳定了精馏塔的操作，实现了目标产品的“卡边”操作，装置的自动化水平大幅度提高。

1  甲醇精馏装置工艺流程简介

130 kt/a甲醇精馏装置以粗甲醇为原料、低压蒸汽为热源完成粗甲醇的精馏。其中，预精馏塔和加压精馏塔以低压蒸汽为热源，使塔底粗甲醇沸腾变为上升气流返回塔内，与塔顶回流液在塔内实现气液两相的多次热量、质量交换，达到精馏的目的；常压精馏塔利用双效热耦合技术，以加压精馏塔顶部的高温甲醇蒸气为热源，使其塔底粗甲醇沸腾变为气体返回塔内，而加压精馏塔塔顶的甲醇蒸气冷凝为液体后，部分液体由泵打回加压精馏塔顶部，作为加压精馏塔的回流液；预精馏塔和常压精馏塔顶部产生的甲醇蒸气利用循环水进行间接冷却，使其冷凝为液相，之后由泵输送至预精馏塔和常压精馏塔顶部，作为在塔内进行气液两相多次热量、质量交换的回流液。

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