内容发布更新时间 : 2024/6/16 7:19:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
乙烯装置先进控制系统（APC）调研报告
1 A公司乙烯装置概况
A公司乙烯装置改造后，现有两个裂解炉区、两个急冷系统、两个裂解气压缩系统，两股裂解气经混合干燥后，进入一个顺序分离系统。装置主要产品有乙烯、丙烯、C4馏份等，同时副产氢气、甲烷、轻重燃料油、裂解汽油等。 2 A公司乙烯装置APC构成 2.1 系统硬件构成
先进控制技术是以DCS系统为基础的，AspenTech的APC软件都要求在上位机系统实现。A公司乙烯装置先进控制硬件采用三台上位机系统，均为运行Windows NT4.0操作系统的DELL服务器，装置DCS系统为YOKOGAWA的 CS/CS3000，两系统采用AspenTech开发的通讯接口软件Cimio以Client / Server结构双向通讯。三台服务器各有分工，LJDMC运行DMCplus，LJWEB运行Infoplus.21和SPYRO，LJDMCWATCH运行Aspen Watch。三台服务器采用TCP/IP协议相互连网，实现APC的各功能。APC控制系统硬件构成简图如图1。 2.2 DMC控制器及CLP结构图
项目采用了DMCPlus多变量预估控制技术和CLP复合线性规划技术。DMCPlus及CLP控制器框架结构如图2所示。
整个乙烯装置总计开发23个主控制器、18个子控制器和2个CLP控制器。具体控制器如下：
? 老区裂解炉控制器：每台裂解炉采用1个DMCPlus控制器，共11个控制器。
IP.21 Server Server Name: LJWEB Spyro Dongle attached here. IP Address: 172.16.17.20 Functions: IP.21, Spyro for APC, Production Control Web Server, Local Security Server DMCplus Server Server Name: LJDMC Aspen Dongle attached here IP Address: 172.16.17.18 Functions: DMCplus Online and DMCplus Desktop, License Manager Aspen Watch Server Server Name: LJDMCWatch IP Address: 172.16.17.19 Functions: Aspen Watch Server CIM IO OPC Server One Server Name: STN0250 连接老区裂解炉DCS OPC Server Two Server Name: STN0132 连接分离系统DCS OPC Server 3 Server Name: STN0132 连接新区裂解炉及急冷压缩系统DCS 图1 APC控制系统硬件构成简图
老区裂解炉进料最大化 DMCPlus CLP 新区裂解炉进料最大化 DMCPlus CLP 老区裂解 炉控制器 DMCPlus 老区急冷 控制器 DMCPlus 老区压缩 控制器 DMCPlus 新区裂解 炉控制器 DMCPlus 新区急冷 控制器 DMCPlus 新区压缩 控制器 DMCPlus 脱丙烷塔 控制器 DMCPlus 丙烯精馏塔控制器 DMCPlus 乙烯塔温度控制器 DMCPlus 冷区 控制器 DMCPlus 乙烯装置 图2 DMCPlus控制器和CLP结构图
? 老区急冷控制器：采用1个DMCPlus控制器，包括汽油分馏塔和急冷水塔2
个子控制器。
? 老区压缩控制器：采用1个DMCPlus控制器。
? 脱丙烷塔控制器：采用1个DMCPlus控制器，包括高、低压脱丙烷塔2个子
控制器。
? 丙烯精馏塔控制器：采用1个DMCPlus控制器，包括新、老丙烯塔2个子控
制器。
? 乙烯塔温度控制器：采用1个DMCPlus控制器，包括新、老乙烯塔2个子控
制器。
? 冷区控制器：采用1个DMCPlus控制器，包括：物料平衡、脱甲烷塔、2个
脱乙烷塔、2个乙烯精馏塔、2个丙烯制冷压缩机等8个子控制器。 ? 新区裂解炉控制器：每台裂解炉采用1个DMCPlus控制器，共４个控制器。 ? 新区急冷控制器：采用1个DMCPlus控制器，包括汽油分馏塔和急冷水塔2
个子控制器。
? 新区压缩控制器：采用1个DMCPlus控制器。 ? 老区裂解炉进料最大化控制器：采用1个CLP控制器。 ? 新区裂解炉进料最大化控制器：采用1个CLP控制器。
该先进控制系统与Technip的裂解炉深度计算软件（SPYRO）相连接，SPRYO实时计算裂解深度作为裂解炉DMCPlus控制器的输入。结构图如图3和图4所示。装置安装了石脑油原料的近红外在线分析仪NIR。NIR能够实时分析原料性质的变化，比常规的手工分析来得更及时，这为先进控制提供了有效的原料性质信息。NIR给出的是原料的ASTM馏程分析、密度、族组成等信息，而裂解深度计算的SAPC程序需要的原料性质输入是细分到128种纯组分的组成数据。为此，开发了一个接口程序，把NIR给出的ASTM馏程分析、密度、族组成等信息转换为细分到128种纯组分的组成数据，这样，从NIR到SAPC再到DMCPlus控制器就成为一个闭环控制的集成体。NIR, Spyro for APC 和DMCPlus系统结构如图5所示。