先進(jìn)控制技術(shù)在己內(nèi)酰胺生產(chǎn)中的運(yùn)用

吳林濤，佘林源，羅 巖，廖秋實(shí)，劉燕琴

（湖北三寧化工股份有限公司，湖北宜昌 443206）

1 蒸餾先進(jìn)控制功能簡(jiǎn)介

蒸餾先進(jìn)控制功能主要有以下幾點(diǎn)。

（1）常減壓裝置采用先進(jìn)控制技術(shù)，可以使裝置運(yùn)行更平穩(wěn)、更精細(xì)[1]。本先進(jìn)控制系統(tǒng)根據(jù)蒸餾一塔和蒸餾三塔的塔況（傳熱系數(shù)和蒸氣壓力綜合評(píng)價(jià)因子），實(shí)現(xiàn)蒸餾一、三塔的負(fù)荷智能優(yōu)化分配；同時(shí)實(shí)現(xiàn)總蒸發(fā)量的優(yōu)化分配。通過(guò)上述優(yōu)化控制，得到蒸餾一塔、二塔和三塔的蒸發(fā)量和進(jìn)料負(fù)荷的先進(jìn)控制系統(tǒng)計(jì)算值，然后利用模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)單塔的蒸氣壓力和塔底溫度的先進(jìn)控制，實(shí)現(xiàn)成品質(zhì)量和產(chǎn)出的卡邊控制。

（2）軟測(cè)量技術(shù)可以使得各工藝參數(shù)達(dá)到設(shè)定指標(biāo)[2]。蒸餾通過(guò)進(jìn)料堿度的軟測(cè)量，實(shí)現(xiàn)蒸餾進(jìn)料堿度的閉環(huán)控制，同時(shí)兼顧己內(nèi)酰胺產(chǎn)品的消光控制。

（3）初步實(shí)現(xiàn)了己內(nèi)酰胺班產(chǎn)、日產(chǎn)和歷史產(chǎn)量查詢，以及消耗在線統(tǒng)計(jì)。

（4）蒸餾二塔出現(xiàn)淹塔報(bào)警時(shí)，可及時(shí)對(duì)淹塔原因進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施，確保裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行[3]。

（5）蒸餾塔運(yùn)行周期顯示及注堿管線堵塞診斷等功能。

2 蒸餾工段先進(jìn)控制系統(tǒng)運(yùn)行分析

2.1 運(yùn)行周期評(píng)價(jià)

己內(nèi)酰胺裝置蒸餾塔平均運(yùn)行周期對(duì)比見(jiàn)圖1。

圖1 己內(nèi)酰胺裝置蒸餾塔平均運(yùn)行周期對(duì)比

如圖1所見(jiàn)，先進(jìn)控制系統(tǒng)投用前，蒸餾一、二和三塔蒸煮次數(shù)相對(duì)先進(jìn)控制系統(tǒng)投用后的蒸煮次數(shù)明顯多，先進(jìn)控制系統(tǒng)投用后，蒸餾一、二和三塔的運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)。

2.2 成品質(zhì)量控制評(píng)價(jià)

同比時(shí)間2015.8—2015.10（常規(guī)控制）與2016.8—2016.10（先進(jìn)控制），環(huán)比時(shí)間是 2016.1—2016.6（先進(jìn)控制）與2016.8—2016.10，對(duì)比分析蒸餾一塔餾分、蒸餾三塔餾分以及混合餾分質(zhì)量指標(biāo)。

2.2.1 堿度與水分

工業(yè)用己內(nèi)酰胺堿度的分析方法采用滴定分析方法，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 13255.6—2009《工業(yè)用己內(nèi)酰胺試驗(yàn)方法 第6部分：酸度或堿度的測(cè)定》。

工業(yè)用己內(nèi)酰胺水分含量的分析方法采用共沸法和卡爾·費(fèi)休法，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 6682—2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》。

堿度、水分常規(guī)控制和先進(jìn)控制同比、環(huán)比統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

窗外，不知何時(shí)下起了雨，噼噼啪啪打得窗玻璃響，讓人為著明天陡生出一種焦憂。王爺卻兀自輕輕地笑了。這地方天氣，凡前夜下雨或者大風(fēng)，次日慣常都會(huì)是晴的。

表1 堿度、水分常規(guī)控制和先進(jìn)控制同比、環(huán)比統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從表1分析，堿度同比，一塔堿度整體呈下降趨勢(shì)，三塔、混合餾分堿度整體平均水平略有上漲；堿度環(huán)比，一塔餾分平均水平略有上升，三塔餾分以及混合餾分堿度整體略有下降。水分同比與環(huán)比，一塔餾分、混合餾分整體平均值有上漲，三塔餾分整體略有下降。但堿度與水分從標(biāo)準(zhǔn)方差分析，先進(jìn)控制投用后蒸餾一塔、蒸餾三塔以及混合餾分堿度、水分穩(wěn)定性同比、環(huán)比有較大提升。

2.2.2 消光與揮堿

工業(yè)用己內(nèi)酰胺在290 nm波長(zhǎng)處的吸光度的測(cè)定方法采用分光光度法，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 13255.5—2009《工業(yè)用己內(nèi)酰胺試驗(yàn)方法 第5部分：290 nm波長(zhǎng)處吸光度的測(cè)定》。

工業(yè)用己內(nèi)酰胺中揮發(fā)性堿含量的分析方法采用蒸餾后滴定分析方法，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 13255.4—2009《工業(yè)用己內(nèi)酰胺試驗(yàn)方法 第4部分：揮發(fā)性堿含量的測(cè)定 蒸餾后滴定法》。

消光、揮堿常規(guī)控制和先進(jìn)控制同比、環(huán)比統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 消光、揮堿常規(guī)控制和先進(jìn)控制同比、環(huán)比統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從表2分析，消光同比結(jié)果，一塔餾分整體呈下降趨勢(shì)，三塔、混合餾分整體平均水平有下降趨勢(shì)，且混合餾分下降明顯；消光環(huán)比結(jié)果，蒸餾一塔、三塔以及混合餾分均有下降趨勢(shì)，且一塔和混合餾分下降明顯。但從標(biāo)準(zhǔn)方差分析，先進(jìn)控制投用后，蒸餾三塔餾分消光同比結(jié)果，穩(wěn)定性有一定下降，蒸餾一塔餾分以及混合餾分消光穩(wěn)定性同比、環(huán)比有較大提升。揮堿同比結(jié)果，一塔、三塔和混合餾分整體平均水平有上漲趨勢(shì)，揮堿環(huán)比結(jié)果，一塔餾分穩(wěn)定，三塔和混合餾分揮堿平均水平上漲。從標(biāo)準(zhǔn)方差分析，先進(jìn)控制投用后，三塔餾分揮堿同比、環(huán)比穩(wěn)定性有所下降，一塔餾分和混合餾分揮堿的整體穩(wěn)定性同比、環(huán)比均有一定提升。

2.3 先進(jìn)控制系統(tǒng)其他功能評(píng)價(jià)

2.3.1 堿度軟測(cè)量功能評(píng)價(jià)

目前蒸餾堿度基本實(shí)現(xiàn)以堿度軟測(cè)量功能來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制，堿度軟測(cè)量是根據(jù)蒸發(fā)進(jìn)料量及加堿量計(jì)算得出的一個(gè)蒸餾進(jìn)料在線堿度，有時(shí)計(jì)算與實(shí)際值偏差較遠(yuǎn)，此時(shí)就根據(jù)分析數(shù)據(jù)對(duì)軟測(cè)量進(jìn)行校偏處理，但軟測(cè)量整體趨勢(shì)調(diào)控基本可以達(dá)到要求，蒸餾進(jìn)料堿度平穩(wěn)性較好。

2.3.2 蒸餾二塔淹塔報(bào)警功能評(píng)價(jià)

蒸餾二塔淹塔報(bào)警主要是基于二塔溫度和蒸發(fā)量下降趨勢(shì)進(jìn)行計(jì)算，得出一個(gè)淹塔報(bào)警值，雖然受各種因素的影響，如切換殘液管、真空波動(dòng)和餾分波動(dòng)等因素影響，但是可以起到提醒的作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

2.3.3 產(chǎn)量、消耗在線統(tǒng)計(jì)功能評(píng)價(jià)

對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行的監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)起到了較好作用，一定程度上方便了操作。

3 結(jié)論

（1）先進(jìn)控制技術(shù)在蒸餾塔中的運(yùn)用，延長(zhǎng)了蒸餾塔的運(yùn)行周期。

（2）先進(jìn)控制技術(shù)通過(guò)對(duì)蒸餾塔的負(fù)荷智能優(yōu)化分配和總蒸發(fā)量的優(yōu)化分配，利用模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單塔的蒸氣壓力和塔底溫度的先進(jìn)控制，提高了成品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（3）初步實(shí)現(xiàn)了己內(nèi)酰胺班產(chǎn)、日產(chǎn)和歷史產(chǎn)量查詢以及消耗在線統(tǒng)計(jì)。

（4）蒸餾堿度基本實(shí)現(xiàn)以堿度軟測(cè)量功能來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制，軟測(cè)量整體趨勢(shì)調(diào)控基本可以達(dá)到要求，蒸餾進(jìn)料堿度平穩(wěn)性較好。