苯乙烯装置控制系统的优化与实施

论文摘要

为提高苯乙烯装置的经济效益,许多企业加大了对苯乙烯生产装置的技术改造与革新。目前,我国苯乙烯生产装置基本上都普及了DCS,使国内苯乙烯生产装置的控制水平得到显著的提高。但由于苯乙烯生产装置的工艺特性,造成装置DCS的自控率、装置的平稳率等相对于其它装置较低。因此,对DCS控制回路进行优化操作,提高装置的自控率、平稳率并基于反应机理进行操作条件优化是提高苯乙烯装置经济效益的有效方法。此方法的优点是对DCS改动很少甚至不改动就可达到事半功倍的效果。本文介绍了运用OPC技术实现TDC3000系统与先进控制系统上位机之间的数据通讯,OPC技术是本文先进控制能够运行的基础。本文主要研究应用多变量预测控制技术对苯乙烯装置进行操作优化,通过软测量的方法实现在线优化的观测计算,利用VSUPCC对装置进行操作优化,实现经济效益的最大化。通过先进控制,使装置实现了卡边控制,使控制更加平稳,使生成苯乙烯反应的反应深度增加,降低了原料的损耗,大大提高了装置的苯乙烯产率,取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及其意义
• 1.1.1 苯乙烯用途
• 1.1.2 世界苯乙烯供需状况及发展
• 1.1.3 我国苯乙烯的供需现状及发展
• 1.1.4 国内生产苯乙烯生产与国外的差距
• 1.2 国内外优化方面的进展
• 1.2.1 各种先进控制软件包
• 1.2.2 模型预测控制
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 本文的章节安排
• 第2章 装置的工艺流程及控制系统检测点分析
• 2.1 苯脱氢制苯乙烯的基本流程
• 2.1.1 脱氢反应系统（DC-301/302）的主要工艺流程
• 2.1.2 苯催化脱氢制苯乙烯的影响因素
• 2.1.3 苯脱氢反应方程式及反应热
• 2.1.4 苯脱氢反应动力学方程
• 2.2 控制回路及检测点分析
• 2.2.1 乙苯蒸发器EA-301系统的操作
• 2.2.2 一次蒸汽的操作
• 2.2.3 液位的操作
• 2.2.4 蒸汽/乙苯比的操作
• 2.2.5 蒸汽过热炉（BA—301）系统的操作
• 2.2.6 蒸汽过热炉（BA—301）"A"室温度的操作
• 2.2.7 蒸汽过热炉（BA—301）"B"室温度的操作
• 2.3 苯脱氢VSUPCC变量划分
• 2.4 本章小结
• 第3章 优化控制技术及算法分析
• 3.1 模型预估控制（MPC）
• 3.2 在线实时观测计算
• 3.2.1 宏观反应热
• 3.2.2 温度平均值定义
• 3.2.3 反应器出口苯乙烯生成率定义
• 3.2.4 乙苯流量计算
• 3.2.5 苯乙烯产率
• 3.2.6 甲苯产率
• 3.2.7 催化剂活性指标
• 3.3 DC301反应器入口混合温度
• 3.4 乙苯脱氢单元观测计算
• 3.5 变结构通用预估协调控制器
• 3.6 本章小结
• 第4章 先进控制系统配置和OPC技术
• 4.1 集散控制系统
• 4.1.1 集散控制系统的发展历史
• 4.1.2 TPS系统及其功能概述
• 4.2 DCS系统图与先进控制硬件配置
• 4.3 OPC技术
• 4.3.1 OPC概述[11-17]
• 4.3.2 OPC的优越与特点
• 4.3.3 OPC的网络互联
• 4.3.4 OPC服务器与接口
• 4.3.5 OPC数据存取规范
• 4.3.6 OPC数据存取服务器的访问方式
• 4.3.7 OPC客户程序的设计
• 4.3.8 OPC服务器客户端编程要求
• 4.3.9 OPC客户端编程框架
• 4.4 OPC技术的应用及系统的支持
• 4.5 本章小结
• 第5章 乙苯脱氢VSUPCC控制与实时优化
• 5.1 VSUPCC控制器的设计与组态
• 5.1.1 VSUPCC的在线运行和离线设计
• 5.1.2 控制器设计
• 5.1.3 控制器与DCS的衔接与运行
• 5.2 乙苯脱氢反应器的先进控制-3#VSUPCC
• 5.2.1 苯脱氢反应器的先进控制目标与策略
• 5.2.2 反应深度的控制
• 5.3 乙苯脱氢反应过程的实时优化-2#ROPT
• 5.3.1 优化目标
• 5.3.2 操作面板与操作方法
• 5.4 苯脱氢单元控制目标与策略
• 5.4.1 目标与策略
• 5.4.2 DC301多变量预估控制与协调子系统
• 5.4.3 DC302多变量预估控制与协调子系统
• 5.5 乙苯脱氢反应深度实时优化
• 5.5.1 优化目标
• 5.5.2 寻优方法与特点
• 5.6 本章小结
• 第6章 结语与展望
• 参考文献
• 致谢