專利名稱：一種精丙烯塔頂?shù)目刂品椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精丙烯塔頂?shù)目刂品椒ā?
背景技術(shù)：
以前一直認為壓力的穩(wěn)定控制是精餾塔操作的要點，所以，以前采用固定回流比， 壓力投自動控制。熱旁路的大開大合，雖然能把壓力控制在一個值上，但造成回流罐液位的 上下振蕩波動，同時也相應(yīng)引起精丙烯純度的波動，當(dāng)純度很低時，丙烯外甩量關(guān)得很小， 純度很高時，丙烯外甩量又開得很大，有時候為了維持回流罐液位，大幅關(guān)小丙烯外甩量。 這本身就是不穩(wěn)定的現(xiàn)象，完全處于被動調(diào)節(jié)的階段，丙烯高產(chǎn)難以實現(xiàn)。所以當(dāng)液位變化 時，我們嘗試采用調(diào)節(jié)塔底熱水量的辦法，但效果不好，很遲鈍，有一種遠水解不了近渴的 感覺。而且當(dāng)回流罐液位下降很快時，提熱水量造成整個塔的壓降增大，最終造成液泛。到 后來有所進步，預(yù)計到回流罐液位要暴漲或暴跌之際，馬上用熱旁路手動調(diào)節(jié)液位，再用回 流量來補充調(diào)節(jié)，這個實際上還是手忙腳亂，難以做到精確調(diào)節(jié)，而且壓力隨時都會變化， 變化多少很難把握，盯表強度也很大。另外每個班的操作手法沒有統(tǒng)一，各有各的方法，產(chǎn) 品產(chǎn)量和質(zhì)量都不穩(wěn)定。精丙烯塔頂?shù)倪B接見圖1，其存在問題是1，滿負荷運行，操作條件比較苛刻。 2，該塔基本是全手動操作，一些重要操作控制參數(shù)(如丙烯純度AC4101和丙烯出料 FC4120、回流罐液位LC4108及回流量FC41W)都無法投自控。3，各班操作思路不同，造成 塔的工況極不穩(wěn)定。該塔容積大，一旦波動要穩(wěn)定下來需要很長時間。這些因素都影響精 丙烯的產(chǎn)量。如果能把塔頂?shù)奈鍌€重要參數(shù)分別串接起來自動控制，操作肯定要穩(wěn)定得多。 但是，這里存在兩個問題一直不能解決，導(dǎo)致這些控制回路都投不上串接。第一到底應(yīng)該 以哪個作為主回路或者主參數(shù)不能確定。第二PID參數(shù)應(yīng)該如何設(shè)定為最佳。這兩個問 題一直困擾著我們。精丙烯塔頂每一層塔盤上的丙烯純度都不一樣，呈階梯式下降趨勢，當(dāng)壓力波動 時，回流罐液位上升時，大量較低純度丙烯組分通過塔頂餾出線時，AIC4101色譜即時反映 了這一點，雖然V4004不一定馬上不合格，但馬上就會惡化。所以當(dāng)其它參數(shù)穩(wěn)定時，液位 的上升和下降直接反映了塔頂餾出物的增加和減少，若液位上升則純度下降，若液位下降 則純度上升。若能有一個穩(wěn)定的液位，則純度也是穩(wěn)定的，純度的變化就非常小，可以通過 細微的調(diào)節(jié)來獲得穩(wěn)定的工況，從而實現(xiàn)丙烯高產(chǎn)。所以控制液位是從原來的被動調(diào)節(jié)向 主動調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種精丙烯塔頂?shù)目刂品椒?，其能多出精丙?可提高公司的經(jīng)濟效益，同時這項發(fā)明大大提高了操作平穩(wěn)率，減輕了操作人員的操作強度。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種精丙烯塔頂?shù)目刂品椒?，其精丙烯塔頂?shù)幕亓鞴抟何挥?LC4108)與回流量控制的控制閥(FC4119)串接；測量丙烯純 度的檢測控制單元(AC4101)與控制丙烯外甩量的控制閥(FC4120)串接；控制塔頂壓力的 檢測控制單元(PC4C10;3)與冷熱旁路上的各路控制閥分別串接，其特征在于回流罐液位 和塔頂?shù)膲毫Σ捎肞I控制。作為改進，丙烯純度也采用采用PI控制。塔頂?shù)膲毫ζ銹I控制參數(shù)P值7-13%，為增益；I值彡700min?；亓鞴抟何黄銹I控制參數(shù)P值1. 3-1. 7%，為增益；I值15-20min。丙烯純度其PI控制參數(shù)P值2. 7-3. 3%，為增益；I值85-115min,檢測控制單元 量程是0-1 %，代表99-100 %的丙烯純度?？刂崎y(FC4119和FC4120)是流量控制的，屬非滯后參數(shù)，只要調(diào)節(jié)靈敏就行，參 數(shù)設(shè)置分別為(P值0. 4% ;1值0. 5min)和(P值0. 6% ;1值0. 5min)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于可以應(yīng)用在相同裝置上，如精丙烯塔，中石 化、中石油、中海油這樣的裝置有很多；其次可以應(yīng)用在同類相似裝置上；PI參數(shù)的理念幾 乎可以用在任何滯后的操作場所中，它當(dāng)I積分時間足夠長條件下，可以獲得微分D的超 前調(diào)節(jié)的效果，它能大幅提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，提高裝置的平穩(wěn)率，減少操作人員的操作強 度。


圖1為精丙烯塔頂?shù)目刂圃韴D；
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。下面把精丙烯塔的幾個參數(shù)以對液位影響程度從高到低排列壓力、塔頂回流量、 塔底熱負荷、丙烯外甩量、進料量及組成。實際生產(chǎn)中，熱水溫度還是較穩(wěn)定的，塔底熱水的 穩(wěn)定是得天獨厚的優(yōu)勢，一般不做調(diào)節(jié)，關(guān)鍵能保證較高的回流比就可以了。而丙烯外甩 量、進料量及組成對液位的變化是漸進式的，少量的調(diào)節(jié)對回流罐液位的影響不大。壓力、 塔頂回流量就成了控制回流罐液位的關(guān)鍵。這兩個參數(shù)對液位的影響最大，特別是壓力的 變化可以造成回流罐液位突變。所以用壓力和回流量來控制液位最好，最靈敏。那么如何來控制壓力呢？壓力投自動是必須的，手動調(diào)節(jié)肯定是不成功的。投自動的關(guān)鍵是PI參數(shù)的選擇。這里就要把握兩個原則。1:壓力變化時熱旁路 的開關(guān)幅度不能很大，幅度很大雖然可以多抵消一部分液位的變化，但容易頻繁卡邊沒有 調(diào)節(jié)余地，結(jié)果是外操開停空冷和內(nèi)操調(diào)節(jié)空冷扇葉角度次數(shù)增多。另外一方面是熱旁路 容易開得太大，造成液位的不穩(wěn)定。2:當(dāng)壓力變化時，熱旁路才變化。雖然壓力和給定值有 偏差也不能再做調(diào)節(jié)，只要壓力在允許范圍內(nèi)(以工藝指標(biāo)為參照)就可。所以積分時間 一定要長。因為如果壓力下降，偏差存在，此時壓力雖然不再變化，但熱旁路在積分作用下 會一直開大，熱旁路開大影響液位，使液位下降。這時如果要維持液位不變，需要減小回流 量。但回流量的持續(xù)下降馬上就造成回流比不夠。影響塔板的分離效果，造成丙烯純度下 降。反之如果熱旁路不斷關(guān)小，回流量持續(xù)增加容易造成液泛。為了滿足原則一，增益P值應(yīng)選擇小一點，經(jīng)測算5 10%最合適。為了滿足原則二，應(yīng)把積分時間放在最遲鈍的位置，我們選擇IOOOmin (DCS最大值是1440min)。既塔頂 的壓力其PI控制參數(shù)P值10%;1值lOOOmin，這樣熱旁路的調(diào)節(jié)效果是這樣的當(dāng)壓力變 化時，熱旁路才變化，抵消了 一部分因壓力變化而引起的液位變化，余下的液位偏差由回流 量調(diào)節(jié)；壓力不變時，即使偏離給定值，熱旁路也不做調(diào)節(jié)。當(dāng)壓力接近工藝指標(biāo)的上下限 時，才調(diào)節(jié)空冷負荷。精丙烯塔的T4003的回流罐液位計LC4108和控制回流量的控制閥FC4119串接， 把握一個原則，就是液位出現(xiàn)偏差時，回流量能迅速及時調(diào)節(jié)，使回流罐液位迅速恢復(fù)到給 定值，這樣丙稀純度變化就最小。所以精丙烯塔的T4003的回流罐液位計LC4108調(diào)節(jié)精度 要求較高，我們選擇了相對較短的積分時間?？偨Y(jié)如下回流罐液位計LC4108，是中心參數(shù)，T4003回流罐液位計和回流量串級 相當(dāng)于這三個串級的主回路，此參數(shù)要求迅速調(diào)節(jié)，但要求回流量不能來回波動，經(jīng)長期測 試的回流罐液位PI控制其參數(shù)P :1. 5%a ISmin比較合適，液位基本無波動(在士0. 3% 內(nèi))，在塔底取熱、進料量等條件變化時能迅速、準確調(diào)整回流量，全塔操作穩(wěn)定，確保丙烯 純度不會大起大落。
塔頂壓力的檢測控制單元PC4103，此參數(shù)要求基本穩(wěn)定，對偏差要求不高，但冷熱 旁路不能頻繁來回調(diào)節(jié)影響回流罐V4004液位，經(jīng)測試塔頂壓力的PI控制其參數(shù)P 10 %、 I =IOOOmin比較合適，在早晚氣溫變化較大既能保證壓力基本穩(wěn)定(有偏差)又能減少對 回流罐V4004的影響。丙烯純度的檢測控制單元AC4101，要求調(diào)節(jié)比較緩慢，對變化趨勢較敏感，偏差不 太敏感，不能大幅變化，經(jīng)測試丙烯純度的PI控制其參數(shù)P :3.0%、I =IOOmin比較合適，有 效的通過對丙烯出料的微調(diào)來影響回流罐液位，達到了操作更加平穩(wěn)，丙烯純度波動變小 的目的。其它串接控制中的副表如控制回流量的控制閥FC4119、控制精丙烯外甩量的控制 閥FC4120等因為隨主表動作，只要求能及時動作就行，PID參數(shù)要求不高。經(jīng)過本公司實踐證明，該方法在低負荷時可以實現(xiàn)節(jié)能，在高負荷時可意實現(xiàn)丙 烯產(chǎn)量的最大化，實際丙烯產(chǎn)量/理論丙烯產(chǎn)量的比值由0. 845提高到0. 865左右，丙烯日 均產(chǎn)量增加了 10噸左右，以丙烯與液化氣扣除操作費用后的差價3000元人民幣計，每年可 以增加效益1050萬元人民幣。
權(quán)利要求
1.一種精丙烯塔頂?shù)目刂品椒?，其精丙烯塔頂?shù)幕亓鞴抟何挥?LC4108)與回流量控 制的控制閥(FC4119)串接；測量丙烯純度的檢測控制單元(AC4101)與控制丙烯外甩量的 控制閥(FC4120)串接；控制塔頂壓力的檢測控制單元(PC4C10;3)與冷熱旁路上的各路控制 閥分別串接，其特征在于回流罐液位和塔頂?shù)膲毫Σ捎肞I控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精丙烯塔頂?shù)目刂品椒ǎ涮卣髟谟诒┘兌纫膊捎貌捎?PI控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的精丙烯塔頂?shù)目刂品椒?，其特征在于塔頂?shù)膲毫ζ銹I 控制參數(shù)P值7-13%，為增益；I值彡700min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的精丙烯塔頂?shù)目刂品椒?，其特征在于回流罐液位其PI 控制參數(shù)P值1. 3-1. 7%,為增益；I值15-20min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的精丙烯塔頂?shù)目刂品椒?，其特征在于丙烯純度其PI控 制參數(shù)P值2. 7-3. 3 %，為增益；I值85-115min，檢測控制單元量程是0_1 %，代表99-100 % 的丙烯純度。
全文摘要
一種精丙烯塔頂?shù)目刂品椒?，其精丙烯塔頂?shù)幕亓鞴抟何挥?LC4108)與回流量控制的控制閥(FC4119)串接；測量丙烯純度的檢測控制單元(AC4101)與控制丙烯外甩量的控制閥(FC4120)串接；控制塔頂壓力的檢測控制單元(PC4C103)與冷熱旁路上的各路控制閥分別串接，其特征在于塔頂?shù)膲毫ψ鳛橹鲄?shù)進行控制，塔頂回流量作為次參數(shù)進行控制，并且都是采用PI控制；其能多出精丙烯可提高公司的經(jīng)濟效益，同時這項發(fā)明大大提高了操作平穩(wěn)率，減輕了操作人員的操作強度。
文檔編號C07C7/04GK102039059SQ200910153480
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者邱向陽 申請人:中國石油化工股份有限公司