APC-Suite苯乙烯装置典型案例

2019-07-19

中国石油兰州石化公司


工艺流程简介

苯乙烯装置由分子筛反应单元、乙苯精馏单元、脱氢反应单元和苯乙烯精馏单元等组成。

在分子筛反应单元中,苯和乙烯通过串联排列的第一、第二烷基化反应器得到乙苯,副产物二乙苯在随后的烷基转移反应器中进行烷基转移反应生产乙苯;反应产物送至预分馏塔回收部分未反应的苯,回流罐的气相在流量控制下进入脱非芳塔的底部,而塔釜出料送至苯干燥塔干燥后送入中间罐区。

乙苯精馏单元由苯回收塔、乙苯精馏塔和二乙苯精馏塔串联组成。来自中间罐区的烃化液进入苯回收塔,塔顶产物回送分子筛反应单元作为烷基化反应原料苯,塔釜的粗乙苯通过自压送至乙苯精馏塔,塔顶产物是精乙苯,部分送脱氢单元作为脱氢原料,部分送中间罐区;塔釜物料冷却后再自压下送入二乙苯精馏塔,塔顶产物是乙苯与二乙苯的混合物,送至中间罐区作为烷基转移反应原料,塔釜的多乙苯混合物经冷却后送中间罐区。

脱氢反应单元主要包括两段脱氢反应器、蒸汽过热炉、尾气压缩机、残油吸收塔、换热器/冷凝器和工艺冷凝液汽提塔等设备。反应生成的脱氢液加入阻聚剂后送中间罐区。蒸汽过热炉采用明火直接加入,所用燃料在正常情况下大部分为本装置脱氢的尾气,不足部分则由界外来的燃料气补充。

苯乙烯精馏单元由粗苯乙烯精馏塔、精苯乙烯精馏塔、乙苯回收塔、苯\甲苯塔和苯干燥塔等组成。粗苯乙烯精馏塔的进料为脱氢液,塔顶产物是乙苯回收塔的进料,塔底产物送至经精苯乙烯精馏塔。精苯乙烯精馏塔的塔顶出料为苯乙烯产品,塔底产物为焦油。乙苯回收塔的塔顶产物为含有乙苯的苯与甲苯的混合物,作为苯\甲苯塔的进料,塔釜的回收乙苯送至中间罐区。苯/甲苯塔塔顶分离出的苯送至苯干燥塔,而塔釜的甲苯经换热后送至中间罐区。


先进控制策略

苯乙烯装置先进控制系统主要实现如下的控制功能:

苯乙烯装置先进控制系统由:分子筛反应控制器、乙苯精馏控制器、脱氢反应控制器和苯乙烯精馏控制器组成,其中:

分子筛反应子控制器由8个CV,9个MV和2个DV组成;

乙苯精馏子控制器由7个CV,9个MV和6个DV组成;

脱氢反应子控制器由5个CV,5个MV和2个DV组成;

苯乙烯精馏子控制器由5个CV,5个MV和5个DV组成。


应用效果

苯乙烯装置先进控制系统实施后,取得了如下的控制效果:

1) 有效提高了装置的抗干扰能力与平稳性,各主要工艺参数能自动跟踪调整,主要被控变量的标准差降低50%以上;

2) 在平稳操作的基础上,装置的关键工艺参数实现了"卡边"控制,带来了显著的经济效益;

3) 提高了装置的自动化水平,大大降低了操作人员的劳动强度。

苯乙烯装置先进控制系统投用前后,部分关键变量的控制效果对比如图所示:


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图1  苯乙烯装置部分变量控制效果效益分析

根据对比苯乙烯装置先进控制系统投运前后的标定结果和统计数据,先进控制系统投用可获得的效益如下:

1)实现了装置的平稳运行与苯乙烯质量"卡边"控制,苯乙烯产率提高0.734%;

2)装置能耗降低了0.818万大卡/T.SM。


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