APC-Suite苯乙烯裝置典型案例

2019-07-19

中國石油蘭州石化公司


工藝流程簡介

苯乙烯裝置由分子篩反應單元、乙苯精餾單元、脫氫反應單元和苯乙烯精餾單元等組成。

在分子篩反應單元中,苯和乙烯通過串聯排列的第一、第二烷基化反應器得到乙苯,副產物二乙苯在隨后的烷基轉移反應器中進行烷基轉移反應生產乙苯;反應產物送至預分餾塔回收部分未反應的苯,回流罐的氣相在流量控制下進入脫非芳塔的底部,而塔釜出料送至苯干燥塔干燥后送入中間罐區。

乙苯精餾單元由苯回收塔、乙苯精餾塔和二乙苯精餾塔串聯組成。來自中間罐區的烴化液進入苯回收塔,塔頂產物回送分子篩反應單元作為烷基化反應原料苯,塔釜的粗乙苯通過自壓送至乙苯精餾塔,塔頂產物是精乙苯,部分送脫氫單元作為脫氫原料,部分送中間罐區;塔釜物料冷卻后再自壓下送入二乙苯精餾塔,塔頂產物是乙苯與二乙苯的混合物,送至中間罐區作為烷基轉移反應原料,塔釜的多乙苯混合物經冷卻后送中間罐區。

脫氫反應單元主要包括兩段脫氫反應器、蒸汽過熱爐、尾氣壓縮機、殘油吸收塔、換熱器/冷凝器和工藝冷凝液汽提塔等設備。反應生成的脫氫液加入阻聚劑后送中間罐區。蒸汽過熱爐采用明火直接加入,所用燃料在正常情況下大部分為本裝置脫氫的尾氣,不足部分則由界外來的燃料氣補充。

苯乙烯精餾單元由粗苯乙烯精餾塔、精苯乙烯精餾塔、乙苯回收塔、苯\甲苯塔和苯干燥塔等組成。粗苯乙烯精餾塔的進料為脫氫液,塔頂產物是乙苯回收塔的進料,塔底產物送至經精苯乙烯精餾塔。精苯乙烯精餾塔的塔頂出料為苯乙烯產品,塔底產物為焦油。乙苯回收塔的塔頂產物為含有乙苯的苯與甲苯的混合物,作為苯\甲苯塔的進料,塔釜的回收乙苯送至中間罐區。苯/甲苯塔塔頂分離出的苯送至苯干燥塔,而塔釜的甲苯經換熱后送至中間罐區。


先進控制策略

苯乙烯裝置先進控制系統主要實現如下的控制功能:

苯乙烯裝置先進控制系統由:分子篩反應控制器、乙苯精餾控制器、脫氫反應控制器和苯乙烯精餾控制器組成,其中:

分子篩反應子控制器由8個CV,9個MV和2個DV組成;

乙苯精餾子控制器由7個CV,9個MV和6個DV組成;

脫氫反應子控制器由5個CV,5個MV和2個DV組成;

苯乙烯精餾子控制器由5個CV,5個MV和5個DV組成。


應用效果

苯乙烯裝置先進控制系統實施后,取得了如下的控制效果:

1) 有效提高了裝置的抗干擾能力與平穩性,各主要工藝參數能自動跟蹤調整,主要被控變量的標準差降低50%以上;

2) 在平穩操作的基礎上,裝置的關鍵工藝參數實現了"卡邊"控制,帶來了顯著的經濟效益;

3) 提高了裝置的自動化水平,大大降低了操作人員的勞動強度。

苯乙烯裝置先進控制系統投用前后,部分關鍵變量的控制效果對比如圖所示:


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圖1  苯乙烯裝置部分變量控制效果效益分析

根據對比苯乙烯裝置先進控制系統投運前后的標定結果和統計數據,先進控制系統投用可獲得的效益如下:

1)實現了裝置的平穩運行與苯乙烯質量"卡邊"控制,苯乙烯產率提高0.734%;

2)裝置能耗降低了0.818萬大卡/T.SM。


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