APC-Suite丁二烯抽提裝置典型案例

2019-07-17

中國石化茂名石化分公司

中國石化工齊魯石化分公司


橡膠廠工藝流程簡介

丁二烯是合成橡膠、樹脂等重要化工產品的原料,用途十分廣泛。丁二烯的來源主要通過萃取精餾方法從乙烯裂解裝置副產物的混合C4餾分中抽提得到,萃取溶劑主要有乙腈(ACN)、二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

丁二烯抽提裝置通常由萃取單元、精制單元和溶劑回收單元三部分組成。以DMF法生產丁二烯為例,乙烯裂解裝置提供的混合C4依次通過第一萃取精餾塔和第二萃取精餾塔,在溶劑DMF的作用下,分別除去丁烷、丁烯等難溶組分和乙烯基乙炔等易溶組分,得到的粗丁二烯經水洗脫除二甲胺后,再經兩級普通精餾分別脫除甲基乙炔、水和1、2-丁烯,2-順丁烯,碳五等雜質,最終得到合格的聚合級1,3-丁二烯產品。先進控制策略

丁二烯抽提裝置先進控制系統主要實現如下的控制功能:

(1)第一萃取單元先進控制:建立穩定變負荷系統,實現溶劑比與回流比的快速跟蹤與優化控制;建立物料平衡與能量平衡先進控制,平穩各塔工藝指標,降低單元蒸汽消耗;

(2)第二萃取單元先進控制器:建立壓縮機出口順丁烯含量軟測量儀表,合理分配壓縮機出口返回氣量與進二萃氣量;建立第二汽提塔頂放空質量控制,提高丁二烯回收量,降低丁二烯損失;建立物料平衡控制與能量平衡先進控制,平穩各塔工藝指標,保證萃余氣量的穩定,降低單元蒸汽消耗;

(3)丁二烯精制單元先進控制器:建立第一精餾塔放空軟測量儀表,實時在線預測炔烴含量,在保證安全的前提下減少放空氣量,降低丁二烯損失;建立第二精餾塔塔底丁二烯含量軟測量儀表,實時在線評估精餾塔分離效果,在此基礎上"卡邊"優化回流比與塔釜蒸汽量,確保丁二烯產品的質量的同時實現塔的平穩高效運行;

(4)溶劑精制單元先進控制器:通過平穩上游單元操作、合理調節蒸汽量,快速穩定液位與溫差,克服進料頻繁波動的影響,達到穩定操作、降低能耗的目的。應用效果

丁二烯抽提裝置先進控制系統投運后,取得了如下的控制效果:

1) 顯著地提高了裝置的抗干擾能力,主要被控變量的平均標準差降低了30%以上,達到了安全、穩定操作的目的,為裝置優化奠定了基礎;

2) 實現了不凝氣放空軟測量計算與重組分中丁二烯含量軟測量計算,為提高丁二烯產品質量提供了有力支撐,同時提高丁二烯產品收率0.2%以上;

3) 通過穩定控制與"卡邊"優化,提高裝置能量利用率,降低裝置總能耗1%以上。

丁二烯抽提裝置先進控制系統投用前后,部分重要變量的控制效果對比如圖所示:

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圖2-1 第二精餾塔塔釜溫度控制效果對比圖

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圖2-2 丁二烯產品純度化驗值對比效益分析

通過對比丁二烯裝置先進控制系統投運前后的標定結果和統計數據,先進控制系統可獲的效益如下:

1)丁二烯抽提裝置產品收率提高了0.432%;

2)丁二烯裝置總能耗降低2%。


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