APC-Suite丁二烯抽提装置典型案例

2019-07-17

中国石化茂名石化分公司

中国石化工齐鲁石化分公司


橡胶厂工艺流程简介

丁二烯是合成橡胶、树脂等重要化工产品的原料,用途十分广泛。丁二烯的来源主要通过萃取精馏方法从乙烯裂解装置副产物的混合C4馏分中抽提得到,萃取溶剂主要有乙腈(ACN)、二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

丁二烯抽提装置通常由萃取单元、精制单元和溶剂回收单元三部分组成。以DMF法生产丁二烯为例,乙烯裂解装置提供的混合C4依次通过第一萃取精馏塔和第二萃取精馏塔,在溶剂DMF的作用下,分别除去丁烷、丁烯等难溶组分和乙烯基乙炔等易溶组分,得到的粗丁二烯经水洗脱除二甲胺后,再经两级普通精馏分别脱除甲基乙炔、水和1、2-丁烯,2-顺丁烯,碳五等杂质,最终得到合格的聚合级1,3-丁二烯产品。先进控制策略

丁二烯抽提装置先进控制系统主要实现如下的控制功能:

(1)第一萃取单元先进控制:建立稳定变负荷系统,实现溶剂比与回流比的快速跟踪与优化控制;建立物料平衡与能量平衡先进控制,平稳各塔工艺指标,降低单元蒸汽消耗;

(2)第二萃取单元先进控制器:建立压缩机出口顺丁烯含量软测量仪表,合理分配压缩机出口返回气量与进二萃气量;建立第二汽提塔顶放空质量控制,提高丁二烯回收量,降低丁二烯损失;建立物料平衡控制与能量平衡先进控制,平稳各塔工艺指标,保证萃余气量的稳定,降低单元蒸汽消耗;

(3)丁二烯精制单元先进控制器:建立第一精馏塔放空软测量仪表,实时在线预测炔烃含量,在保证安全的前提下减少放空气量,降低丁二烯损失;建立第二精馏塔塔底丁二烯含量软测量仪表,实时在线评估精馏塔分离效果,在此基础上"卡边"优化回流比与塔釜蒸汽量,确保丁二烯产品的质量的同时实现塔的平稳高效运行;

(4)溶剂精制单元先进控制器:通过平稳上游单元操作、合理调节蒸汽量,快速稳定液位与温差,克服进料频繁波动的影响,达到稳定操作、降低能耗的目的。应用效果

丁二烯抽提装置先进控制系统投运后,取得了如下的控制效果:

1) 显著地提高了装置的抗干扰能力,主要被控变量的平均标准差降低了30%以上,达到了安全、稳定操作的目的,为装置优化奠定了基础;

2) 实现了不凝气放空软测量计算与重组分中丁二烯含量软测量计算,为提高丁二烯产品质量提供了有力支撑,同时提高丁二烯产品收率0.2%以上;

3) 通过稳定控制与"卡边"优化,提高装置能量利用率,降低装置总能耗1%以上。

丁二烯抽提装置先进控制系统投用前后,部分重要变量的控制效果对比如图所示:

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图2-1 第二精馏塔塔釜温度控制效果对比图

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图2-2 丁二烯产品纯度化验值对比效益分析

通过对比丁二烯装置先进控制系统投运前后的标定结果和统计数据,先进控制系统可获的效益如下:

1)丁二烯抽提装置产品收率提高了0.432%;

2)丁二烯装置总能耗降低2%。


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