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中国石化湛江东兴石油化工有限公司

工艺流程简介

第二代环管法聚丙烯生产工艺由一条聚合生产线（液相聚合部分用两组环管反应器），一条造粒生产线和两条包装线构成，共包含八个工段，分别为：

100工段：催化剂和助催化剂的配置及计量；

200工段：本体聚合；

300工段：聚合物脱气及丙烯回收；

500工段：聚合物的汽蒸与干燥；

600工段：排放系统、废油处理和工艺辅助设施；

700工段：丙烯精制、氢气压缩；

800工段：添加剂加至挤压机及挤出单元；

900工段：产品均化及包装垛单元。

先进控制策略

聚丙烯装置先进控制系统主要实现如下的控制功能：

1、 浓度控制器：通过对环管密度、氢气浓度等关键工艺指标的稳定控制，实现对聚丙烯产品质量的控制；浓度控制器目标值一般由质量控制器输出值给出，特殊情况下也可由操作人员手动设定，浓度控制器输出值为基础DCS回路的设定值；

2、 质量控制器：建立以进第一环管反应器与第二环管反应器丙烯中氢气含量、给电子体流率及丙烯流率比为操作变量，第一环管反应器熔融指数、第二环管反应器熔融指数和等规度为被控变量，催化剂流率为干扰变量的先进控制器，实现产品质量指标的平稳控制；

3、产量控制器：确保装置在平稳运行的情况下，实现聚合物产量的最大化；

4、自动牌号切换及配方管理系统：通过存储熔融指数、等规度等产品质量指标及其他工艺控制点信息，在牌号切换过程中，实现将这些工艺参数的设定值及其质量指标自动输出至相关控制器，实现牌号切换的自动控制；

5、软测量和工艺计算：通过工艺计算和回归分析，建立聚丙烯熔融指数、等规度、聚丙烯产量等关键工艺指标的软测量模型，准确判断装置的运行工况，为丙烯、氢气、催化剂的优化控制提供参考依据，实现经济运行。

应用效果

聚丙烯装置实施先进控制系统后，取得了如下的控制效果：

1）提高装置的运行平稳性，关键被控变量的标准差降低20%以上；

2）实现牌号生产的自动切换，牌号切换过渡时间缩短25%以上，保证牌号切换过程的稳定性和一致性；

3）先进控制系统的投运率达到95%以上，提高了装置的综合自动化控制水平，减少了人为干扰和操作失误，降低了操作人员劳动强度；

4）开发聚丙烯装置的经济性能分析与优化模块，分析并估算生产工况的动态消耗分布，提供装置生产成本动态变化信息，辅助管理人员优化生产方案，实现装置的节能降耗，吨产品的能耗降低1.5％以上。

聚丙烯装置实施优化控制系统前后，部分关键工艺参数的控制效果对比如图所示：

图1  第一环管反应器环管密度控制效果对比图

图2  第一环管反应器氢气浓度控制效果对比图效益分析

通过对比聚丙烯装置先进控制系统投运前后的标定结果和统计数据，先进控制系统可以获得的效益如下：

1) 聚丙烯装置投用先进控制系统后，装置稳定性得到提升，能耗降低1.5%；

2) 聚丙烯装置投用牌号切换系统后，缩短牌号切换过渡时间2小时，减少过渡料的产生。