目前,流程工業應用的先進控制系統已超過8000套,通過提高裝置操作穩定性,優化工藝參數、實現“卡邊”操作,可平均降低能耗和物耗2%以上,平均降低生產成本5%以上,項目投資回收期通常在6~10個月。因此,先進篩板精餾實驗裝置控制已被視為一種投資少效益高的高新技術,是流程工業企業提升綜合自動化水平,節能、降耗和減排,持續改善經濟與社會效益的重要手段。
甲醇
篩板精餾實驗裝置就是同時并且多次的運用汽化和部分冷凝的方法,以達到*分離混和液中各組分的連續操作過程。本裝置采用三塔精餾流程,在脫醚塔中除去粗甲醇中的溶解性氣體和低沸點雜質,在加壓塔和常壓塔中除去水及重組分,從而得到精甲醇產品。
篩板精餾實驗裝置已采用集散控制系統,并對多數控制回路采用PID控制,對工藝設備和生產過程的各種參數(如:溫度、壓力、流量、液位等)分別加以控制,構成一個個相互獨立的控制回路。在實際運行中,這些控制系統主要實現了基礎層監控作用,為生產裝置平穩操作起到必要的支撐作用。另一方面,這些基礎回路正常工作也為實施整個裝置的先進控制奠定了基礎。
本篩板精餾實驗裝置精餾單元是一個由3座塔組成的精餾塔系,不僅包含相對復雜的進出料關系,而且各塔之間存在熱量集成的情況,因此,該精餾單元是典型的多變量、有約束和強耦合的復雜工業過程。此外,裝置還受到生產負荷、進料條件和塔釜重沸器加熱蒸汽量和溫度變化等擾動的影響。這樣,常規單輸入單輸出控制系統的單變量反饋的控制思想已難以解決這種過程的整體控制和優化的問題。
為此,有必要采用以多變量預測控制技術為核心的先進控制策略,統籌考慮篩板精餾實驗裝置的控制需求,重點抑制裝置能量流和物料流的波動,消除控制器之間的相互耦合,以降低主要工藝參數的波動,進而實現提高收率和節能降耗等目標。