专利名称：一种精丙烯塔顶的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种精丙烯塔顶的控制方法。
背景技术：
以前一直认为压力的稳定控制是精馏塔操作的要点，所以，以前采用固定回流比， 压力投自动控制。热旁路的大开大合，虽然能把压力控制在一个值上，但造成回流罐液位的 上下振荡波动，同时也相应引起精丙烯纯度的波动，当纯度很低时，丙烯外甩量关得很小， 纯度很高时，丙烯外甩量又开得很大，有时候为了维持回流罐液位，大幅关小丙烯外甩量。 这本身就是不稳定的现象，完全处于被动调节的阶段，丙烯高产难以实现。所以当液位变化 时，我们尝试采用调节塔底热水量的办法，但效果不好，很迟钝，有一种远水解不了近渴的 感觉。而且当回流罐液位下降很快时，提热水量造成整个塔的压降增大，最终造成液泛。到 后来有所进步，预计到回流罐液位要暴涨或暴跌之际，马上用热旁路手动调节液位，再用回 流量来补充调节，这个实际上还是手忙脚乱，难以做到精确调节，而且压力随时都会变化， 变化多少很难把握，盯表强度也很大。另外每个班的操作手法没有统一，各有各的方法，产 品产量和质量都不稳定。精丙烯塔顶的连接见图1，其存在问题是1，满负荷运行，操作条件比较苛刻。 2，该塔基本是全手动操作，一些重要操作控制参数(如丙烯纯度AC4101和丙烯出料 FC4120、回流罐液位LC4108及回流量FC41W)都无法投自控。3，各班操作思路不同，造成 塔的工况极不稳定。该塔容积大，一旦波动要稳定下来需要很长时间。这些因素都影响精 丙烯的产量。如果能把塔顶的五个重要参数分别串接起来自动控制，操作肯定要稳定得多。 但是，这里存在两个问题一直不能解决，导致这些控制回路都投不上串接。第一到底应该 以哪个作为主回路或者主参数不能确定。第二PID参数应该如何设定为最佳。这两个问 题一直困扰着我们。精丙烯塔顶每一层塔盘上的丙烯纯度都不一样，呈阶梯式下降趋势，当压力波动 时，回流罐液位上升时，大量较低纯度丙烯组分通过塔顶馏出线时，AIC4101色谱即时反映 了这一点，虽然V4004不一定马上不合格，但马上就会恶化。所以当其它参数稳定时，液位 的上升和下降直接反映了塔顶馏出物的增加和减少，若液位上升则纯度下降，若液位下降 则纯度上升。若能有一个稳定的液位，则纯度也是稳定的，纯度的变化就非常小，可以通过 细微的调节来获得稳定的工况，从而实现丙烯高产。所以控制液位是从原来的被动调节向 主动调节的转变。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种精丙烯塔顶的控制方法，其能多出精丙烯 可提高公司的经济效益，同时这项发明大大提高了操作平稳率，减轻了操作人员的操作强度。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种精丙烯塔顶的控制方法，其精丙烯塔顶的回流罐液位计(LC4108)与回流量控制的控制阀(FC4119)串接；测量丙烯纯 度的检测控制单元(AC4101)与控制丙烯外甩量的控制阀(FC4120)串接；控制塔顶压力的 检测控制单元(PC4C10;3)与冷热旁路上的各路控制阀分别串接，其特征在于回流罐液位 和塔顶的压力采用PI控制。作为改进，丙烯纯度也采用采用PI控制。塔顶的压力其PI控制参数P值7-13%，为增益；I值彡700min。回流罐液位其PI控制参数P值1. 3-1. 7%，为增益；I值15-20min。丙烯纯度其PI控制参数P值2. 7-3. 3%，为增益；I值85-115min,检测控制单元 量程是0-1 %，代表99-100 %的丙烯纯度。控制阀(FC4119和FC4120)是流量控制的，属非滞后参数，只要调节灵敏就行，参 数设置分别为(P值0. 4% ;1值0. 5min)和(P值0. 6% ;1值0. 5min)。与现有技术相比，本发明的优点在于可以应用在相同装置上，如精丙烯塔，中石 化、中石油、中海油这样的装置有很多；其次可以应用在同类相似装置上；PI参数的理念几 乎可以用在任何滞后的操作场所中，它当I积分时间足够长条件下，可以获得微分D的超 前调节的效果，它能大幅提高产品产量和质量，提高装置的平稳率，减少操作人员的操作强 度。
图1为精丙烯塔顶的控制原理图；
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步详细描述。下面把精丙烯塔的几个参数以对液位影响程度从高到低排列压力、塔顶回流量、 塔底热负荷、丙烯外甩量、进料量及组成。实际生产中，热水温度还是较稳定的，塔底热水的 稳定是得天独厚的优势，一般不做调节，关键能保证较高的回流比就可以了。而丙烯外甩 量、进料量及组成对液位的变化是渐进式的，少量的调节对回流罐液位的影响不大。压力、 塔顶回流量就成了控制回流罐液位的关键。这两个参数对液位的影响最大，特别是压力的 变化可以造成回流罐液位突变。所以用压力和回流量来控制液位最好，最灵敏。那么如何来控制压力呢？压力投自动是必须的，手动调节肯定是不成功的。投自动的关键是PI参数的选择。这里就要把握两个原则。1:压力变化时热旁路 的开关幅度不能很大，幅度很大虽然可以多抵消一部分液位的变化，但容易频繁卡边没有 调节余地，结果是外操开停空冷和内操调节空冷扇叶角度次数增多。另外一方面是热旁路 容易开得太大，造成液位的不稳定。2:当压力变化时，热旁路才变化。虽然压力和给定值有 偏差也不能再做调节，只要压力在允许范围内(以工艺指标为参照)就可。所以积分时间 一定要长。因为如果压力下降，偏差存在，此时压力虽然不再变化，但热旁路在积分作用下 会一直开大，热旁路开大影响液位，使液位下降。这时如果要维持液位不变，需要减小回流 量。但回流量的持续下降马上就造成回流比不够。影响塔板的分离效果，造成丙烯纯度下 降。反之如果热旁路不断关小，回流量持续增加容易造成液泛。为了满足原则一，增益P值应选择小一点，经测算5 10%最合适。为了满足原则二，应把积分时间放在最迟钝的位置，我们选择IOOOmin (DCS最大值是1440min)。既塔顶 的压力其PI控制参数P值10%;1值lOOOmin，这样热旁路的调节效果是这样的当压力变 化时，热旁路才变化，抵消了 一部分因压力变化而引起的液位变化，余下的液位偏差由回流 量调节；压力不变时，即使偏离给定值，热旁路也不做调节。当压力接近工艺指标的上下限 时，才调节空冷负荷。精丙烯塔的T4003的回流罐液位计LC4108和控制回流量的控制阀FC4119串接， 把握一个原则，就是液位出现偏差时，回流量能迅速及时调节，使回流罐液位迅速恢复到给 定值，这样丙稀纯度变化就最小。所以精丙烯塔的T4003的回流罐液位计LC4108调节精度 要求较高，我们选择了相对较短的积分时间。总结如下回流罐液位计LC4108，是中心参数，T4003回流罐液位计和回流量串级 相当于这三个串级的主回路，此参数要求迅速调节，但要求回流量不能来回波动，经长期测 试的回流罐液位PI控制其参数P :1. 5%a ISmin比较合适，液位基本无波动(在士0. 3% 内)，在塔底取热、进料量等条件变化时能迅速、准确调整回流量，全塔操作稳定，确保丙烯 纯度不会大起大落。
塔顶压力的检测控制单元PC4103，此参数要求基本稳定，对偏差要求不高，但冷热 旁路不能频繁来回调节影响回流罐V4004液位，经测试塔顶压力的PI控制其参数P 10 %、 I =IOOOmin比较合适，在早晚气温变化较大既能保证压力基本稳定(有偏差)又能减少对 回流罐V4004的影响。丙烯纯度的检测控制单元AC4101，要求调节比较缓慢，对变化趋势较敏感，偏差不 太敏感，不能大幅变化，经测试丙烯纯度的PI控制其参数P :3.0%、I =IOOmin比较合适，有 效的通过对丙烯出料的微调来影响回流罐液位，达到了操作更加平稳，丙烯纯度波动变小 的目的。其它串接控制中的副表如控制回流量的控制阀FC4119、控制精丙烯外甩量的控制 阀FC4120等因为随主表动作，只要求能及时动作就行，PID参数要求不高。经过本公司实践证明，该方法在低负荷时可以实现节能，在高负荷时可意实现丙 烯产量的最大化，实际丙烯产量/理论丙烯产量的比值由0. 845提高到0. 865左右，丙烯日 均产量增加了 10吨左右，以丙烯与液化气扣除操作费用后的差价3000元人民币计，每年可 以增加效益1050万元人民币。
权利要求
1.一种精丙烯塔顶的控制方法，其精丙烯塔顶的回流罐液位计(LC4108)与回流量控 制的控制阀(FC4119)串接；测量丙烯纯度的检测控制单元(AC4101)与控制丙烯外甩量的 控制阀(FC4120)串接；控制塔顶压力的检测控制单元(PC4C10;3)与冷热旁路上的各路控制 阀分别串接，其特征在于回流罐液位和塔顶的压力采用PI控制。
2.根据权利要求1所述的精丙烯塔顶的控制方法，其特征在于丙烯纯度也采用采用 PI控制。
3.根据权利要求1或2所述的精丙烯塔顶的控制方法，其特征在于塔顶的压力其PI 控制参数P值7-13%，为增益；I值彡700min。
4.根据权利要求1或2所述的精丙烯塔顶的控制方法，其特征在于回流罐液位其PI 控制参数P值1. 3-1. 7%,为增益；I值15-20min。
5.根据权利要求1或2所述的精丙烯塔顶的控制方法，其特征在于丙烯纯度其PI控 制参数P值2. 7-3. 3 %，为增益；I值85-115min，检测控制单元量程是0_1 %，代表99-100 % 的丙烯纯度。
全文摘要
一种精丙烯塔顶的控制方法，其精丙烯塔顶的回流罐液位计(LC4108)与回流量控制的控制阀(FC4119)串接；测量丙烯纯度的检测控制单元(AC4101)与控制丙烯外甩量的控制阀(FC4120)串接；控制塔顶压力的检测控制单元(PC4C103)与冷热旁路上的各路控制阀分别串接，其特征在于塔顶的压力作为主参数进行控制，塔顶回流量作为次参数进行控制，并且都是采用PI控制；其能多出精丙烯可提高公司的经济效益，同时这项发明大大提高了操作平稳率，减轻了操作人员的操作强度。
文档编号C07C7/04GK102039059SQ200910153480
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月10日 优先权日2009年10月10日
发明者邱向阳 申请人:中国石油化工股份有限公司