活動鏈接:2012年控制網(wǎng)技術(shù)專題---實現(xiàn)石油與化工的信息化
1. 項目背景介紹
芳烴和乙烯是石油化工的兩大支柱,自上世紀(jì)80年代起我國的石化建設(shè)突飛猛進(jìn),但是關(guān)鍵技術(shù)往往需要從國外引進(jìn)。中國是世界芳烴產(chǎn)品對二甲苯(PX)第一消費大國,但長期沒有自己完整的芳烴成套技術(shù),多年以來一直采用巨資引進(jìn)國外技術(shù)的方式建設(shè)芳烴生產(chǎn)裝置。這里面最重要原因之一就是其中的吸附分離裝置有一套極其復(fù)雜的模擬移動床控制系統(tǒng),其核心技術(shù)中國人一直沒有掌握。
為了突破國外的技術(shù)封鎖,實現(xiàn)中國石化具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套芳烴技術(shù)的開發(fā),中國石化集團(tuán)公司決定以揚子石化公司為試驗基地,自主成套芳烴關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)模擬移動床控制系統(tǒng)(Moving-beds Control System:MCS)。MCS系統(tǒng)的供應(yīng)商選定了關(guān)鍵控制領(lǐng)域的龍頭企業(yè),北京康吉森公司。
2. 項目目標(biāo)與原則
設(shè)計院和系統(tǒng)供應(yīng)商聯(lián)合開發(fā),掌握吸附分離中的核心技術(shù),實現(xiàn)控制技術(shù)的國產(chǎn)化并形成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的專利,在該領(lǐng)域不再不受制于國外專利商。項目執(zhí)行過程貫徹了創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)和突破的原則與理念。
3. 項目實施與應(yīng)用情況詳細(xì)介紹
該項目由中石化立項、SEI、石科院牽頭、揚子石化、北京康吉森公司參與,共同來實施。康吉森協(xié)同SEI負(fù)責(zé)核心部分的程序方案和開發(fā),以揚子石化為實驗基地,幾家聯(lián)合攻關(guān),共同完成。
項目執(zhí)行難點:
第一是國外技術(shù)壁壘造成研發(fā)的參考資料少,相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗也少,只能通過團(tuán)隊長期的探索和不斷的實驗解決技術(shù)問題。目前國際上掌握該技術(shù)的只有美國UOP和法國的AXENS兩家公司,他們壟斷了世界上全部的PX生產(chǎn)技術(shù),所有的控制方案、邏輯算法、工藝模型、關(guān)鍵參數(shù)都封裝在其ACCS系統(tǒng)(UOP)和SCS系統(tǒng)(AXENS)內(nèi)部,對外就是一個黑匣子,沒有任何公開數(shù)據(jù)資料可查,相關(guān)的現(xiàn)場儀表、控制閥門的重要指標(biāo)也秘而不宣。
第二是系統(tǒng)本身非常復(fù)雜. 由于試驗裝置的本身特性決定,本次MCS系統(tǒng)研發(fā)的難點還在于必須適應(yīng)各種復(fù)雜的工況:PX和PDEB兩種不同的物料、19種操作方案、11個控制回路的參數(shù)整定、192臺程控閥各不相同的容錯特性以及向外沖洗、分時沖洗、切除沖洗等國外沒有的技術(shù)特點,每一種方案都會影響到其他程序邏輯的設(shè)計,系統(tǒng)極其復(fù)雜。而上述這些技術(shù)要求和指標(biāo)全部來自一段只有3000字的工藝包說明文字,除此之外再也沒有其他任何資料。
第三,該項目控制難度大,危險性高。吸附分離的核心設(shè)備是吸附塔,兩個吸附塔分別通過塔底的兩臺循環(huán)泵構(gòu)成“8”字循環(huán)回路,循環(huán)泵出口流量在不同區(qū)域時會有大幅的變化。由于是全液相密閉系統(tǒng),一旦控制失靈或信號遲滯將會引起塔壓急劇變化,直接導(dǎo)致吸附塔內(nèi)部分子篩永久性的損壞,損失可達(dá)上億元。
應(yīng)用情況介紹:
2011年10月7日MCS系統(tǒng)在揚子PX示范裝置正式投入使用后,立刻取得了非常好的效果:程控閥容錯特性優(yōu)異,192臺閥門中的任意一臺故障均不影響系統(tǒng)的運行;流量切換響應(yīng)迅速,時間滯后不到3秒;塔壓波動±0.03MPa,大大優(yōu)于±0.08MPa的原設(shè)計值,達(dá)到并部分超過了UOP和AXENS同類裝置的指標(biāo).從產(chǎn)品來看, 產(chǎn)品純度達(dá)到99.7%。這些數(shù)字說明,中國芳烴成套技術(shù)的最后一個堡壘被攻破,中國成為世界上第三個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)芳烴成套技術(shù)的國家!
4. 效益分析
從經(jīng)濟(jì)效益上看,每年將為國家節(jié)省大量技術(shù)引進(jìn)資金。每套系統(tǒng)將節(jié)約專利費1000萬美元左右。突破了國外技術(shù)多年的壟斷,中國芳烴技術(shù)的發(fā)展從