中国最大规模的聚合物先进控制查看源代码讨论查看历史

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中国最大规模的聚合物先进控制中国最大规模的聚合物先进控制（APC）系统的成功实施方案，赛科公司作为中国已成功投产的最大乙烯联合装置，从建设阶段就将持续改进作为公司的远景目标，发挥装置最大产能，不断改进产品质量以提高市场竞争力。

案例背景介绍

1　项目背景

上海赛科石油化工有限责任公司（SECCO，赛科）是英国石油（BP）公司、中国石化和上海石化公司（SPC）共同组建的合资企业，总投资达27亿美元，三方分别持有50％、30％和20％的股份。赛科联合工厂位于上海化学工业区，距离上海市区50公里，由乙烯裂解和配套下游装置组成，生产苯乙烯、丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等产品。这家联合工厂于2004年底完工，2005年6月开始实现盈利。

为满足中国不断增长的市场需求，提高生产率，降低生产

成本，改进产品质量，赛科公司决定在全部6套聚合物生产装置上实施一体化的优化控制方案。罗克韦尔自动化以在聚合物上独有的技术优势和丰富的成功业绩成为赛科公司实施模型预测控制（MPC）项目的唯一供应商。项目的成功再次验证了罗克韦尔自动化的实力和致力于为中国聚合物制造商提供MPC技术的能力。在项目实施之前，罗克韦尔自动化为赛科公司6套聚合物装置做了一项全面的Value First®客户效益分析评估，赛科公司将至少获得以下的投资回报：

（1）聚烯烃生产负荷提高4％；

（2）聚烯烃和聚苯乙烯装置的产品质量波动平均减少20％；

（3）提高牌号切换过程的一致性。

案例实施与应用情况

2　项目实施与应用情况

2.1　线型低密度聚乙烯（LLDPE）装置简介

赛科公司30万吨/年的LLDPE装置采用Ineos的气相流化床聚合技术，使用齐格勒催化剂直接注入法生产线型低密度聚乙烯。装置主要由原料精制、催化剂注入、聚合、高产率冷凝系统、原料气液回收系统等部分组成。DCS控制采用Emerson公司的Delta V系统。工艺流程如图1所示。

2.2　LLDPE装置APC控制目标

LLDPE装置实施APC项目的目标：

（1）在满足装置现有的约束条件内，反应器产量至少提升4%；

（2）提高产品质量的一致性，降低产品质量的均方差；

（3）在设备和工艺条件不变的状况下，提高装置长期操作的一致性，从而使反应器的稳定性得以提高；

（4）利用罗克韦尔自动化模型预测技术改进牌号切换，提高牌号切换的一致性，减少切换时间和过渡料。

2.3　Pavilion8非线性模型预测系统结构

Pavilion8是一个模块化的软件平台，是罗克韦尔自动化石化行业解决方案的基础。Pavilion8的核心是一个强大的模型引擎，是由包括建模、控制、分析、监测、数据存储及可视化模块组成的高效应用系统，并能够实现与上层ERP系统连接，将生产与管理系统有机地结合在一起，架构图如图2所示。

2.4　Pavilion8非线性模型预测控制器的特点

（1）独有的基于神经元网络的非线性建模方法，使模型在不同牌号、不同催化剂类型等不同工况时均有良好的适应性，保证全生产过程的鲁棒控制；

（ 2 ） 独有的带有外推增益约束的神经网络专利技术（EGCNN），保证了模型在超出正常生产操作工况时，仍具有良好的精度，便于制造商进行新牌号的开发和生产；

（3）建模方法灵活，可参照经验模型、机理模型和操作人员经验进行混合建模；

（4）基于Web图形化界面的实时趋势显示，实时监控先控系统，并提高了工艺人员和操作人员对先控系统的理解程度；

（5）内置数据库，可重现控制器的历史动作以及控制曲线，便于快速进行故障分析预处理；

（6）内嵌的控制器性能指标计算，可实时对控制器的投用率、卡边时间以及控制偏差进行统计，便于对先控系统的投运效果进行动态评估和长期监控。

2.5　控制方案设计

整体控制方案如图3所示，主要包括八个VOA软仪表，四个控制器（气相浓度控制器、产品质量控制器、产量控制器、冷凝液料位控制器），一个自动牌号切换管理器。根据它们各自的特点，在进行模型设计时充分考虑了历史数据、机理模型、操作员的操作习惯三者的结合。