2012-2-29 來源:中國聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：PTA 優(yōu)化運(yùn)行技術(shù) 華東理工大學(xué) 國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎
如何使大型精對苯二甲酸（PTA）生產(chǎn)裝置在現(xiàn)有裝置和工藝條件下保持低成本、高收率的理想狀態(tài)，是國內(nèi)很多企業(yè)關(guān)心的問題。由華東理工大學(xué)等單位在深度融合的基礎(chǔ)上共同完成的大型PTA裝置優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)，將裝置潛能發(fā)揮到最大，并進(jìn)一步降低了能耗物耗，為國內(nèi)大型石油化工裝置的節(jié)能減排作出了典范。該項目也因此獲得了2011年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。
據(jù)了解，該項目的相關(guān)技術(shù)已相繼成功應(yīng)用到揚(yáng)子石化2套36萬噸/年、1套65萬噸/年P(guān)TA裝置和天津石化34萬噸/年P(guān)TA裝置上，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到或超過了同類裝置國際先進(jìn)水平，取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益。
項目第一完成人、華東理工大學(xué)錢鋒教授日前接受記者采訪。“對已經(jīng)建好的大型PTA裝置，長期以來，我們的思想都是通過自動控制的手段，將溫度、流量、壓力、成分等參數(shù)穩(wěn)定控制在工藝設(shè)計值上。但現(xiàn)在我們要反問，這樣的設(shè)計值是不是合理的。此外，在現(xiàn)場操作中，裝置能否適應(yīng)原料特性、產(chǎn)品需求等不確定性因素的變化，有沒有可能突破原有設(shè)計的制約，使裝置實現(xiàn)利潤最大化。從這兩點(diǎn)出發(fā)，我們啟動了大型石化裝置的優(yōu)化運(yùn)行項目。”錢鋒說。
在PTA優(yōu)化運(yùn)行項目的實施過程中，錢鋒教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊最終取得了四方面的創(chuàng)新，其一是在對二甲苯（PX）氧化反應(yīng)單元，研發(fā)了PX富氧氧化反應(yīng)過程智能建模與優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)，消除了氧化單元生產(chǎn)瓶頸；其二是在加氫精制單元進(jìn)行了多項創(chuàng)新，研發(fā)了漿料預(yù)熱器、反應(yīng)器、結(jié)晶器等的建模與優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)；其三是在溶劑脫水塔單元，研發(fā)了共沸精餾溶劑脫水過程的建模與優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)，確保了溶劑脫水系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)；其四是針對PTA聯(lián)合裝置，研發(fā)了PTA聯(lián)合裝置資源優(yōu)化配置和公用工程用能優(yōu)化技術(shù)，實現(xiàn)了多套PTA裝置之間的柔性操作和資源有效利用。
錢鋒告訴記者，深層次的優(yōu)化運(yùn)行必須根據(jù)裝置的特性來操作，這就需要知道裝置的生產(chǎn)機(jī)理，但由于涉及原始的專利技術(shù)，通常裝置的專利商是不會透露的。為此，研究團(tuán)隊必須從實驗室小試開始，研究過程的機(jī)理，然后建立工藝機(jī)理模型，再融合裝置的實際運(yùn)行工況信息，對工藝機(jī)理模型進(jìn)行實時自適應(yīng)校正，并采用信息化手段把生產(chǎn)裝置“搬到”計算機(jī)里，對生產(chǎn)過程的操作機(jī)理特性進(jìn)行仔細(xì)研究，最后通過集散控制系統(tǒng)（DCS）對裝置生產(chǎn)過程進(jìn)行實時調(diào)控。
“比如揚(yáng)子石化引進(jìn)的第三套PTA裝置，技術(shù)檔次在國內(nèi)算是最先進(jìn)的。其溶劑脫水單元采用了先進(jìn)的‘醋酸—水—醋酸正丙酯—醋酸甲酯—PX’多元體系共沸精餾技術(shù)，已經(jīng)大大降低了裝置能耗。但我們對此也要考慮如何進(jìn)一步優(yōu)化它的運(yùn)行。我們首先通過實驗室小試，獲得了該體系完備的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)，據(jù)此建立了共沸精餾溶劑脫水過程的工藝機(jī)理模型，通過工藝操作變量靈敏度分析與綜合，發(fā)現(xiàn)了影響生產(chǎn)過程性能指標(biāo)與消耗的主導(dǎo)因素，提出了溶劑脫水塔系的優(yōu)化操作條件，修改了原來引進(jìn)的工藝包設(shè)計參數(shù)。工業(yè)應(yīng)用實施后，裝置再沸蒸汽用量下降20%，共沸劑消耗下降40%左右，取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益�！卞X鋒介紹說。
“我國各套PTA裝置引進(jìn)時，都代表了當(dāng)時世界的先進(jìn)水平；隨著裝置運(yùn)行過程中工藝、設(shè)備等生產(chǎn)條件的變化，需要結(jié)合國內(nèi)PTA 生產(chǎn)特點(diǎn)，再創(chuàng)新引進(jìn)的國外技術(shù)。就PTA裝置優(yōu)化運(yùn)行方面的應(yīng)用技術(shù)而言，目前國內(nèi)外研發(fā)與應(yīng)用、處于同一起跑線。我們曾在2005年也獲得過國家科技進(jìn)步獎，但那時候是對裝置的單元過程或者單個設(shè)備進(jìn)行智能控制與局部優(yōu)化�，F(xiàn)在是從裝置的整體運(yùn)行特征行為出發(fā)，而且是從聯(lián)合裝置入手進(jìn)行全流程系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)的研發(fā)與工程應(yīng)用，這對國內(nèi)外都有借鑒作用�！卞X鋒進(jìn)一步解釋說。