探索丁烯-1精馏装置控制与优化研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文丁烯-1精馏装置控制与优化研究姓名：祁飞申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：薛美盛20060501中国科学技术大学硕士学位论文摘要精馏操作是化工、石油化工、炼油生产中应用极为广泛的传质传热过程，同时也是耗能较大的一种化工单元操作，因此精馏装置的控制以及节能优化就显得尤为重要。提高精馏装置运行平稳性，实现节能优化运行，可以给企业带来显著的经济效益。本文针对中石油大庆石化塑料厂丁烯．1精馏生产装置的实际情况，提出了具体的控制与优化解决方案，并在装置上进行了实际应用，取得了较好的经济效益。本文重点研究了控制与优化技术在实

2、际工业精馏装置中的应用，完成了包括数据采集、底层控制器参数整定、控制系统方案设计及在线节能优化等一系列工作，给出了精馏装置控制与优化工程实施的完整过程。本文的主要工作和创新之处如下：1．实现了基于NetDDE的现场数据采集，对诸多底层控制回路进行了基于相关系数辨识法的PID控制器参数整定，取得了良好的控制效果。2．对丁烯．1装置实际情况进行了分析，设计了一套全新的采用回流量作为控制量的回流罐液位控制系统方案，在TPS．3000DCS上组态实现控制系统结构，并进行参数整定，提高了装置运行的易调节性与稳定性。3．针对回流比控制问题，进行了进一步的理论研究。在Ha

3、gglund提出的调和比值控制(BlendStation)方法的基础上，提出了一种基于动态矩阵控制的比值控制算法，进行了仿真研究。4．在分析丁烯．1精制装置运行机理与状况的基础上，讨论并确定了节能优化运行的操作变量及优化方向。通过对约束条件进行分析，提出了优化调节的策略。进行了装置的在线节能优化试验，降低了装置的蒸汽消耗，提高了丁烯．1产品的产量，收到了显著的经济效益。关键词：精馏装置，控制器参数整定，回流罐，回流比，比值控制，节能优化中国科学技术大学硕士学位论文AbstractDistillationISawidelyusedmasstransferand

4、heattransferprocessinchemicalengineering，petrochemicalengineeringandrefinery，andmuchenergyiswastedintheprocess．Thuspeoplepaidmuchattentiontothecontrolandoptimizationofdistillationcolumns，aimingatimprovingthestabilityofthecolumns，reducingenergycost，SOthatmorebenefitscouldbegained．In

5、thisthesis，apracticalcontrolandoptimizationsolutionforabutene一1distillationunitinPetroChinaDaqingPetrochemicalComplexispresented．Afterapplyingthetotalsolutiontotheunitsuccessfully，greatbenefitsaregainedbymeansofbothsavingenergyandincreasingproductyield．Thisthesismainlyconcernsonthe

6、issueofapplicationofcontrolandoptimizationtechnologyinpracticaldistillationcolumns．Completeproceduresofcontrolandoptimizationprojectofdistillationcolumnareintroduced，includingdatacommunication，tuningofPIDcontrolloops，re·designofcontrolsystemstructure，andonlineenergysavingoptimizati

7、on．Mainworkoftheauthorandtheinnovationofthethesisareasthefollowing：1．DatacommunicationbetweensupervisorycomputerandDCSisachieved，basedonNetDDEprotoc01．PIDcontrolloopsoftheunitaretunedbasedonthecorrelationcoefficientmethod，andgoodcontrolperformancesareobtained．2．Anovellevelcontrolsy

8、stemstructureforrefluxdrum