探索齐鲁石化公司线性低密度聚乙烯合成装置先进控制改造

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1、天津大学硕士学位论文齐鲁石化公司线性低密度聚乙烯合成装置先进控制改造姓名：刘传龙申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：康勇;李玉明20090501中文摘要传统PID控制技术广泛应用于化工生产过程的回路控制。它在单回路系统的控制中，调校容易，控制可靠，目前仍是化工过程的主流控制方式。在聚乙烯生产领域，反应器内的反应条件是多个相互影响的多个变量，而对质量的影响又存在严重的非线性，而所要控制的指标常常存在大时差滞后，因此常规的PID控制无法实现真正的闭环控制。操作工通常靠工艺包数据及个人操作经验手动设定各回路值，然后依据采样仪

2、器获得反应结果来修正操作数据，这往往已延误数小时，而且修正值也通常由经验获得，控制无法一步到位。作为解决多输入．多输出复杂系统控制的方法，先进过程控制技术近年来在工程实践中得到了广泛的应用。预测控制能够较好适用于具有强耦合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特征的过程控制对象，预测模型、滚动优化、反馈校正是它的三个主要特征。依靠线性规划的神经网络功能，可以优选控制路径，实现卡边操作。中国石油化工股份公司齐鲁分公司塑料厂LLDPE装置自2004年11月开始实施APC改造项目，设计了质量和浓度两层多变量控制器结构，熔融

3、指数和密度采用APSENIQ软仪表预估，然后根据采样结果进行滚动优化。改良了催化剂加料控制方式，两条腿加料实现了自动控制。装置实行先进控制后，实现了产品质量的闭环控制，反应速度较改造前明显平稳，反应器出入口温度波动幅度变小，等外品率降低，在节约冷剂用量、增加装置产量方面实现了装置的卡边操作。本文以此次改造为主题，介绍了控制方案的设计、软仪表的设计和优化、软硬件的配置、功能以及取得的圆满的控制结果等等。目前国内很多聚乙烯装置还停留在传统控制方式，其中典型的设计、技术改进以及在项目中的成功经验对他们实施APC技术改造具有很好的指

4、导意义。关键词：线型低密度聚乙烯先进控制改造软仪表AbstractTraditionalPIDcontroltechnologyiswidelyusedforloopscontrolinchemicalproductionprocesses．Ithasthemeritsofconvenientadjustmentandcalibration，andreliablecontrolinthecontrolofsingleloopsystem，andisstilltheprevalentcontrolmodeatpresent．I

5、nthefieldofpolyethyleneproduction，thereactionconditionsinthereactoraremultipleinteractivevariables，theeffectsonqualityareseverelynon—linear，andthecontrolindexesareoftenlargetimedifferencelag，hencetheconventionalPIDcontrolisunabletofulfillrealclosed-loopcontr01．Theo

6、peratorusuallysetsloopvaluesmanuallyaccordingtoprocesspackagedataandpersonalopermionexperience，andthencorrectstheoperationdatabasedonthereactionresultsachievedbysamplinginstrument，whichoftencausedseveralhoursdelay．Furthermore，thecorrectionvaluesarealsooftenobtained

7、fromexperience，whichmakesthecontrolprocessunabletobecompletedjustinonestep．Asasolutiontothecontrolofmulti—inputandmulti-outputcomplexsystem，advancedprocesscontroltechnologyhasbeenwidelyusedinthepracticeofengineeringinrecentyears．Predictivecontrolcanbeusedtosolutelo

8、tsofcomplexprocesssystem，itischaracterizedbypredictivemodel，rollinghorizonoptimizationandfeedbackcorrection．Controlpathoptimizationandboundarycon