日前,中国石油广西石化公司27万吨/年环氧丙烷联产60万吨/年苯乙烯(PO/SM)装置,通过应用全流程智能控制系统,实现连续稳定运行,并完成首船产品外销。这份“稳产快销”的成绩单,表面看似是装置运行的常规突破,蕴含了一套颠覆传统炼化调控模式的“智慧密码”。
“全流程智能控制系统的深度应用,彻底改变了传统炼化装置‘人海战术’的调控模式,让生产调控更精准、运行更平稳、能效更优化、安全更可靠。”中石油广西石化公司智能化工厂项目负责人冯欢表示,这套系统破解了复杂工艺的调控难题,筑牢了企业“开得起、稳得住、长周期、高效益”的发展根基。
破解“卡脖子” 稳产提质
苯乙烯(PO/SM)装置是中国石油首套自主设计、采购、建设的共氧化法PO/SM联产装置,核心反应对温度、压力等参数的敏感度极高,反应温度波动超过1℃就可能导致催化剂活性下降,甚至引发副反应造成物料损耗。加之装置流程管道总长达4万米,包含千余套设备、万余项联动参数,联锁逻辑复杂度极高,开工阶段的参数调控曾是行业公认的“卡脖子”难题。
“在过去采用手动调控时,需安排16名主操人员24小时轮班严密监控DCS画面。由于精馏塔的控制参数繁多,一旦出现轻微波动,便需立即手动进行调整。这样一来,每当一个班次结束时,操作人员的手指因频繁敲击键盘,常会感到指尖酸痛。”在苯乙烯(PO/SM)装置中控室,有着12年工艺操作经验的工程师高江勇,指着全流程智能控制系统监控平台上平滑的温度曲线介绍。如今,他只需通过系统界面设置工艺指标,智能算法就会自动优化调控方案,将精馏塔温度波动精准控制在±0.5℃以内,产品纯度稳定保持在99.95%以上,远超行业99.85%的平均水平。
在苯乙烯(PO/SM)装置开工阶段,系统通过预设的工艺模型完成关键参数自动预调与校验,提前识别并规避了12项潜在技术风险,将投产前风险发生率降低约40%,为装置一次开车成功筑牢了技术屏障。
全流程“智控” 效率跃升
“以往应对蒸汽管网压力波动时,需综合考虑装置自产蒸汽、管网蒸汽波动及蒸汽用量等多重因素,电话沟通与参数调整往往耗时十余分钟,且易导致热量供给失衡。如今,借助全流程智能控制系统的多参数联动智能稳控体系,当管网蒸汽供给量突发变化时,系统可在0.3秒内迅速响应,自动调节自产蒸汽负荷及管网阀门开度,从而实现热量供给的‘自愈式’平衡。”在苯乙烯(PO/SM)装置外操室,班长王宏宇正通过系统查看蒸汽管网运行数据,屏幕上蒸汽压力显示稳定在设定值,误差不超过±0.02MPa。
全流程智能控制系统的核心优势在于深度融合装置工艺技术与控制技术,打破了单装置、单单元的调控壁垒。系统对苯乙烯(PO/SM)装置310个控制回路进行精准优化,构建起覆盖原料预处理、反应、分离、储运全流程的自动控制体系。其中,环化反应的温度控制精度直接影响产品收率,全流程智能控制系统通过多变量协同调控算法,将温度控制精度提升至±1℃,较传统控制方式PO收率提高3.5个百分点,每年可多产环氧丙烷(PO)900吨。
跨单元协同优化更让生产效率实现质的飞跃,系统根据苯乙烯(PO/SM)装置的生产负荷自动调整原料供给量与纯度,减少中间缓冲环节的物料损耗。借助这一协同能力,苯乙烯(PO/SM)装置实现了从“人控”到“智控”的跨越,开工周期从传统模式的70小时缩短至56小时,缩短幅度达20%;装置自动化率大幅提升,有效减少了人为干预误差,操作人员得以从重复的手动操作中解放出来,转向工艺优化、设备维护等更高价值的工作。
数据赋能 筑牢绿色低碳发展根基
“系统每天会自动分析超过200万条的设备运行数据和能耗数据,为节能降耗提供了明确的方向。”中石油广西石化公司化工三部副总工程师乔镇鑫指着全流程智能控制系统的数据介绍道。该系统嵌入2053个智能PID控制模块、513个智能非线性控制及多变量智能控制IPC模块,构建起覆盖生产、设备、安全、能源等全业务领域的大数据体系,通过实时采集温度、压力、流量、能耗等Ⅰ类关键指标,实现全工况自适应控制。
在能效优化方面,全流程智能控制系统通过智能算法优化反应条件与物料配比,使苯乙烯(PO/SM)装置物料损耗率降低0.5个百分点,后续提升装置负荷后将进一步降低装置总体能耗,践行绿色低碳的可持续发展理念。在设备管理领域,系统通过实时监控16400余台仪表、1300余台阀门的运行参数,实现故障预警和预知性维护。系统应用整合,实现了数据更精细、生产指挥更精准,大幅降低了劳动强度和运维成本。
“全流程智能控制系统不仅是控制工具,更是炼化装置数字化转型的‘中枢神经’。”冯欢表示,系统通过数据汇聚消除了“数据孤岛”,使管理者能够实时洞察生产全局,各智能控制模块下沉至执行层面,实现了“感知—分析—决策—执行”的闭环管理,从结构上提升了生产运营水平。
(记者 陈妮 通讯员 李芳 马天翼)
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