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山東科魯爾化學有限公司

工藝流程簡介

丙烯腈是合成纖維、合成橡膠和合成樹脂的重要單體，也是殺蟲劑蟲滿腈的中間體。丙烯氨氧化法生產丙烯腈是在催化劑作用下，原料丙烯、氨和空氣經混合后反應生成含丙烯腈、氫氰酸、乙腈等反應氣；隨后反應氣進入急冷塔經絕熱冷卻、除去雜質與氨后進入吸收塔，經水吸收后送入回收塔（萃取精餾塔）以分離出乙腈，丙烯腈、氫氰酸、水蒸汽則從塔頂逸出，經冷卻、分離部分水后進入脫氰塔以分離出氫氰酸；剩余物料則進入成品塔，脫除少量重組分和輕組分后產出優質的成品丙烯腈。

先進控制策略

丙烯腈裝置先進控制系統主要實現如下的控制功能：

1、反應器單元控制器：通過調整丙烯流量、氨進料量和空氣流量來控制并優化反應器溫度、氨比、空烯比和尾氣氧含量等，達到提高反應器的穩定性與丙烯轉化率的目的；通過調整急冷塔上段PH值，來克服大循環PH的滯后性和大慣性，減少丙烯腈損失；

2、回收精制單元控制器：通過合理調節冷凍水量、再沸蒸汽量、回流比等參數，優化各塔溫度分布，保證產品質量，提高丙烯腈收率，降低能耗；

3、乙腈單元先進控制器：通過調節再沸蒸汽量、循環水流量、回流比等參數，優化各塔溫度分布，有效脫除重組分與輕組分雜質，同時防止乙腈跑損，提高乙腈收率。

應用效果

丙烯腈裝置先進控制系統投運后，取得了如下的效果：

1）提高裝置的運行平穩性，關鍵被控變量的標準偏差降低30%以上；

2）在保證產品質量的前提下，提高精制單元丙烯腈產品收率0.2%；

3）先進控制系統的投用率達到95%以上，提高了裝置的綜合自動化水平，降低了操作人員的勞動強度。

丙烯腈裝置先進控制系統投運前后，部分重要變量的控制效果對比如圖所示：

圖1  回收塔靈敏板溫度控制效果對比圖

圖2  脫氫氰酸塔上段靈敏板溫度控制效果對比圖效益分析

通過對比丙烯腈裝置先進控制系統投運前后的標定結果和統計數據，先進控制系統可獲得的效益如下：

1) 丙烯腈的收率平均提高0.3%；

2) 丙烯腈裝置投用先進控制系統后，降低了蒸汽用量。