甲烷氯化物生产装置和空分装置的先进控制开发及应用
甲烷氯化物(CMS)，是工业中必不可少的有机氯产品和化工原材料，也是氯碱行业中不可或缺的耗氯产品。国内甲烷氯化物的生产方法主要采用甲醇法生产工艺，需要经过两步反应和连续精馏获得精制的甲烷氯化物产品。由于生产流程长、化学反应复杂、控制变量与干扰变量较多、反应及精馏装置较多，导致采用传统的点对点的单回路调节控制效果难以满足过程控制中多变量协调优化控制的需求。 空分装置(ASU)作为气体分离设备，其气体产品在许多行业内作为重要的生产辅助原料使用。其生产过程以空气为原料，采用深冷技术，利用各组分沸点的不同，通过精馏，最终分离出氧、氮、氩。在整个生产过程中，生产负荷常常需要配合下游用户的氧气需求量而进行频繁调整，同时受生产工艺和其他扰动的影响，波动幅度较大，控制变量较多，生产过程较难控制。 针对以上两套装置的生产过程，工业实践表明采用传统的单回路PID控制策略难以满足工业生产的实际需求。针对实际工业过程需求，本文研究了甲烷氯化物生产装置以及空分装置的先进控制方法，主要工作如下: (1)根据甲烷氯化物和空分的实际生产装置，分析生产工艺和现场生产情况，确定先进控制目标、实施范围、控制策略及控制方案。对实际生产装置实施阶跃响应测试，收集、处理并分析测试数据。建立甲烷氯化物生产装置和空分装置的控制模型，为先进控制的实施奠定基础; (2)基于先进控制目标和控制方案，利用已建立的控制模型，运用模型预测控制技术，开发了甲烷氯化物及空分装置先进控制系统，通过工业实践证明了所开发的先进控制系统的可行性和有效性; (3)针对先进控制在工业实际中的应用，使用C＃语言开发了一套多变量先进控制工业应用软件，同时进行了先进控制软件的应用研究，取得了较好的实际应用效果; (4)针对先进控制中出现的模型失配和被控系统进入稳态后的优化问题，提出基于相关积分优化的方法，实现先进控制实施过程中稳态的在线实时优化。利用甲烷氯化物生产装置的控制模型，进行了仿真验证。
甲烷氯化物;空分装置;生产装置;先进控制;稳态优化
北京化工大学
硕士
控制工程
赵众;刘先广
2018
中文
TQ222.21
123
2018-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）