利用先進控制系統(tǒng)優(yōu)化賽科乙烯裝置操作課件

利用先進控制系統(tǒng)

優(yōu)化乙烯裝置操作

賽科APC組

2008年10月利用先進控制系統(tǒng)

優(yōu)化乙烯裝置操作

賽科APC組

20上海賽科石油化工有限責(zé)任公司是由BP華東投資有限公司、中國石油化工股份有限公司和中國石化上海石油化工有限股份公司分別按50%、

30%、20%的比例出資組建的，總投資額約合27億美元，是目前國內(nèi)最大的中外合資石化項目之一…公司簡介上海賽科石油化工有限責(zé)任公司是由BP華東投資有限公司、中國石公司簡介上海賽科90萬噸乙烯項目90萬噸乙烯公用工程9萬噸丁二烯50萬噸苯乙烯30萬噸聚苯乙烯60萬噸聚乙烯25萬噸聚丙烯26萬噸丙烯腈28萬噸SAR50萬噸芳烴抽提公司簡介上海賽科90萬噸乙烯項目90萬噸乙烯公用公司簡介賽科中央控制室公司簡介賽科中央控制室目錄◆項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆控制器的實施及維護◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程■賽科乙烯的APC項目，是在SECCO籌建初期由一體化項目管理組(IPMT）簽訂了APC&OPT&OTS一體化合同■合同的簽訂融合了BP公司的項目理念：●早籌備●早實施●早受益項目背景■賽科乙烯的APC項目，是在SECCO籌建初期由一體化項目管■

2003----合同簽訂■

2004---功能設(shè)計完成■

2005---裝置試運行后，開始OTS上的模型開發(fā)■

2005、7---現(xiàn)場工作開工會■

2005、8---開始全工廠的現(xiàn)場工作■

2005、12---EBSM及乙烯部分控制器開始現(xiàn)場安裝調(diào)試（上述工作期間進行操作工與工程師培訓(xùn)）■

2006、12---大部分控制器安裝調(diào)試結(jié)束，進入維護期■

2007、10---總體優(yōu)化器安裝及投用項目實施過程■2003----合同簽訂項目實施過程目錄◆

項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆控制器的實施及維護◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介設(shè)計目標：■最大化裝置負荷■最大化高附價值產(chǎn)品的收率■優(yōu)化能量消耗■提供安全和穩(wěn)定的操作賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介設(shè)計目標：賽科乙烯先進控制總體框架賽科乙烯先進控制總體框架賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介SECCO乙烯裝置先進過程控制及優(yōu)化系統(tǒng)，采用Honeywell公司的魯棒多變量預(yù)測控制技術(shù)(RMPCT)及在線閉環(huán)優(yōu)化(DQP)的一體化解決方案賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介SECCO乙烯裝置先進過程控制及■先進過程控制器（ProfitControllers）涵蓋了工廠的各個單元設(shè)備。這些控制器通過對工藝過程的實時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)穩(wěn)定控制，并在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)卡邊操作，從而達到減少能耗，提高效益的目的。■先進過程控制器同時結(jié)合使用DCS側(cè)支持計算以及中間常規(guī)控制。這樣能夠靈活得到一些控制變量（如內(nèi)回流比），較快克服一些正常干擾（如急冷水溫度變化對丙烯塔和脫乙烷塔的干擾）■ProfitOptimizer是一個動態(tài)優(yōu)化器。作為一個總體的協(xié)調(diào)者，ProfitOptimizer提供了各個控制器之間的連接。其模型與控制器模型是一樣的，這大大減少了維護成本。賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介■先進過程控制器（ProfitControllers）涵蓋■賽科乙烯先進控制系統(tǒng)還使用了在線SPYRO程序，預(yù)測不同進料條件下的裂解出口組成，并利用SPYRO模型，以及在此基礎(chǔ)上的物料平衡計算模型，在線更新相關(guān)控制器以及優(yōu)化器的模型增益。

■賽科的計劃優(yōu)化部門使用線性規(guī)劃技術(shù)（LP模型）進行全工廠排產(chǎn)計算。該模型的裂解爐部分使用離線SPYRO模型。每月計劃優(yōu)化部門會根據(jù)市場行情，給出最優(yōu)的產(chǎn)品配比（如乙烯/丙烯之比），手動輸入到ProfitOptimizer中。這樣就使得計劃調(diào)度指令通過每天的生產(chǎn)操作得以實現(xiàn)。賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介（續(xù)）■賽科乙烯先進控制系統(tǒng)還使用了在線SPYRO程序，預(yù)測不同賽科乙烯先進控制器細目NONameUnitsIncludedCVMVDV1

11C01_CTLFurnace115×7×52

11C02_CTLFurnace220×13×53

11C03_CTLFurnace317×11….

….

9

11C09_CTLFurnace917×1110

11C14_CTLQuenchSystem18×8×611

11C26_CTLCGC/CondensateStripper10×5×412

11C31_CTLColdBox/Demethanizer12×8×313

11C40_CTLDeethanizer13×6×214

11C41_CTLAcetyleneConverter20×6×315

11C42_CTLC2Splitter/C3Refrigeration18×6×516

11C45_CTLDepropanizer/Debutanizer16×6×817

11C46_CTLMAPDConverter9×4×218

11C48_CTLC3Splitter14×6×519

11C45_2CTLDepropanizerLevel2×2×5賽科乙烯先進控制器細目NONameUnitsInclude目錄◆項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆控制器的實施及維護◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程控制器的實施作為工廠用戶，控制器的實施過程要特別關(guān)注如下5個過程：■功能設(shè)計■預(yù)測試■階躍測試■對操作工及相關(guān)工程師的培訓(xùn)■控制器的安裝和調(diào)試

控制器的實施作為工廠用戶，控制器的實施過程要特別關(guān)注如下5個控制器的維護–持續(xù)改進控制器是需要不斷維護的，因為：■供應(yīng)商在現(xiàn)場安裝調(diào)試控制器的時間有限，這一階段難以包含工廠所有的操作過程。■先進過程控制器模型是基于軟件計算得到的，一定存在偏差。■工藝過程的條件在不斷變化。

控制器的維護–持續(xù)改進控制器是需要不斷維護的，因為：控制器的維護–持續(xù)改進賽科的維護策略：深刻認識APC控制器是操作工的一個工具■

APC控制器是操作工使用的一個工具。■控制器的使用和維護過程中要密切關(guān)注每個操作工的感受。■既要把操作工當作學(xué)生，更要把操作工當作老師?！龉膭钏械淖罱K用戶，操作工、工藝工程師來監(jiān)督控制器的使用性能?！鼍S護使用關(guān)鍵技術(shù)指標KPI?？刂破鞯木S護–持續(xù)改進賽科的維護策略：深刻認識APC控制目錄◆項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆控制器的實施及維護◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程裂解爐/優(yōu)化器的控制目標■

最大化爐子負荷；■最大化高附價值產(chǎn)品收率；■優(yōu)化爐子的氧含量，最小化燃料氣的損耗；■最大化超高壓蒸汽的產(chǎn)量；■提供安全和穩(wěn)定的操作裂解爐/優(yōu)化器的控制目標■最大化爐子負荷；石腦油進料、乙烯產(chǎn)品、丙烯產(chǎn)品提高，燃料氣消耗下降

石腦油進料、乙烯產(chǎn)品、丙烯產(chǎn)品提高，燃料氣消耗下降裂解爐/DQP性能、效果對比－匯總

未使用效益優(yōu)化器使用效益優(yōu)化器Min最低(kg/h)Max最高(kg/h)Mean平均(kg/h)Min最低(kg/h)Max最高(kg/h)Mean平均(kg/h)增加(%)石腦油進料2952793408443220082699913416463287792.10%乙烯產(chǎn)量105706116568112873926801207131156282.44%丙烯產(chǎn)量4941361255559175157560073572052.30%燃料氣消耗552186011058008561955923657591-0.72％裂解爐/DQP性能、效果對比－匯總未使用效益優(yōu)化器使用效益急冷塔控制器■

通過維持塔板溫度，穩(wěn)定急冷塔的操作?！?/p>

穩(wěn)定汽油分離塔的操作■

最大化能量回收■

維持急冷油的粘度■

維持高溫裂解汽油的質(zhì)量（急冷系統(tǒng)因故沒有按原設(shè)計投用）急冷塔控制器■通過維持塔板溫度，穩(wěn)定急冷塔的操作。冷箱/脫甲烷塔控制器控制目標■

塔頂甲烷氣中乙烯損失最小(DeC1塔頂乙烯損失)■維持塔釜甲烷雜質(zhì)含量■控制脫甲烷塔回流罐液位■

穩(wěn)定脫甲烷塔操作冷箱/脫甲烷塔控制器控制目標■塔頂甲烷氣中乙烯損失最小冷箱/脫甲烷塔控制器性能（1）冷箱/脫甲烷塔控制器性能（1）冷箱/脫甲烷塔控制器性能（2）冷箱/脫甲烷塔控制器性能（2）冷箱/脫甲烷塔控制器性能－Summary●塔釜溫度穩(wěn)定性比以前明顯提高，標準差比原來降低了60％?！裨摐囟仍瓉硖幱谑謩涌刂茽顟B(tài)。先進控制器的投用減少了操作工的勞動強度。位號

1/1/20061/1/2007Improved

6/1/20066/1/200711LC31011(標準偏差)10.365.33-48.56％11TC31001(標準偏差)2.931.13-61.33％冷箱/脫甲烷塔控制器性能－Summary●塔釜溫度穩(wěn)定性脫乙烷塔控制器目標●舊的問題產(chǎn)品質(zhì)量過剩嚴重塔頂壓力控制不穩(wěn)定回流罐液位波動很大能量消耗比較大常規(guī)控制回路修改失敗●控制目標維持產(chǎn)品質(zhì)量指標平穩(wěn)脫乙烷塔操作能量消耗最小脫乙烷塔控制器目標●舊的問題脫乙烷塔控制器性能1－回流罐液位脫乙烷塔控制器性能1－回流罐液位脫乙烷塔控制器性能2－塔頂壓力脫乙烷塔控制器性能2－塔頂壓力脫乙烷塔控制器性能3－回流量/進料脫乙烷塔控制器性能3－回流量/進料脫乙烷塔控制器性能4－塔頂出料脫乙烷塔控制器性能4－塔頂出料脫乙烷塔控制器性能5－靈敏板溫度脫乙烷塔控制器性能5－靈敏板溫度脫乙烷塔控制器性能6－塔底C2s脫乙烷塔控制器性能6－塔底C2s脫乙烷塔控制器性能7–塔頂C3s脫乙烷塔控制器性能7–塔頂C3s

1/1/20061/1/2007Improved(%)

6/1/20066/1/200711LC40011.PV1DEETHREFLDRMStdev9.1135.501-39.6411PC40002B.PV1DEETHOVHDStdev0.025610.01064-58.45Reflux/Feed

Stdev0.44990.02659-94.09Mean0.42510.382-10.1411FC41001.PV1DEETHREFLDRUMOVHDStdev8.4894.86-42.7511TC40001.PV1DEETHT-4001Mean56.9155-2.8811AY83402.PVDEETHBTMSC2SMean6.0069.10151.5311AY83403.PVDEETHBTMSC3SMean30.1438.0226.14Stdev336.2137.9-58.98脫乙烷塔控制器性能-Summary

1/1/20061/1/2007Improved

乙烯塔控制器控制目標■

維持乙烯產(chǎn)品中的乙烷含量合格■

乙烷流量中的乙烯損失最小■

丙烯冷劑的負荷最小

■

防止液泛■

維持回流比在一定范圍■

維持穩(wěn)定操作乙烯塔控制器控制目標■維持乙烯產(chǎn)品中的乙烷含量合格乙烯塔控制器性能(1)–塔底乙烯乙烯塔控制器性能(1)–塔底乙烯乙烯塔控制器性能(2)－塔頂溫度乙烯塔控制器性能(2)－塔頂溫度乙烯塔控制器性能-Summary

1/1/20061/1/2007Improved(%)

6/1/20066/1/200711AI42001A.PVETHYFRACTBTMSC2H4Mean0.9180.04388-95.22Stdev5.0080.08609-98.2811AI42003D.PVETHYFRACETHYPRODC2H6Mean181.2200.1-10.43

Stdev68.8770.53-2.4111TI42013.PVETHYFRACTTRAY128SIDEDRAWMean-29.41-29.230.61Stdev0.65030.3698-43.13乙烯塔控制器性能-Summary

1/1/20061/1脫丙烷/脫丁烷塔控制器控制目標投用前問題●產(chǎn)品質(zhì)量過剩嚴●能量消耗比較大控制目標●維持產(chǎn)品質(zhì)量指●平穩(wěn)塔操作●

能量消耗最小脫丙烷/脫丁烷塔控制器控制目標投用前問題脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(1)-DeC3底C3脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(1)-DeC3底C3脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(2)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(2)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(3)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(3)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(4)DeC4底C4脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(4)DeC4底C4脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(5)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(5)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(6)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(6)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能-Summary

1/1/20051/1/2007Improved（％）

6/1/20056/1/200711AY83552.PVDEPROPBTMSTOTALC3'SMean39943257-18.45

Stdev40282605-35.33DeC3Reflux/Feed

Mean0.48370.3756-22.35

Stdev0.07490.02631-64.87DeC3Steam/Feed

Mean0.11210.08248-26.42

Stdev0.016180.005338-67.0111AY83602.PVDEBUTBTMSC4SMean1166423.7-63.66Stdev2887488.9-83.07DeC4Reflux/Feed

Mean0.80780.5011-37.97Stdev0.17790.05921-66.72DeC4Steam/Feed

Mean0.21690.163-24.85Stdev0.029690.008494-71.39脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能-Summary

1/1/20脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－每天早晚的優(yōu)化效果脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－每天早晚的優(yōu)化效果脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－優(yōu)化停止造成的影響脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－優(yōu)化停止造成的影響脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－優(yōu)化停止造成的影響

Unit6/7/200712:005/31/200712:00Difference6/14/20079:306/7/200712:00Without

optimizationWithoptimization11FC50003.PV1kg/h47707.344033.6-3673.711FC50002.PV1kg/h13377.212713.3-663.9脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－優(yōu)化停止造成的影響Unit6/7脫丙烷塔液位控制器控制器目標投用前的問題回流罐液位波動大MAPD反應(yīng)器進料波動大脫丁烷塔進料波動大控制目標平穩(wěn)脫丙烷塔回流罐和塔釜液位平穩(wěn)MAPD反應(yīng)器進料平穩(wěn)脫丁烷塔進料脫丙烷塔液位控制器控制器目標投用前的問題脫丙烷塔液位控制器性能(1)脫丙烷塔液位控制器性能(1)脫丙烷塔液位控制器性能(2)脫丙烷塔液位控制器性能(2)脫丙烷塔液位控制器性能(3)脫丙烷塔液位控制器性能(3)脫丙烷塔液位控制器性能(4)脫丙烷塔液位控制器性能(4)脫丙烷塔液位控制器效果實施先進控制前實施先進控制前標準偏差改善平均值標準差平均值標準差回流罐液位64.198.00367.015.215

-34.8%MAPD進料67.026.99668.32.894

-58.6%塔釜液位66.095.71765.745.445

-4.8%脫丁烷塔進料738464280810193851-10%脫丙烷塔液位控制器效果實施先進控制前實施先進控制前標準偏差改目錄◆項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程賽科項目經(jīng)驗■足夠的項目資金是項目成功的基礎(chǔ)■領(lǐng)導(dǎo)的目標管理是項目成功的動力■優(yōu)良業(yè)績的專業(yè)公司實施是項目成功的保證■經(jīng)驗豐富的專職APC工程師來進行維護■賽科的控制器經(jīng)歷了持續(xù)改進的過程■尊重操作工、善待操作工。鼓勵操作工對控制器提意見、以讓控制器越來越好■系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的維護至關(guān)重要賽科項目經(jīng)驗■足夠的項目資金是項目成功的基礎(chǔ)賽科項目經(jīng)驗-KPI

■看投用率，但是不特別關(guān)注■看MV的投用率，但是仍然不能有效表征APC的KPI■有了上述兩點是基礎(chǔ)，但是距離APC發(fā)揮效益還有很大距離■逐步改進KPI指標返回賽科項目經(jīng)驗-KPI■看投用率，但是不特別關(guān)注返Q&AQ&A人力資源的供給預(yù)測人力資源的供給預(yù)測

概念人力資源供給預(yù)測(SupplyforecastingofHumanResources)是人力資源規(guī)劃中的核心內(nèi)容，是預(yù)測在某一未來時期，組織內(nèi)部所能供應(yīng)的（或經(jīng)有培訓(xùn)可能補充的）及外部勞動力市場所提供的一定數(shù)量、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的人員，以滿足企業(yè)為達成目標而產(chǎn)生的人員需求。

概念人力資源供給預(yù)測(Supplyforecasti價格不定的青椒童子雞價格不定的青椒童子雞案例價格不定的青椒童子雞周經(jīng)理近來很不順心，各部門都向HR部門要人，可一時哪有那么多合適的人。這種情況在一年中已出現(xiàn)了三次，周經(jīng)理不明白是這些部門發(fā)了瘋，還是自己的工作出了錯。為了減輕工作壓力，周經(jīng)理獨自來到熟悉的酒樓用餐，無意間聽到了一段酒樓經(jīng)理和顧客A的對話。顧客A徑直找到酒樓經(jīng)理，一臉不悅地抱怨，“前天我和家人來時，一致認為青椒童子雞最好吃，當時青椒童子雞是限量供應(yīng)特色菜，今天我專門請同事來嘗，還特地趕了個早。不想今天青椒童子雞成了限時特價菜，害得我被同事嘲笑了一番，說我趕早是為了請大家吃便宜菜。你聽，他們還在包間里笑?！卑咐齼r格不定的青椒童子雞顯然酒樓經(jīng)理和顧客A是認識的，酒樓經(jīng)理不由訴起了苦：“你也不是不知道，負責(zé)采購的經(jīng)理也是股東之一，他要進什么菜我們也沒數(shù)，前天你來是雞訂少了，今天又訂多了，所以才臨時把限量供應(yīng)改成特價供應(yīng)。A主任，不好意思，請您體諒體諒。要不下次來前，您先打個電話問問當天的菜？”“嘿，你怎么不先問問下個星期的菜，提前掛出來？”一旁的周經(jīng)理不禁失笑，一個不知道外面供應(yīng)什么，一個不知道自己供應(yīng)什么，不出亂才怪。旋兒轉(zhuǎn)念一想，自己不正也犯著同樣的錯誤嗎，一方面不清楚公司內(nèi)部的人員情況，每次缺人都措手不及；一方面也不清楚勞動力市場供給，常常一時招不到合適的人。原先的嘲笑變成了自嘲，周經(jīng)理用沉默回答了兩人驚異的目光。顯然酒樓經(jīng)理和顧客A是認識的，酒樓經(jīng)問題從案例中可以得出企業(yè)人力資源中的哪些啟示？從案例中可以得出企業(yè)人力資源中的哪些啟示？問題從案例中可以得出企業(yè)人力資源中的哪些啟示？啟示人力資源需求預(yù)測只是分析企業(yè)內(nèi)部對人力資源的需求，而人力資源資源供給預(yù)測需要分析企業(yè)內(nèi)部供給和企業(yè)外部供給兩個方面。內(nèi)部供給預(yù)測需要考慮企業(yè)的內(nèi)部條件，外部供給預(yù)測需要考慮企業(yè)外部環(huán)境的變化，供給預(yù)測需要考慮的因素更多、更不可控，只有認識到其特點，選取合適的方法，才能增加預(yù)測的準確性。啟示人力資源需求預(yù)測只是分析企業(yè)內(nèi)部對人人力資源供給預(yù)測的方法根據(jù)需求預(yù)測方法的特性，將這些方法分為兩大類，即法定性預(yù)測和定量預(yù)測法。事實上，有些預(yù)測方法即可以用來預(yù)測需求，也可以用來預(yù)測供給。比如，經(jīng)驗預(yù)測法、專家預(yù)測法、描述法、趨勢外推預(yù)測法、回歸分析法、計算機模擬預(yù)測法等，都可以通過轉(zhuǎn)化用來預(yù)測人員供給。人力資源供給預(yù)測的方法根據(jù)需求預(yù)測方法的特性，

法定性預(yù)測

預(yù)測方法

定量預(yù)測法

總結(jié)

人力資源供給預(yù)測：是指為了滿足企業(yè)未來對人員的需求，根據(jù)企業(yè)的內(nèi)部條件和外部環(huán)境，選擇適當?shù)念A(yù)測技術(shù)，對企業(yè)未來從內(nèi)部和外部可獲得的人力資源的數(shù)量和質(zhì)量進行預(yù)測總結(jié)人力資源供給預(yù)測：是指為了滿足企業(yè)未來對人員的需求

首先，預(yù)測供給是為了滿足需要，不是所有的供給都要預(yù)測，只預(yù)測企業(yè)未來需要的人員；其次，人員供給有內(nèi)部和外部兩個來源，因而必須考慮內(nèi)外兩個方面；第三，應(yīng)當選擇適合的預(yù)測技術(shù)，用較低的成本達到較高的目的；最后，需要預(yù)測出供給人員的數(shù)量和質(zhì)量。首先，預(yù)測供給是為了滿足需要，不是所有的供給都要預(yù)謝謝觀賞！謝謝觀賞！利用先進控制系統(tǒng)

優(yōu)化乙烯裝置操作

賽科APC組

2008年10月利用先進控制系統(tǒng)

優(yōu)化乙烯裝置操作

賽科APC組

20上海賽科石油化工有限責(zé)任公司是由BP華東投資有限公司、中國石油化工股份有限公司和中國石化上海石油化工有限股份公司分別按50%、

30%、20%的比例出資組建的，總投資額約合27億美元，是目前國內(nèi)最大的中外合資石化項目之一…公司簡介上海賽科石油化工有限責(zé)任公司是由BP華東投資有限公司、中國石公司簡介上海賽科90萬噸乙烯項目90萬噸乙烯公用工程9萬噸丁二烯50萬噸苯乙烯30萬噸聚苯乙烯60萬噸聚乙烯25萬噸聚丙烯26萬噸丙烯腈28萬噸SAR50萬噸芳烴抽提公司簡介上海賽科90萬噸乙烯項目90萬噸乙烯公用公司簡介賽科中央控制室公司簡介賽科中央控制室目錄◆項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆控制器的實施及維護◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程■賽科乙烯的APC項目，是在SECCO籌建初期由一體化項目管理組(IPMT）簽訂了APC&OPT&OTS一體化合同■合同的簽訂融合了BP公司的項目理念：●早籌備●早實施●早受益項目背景■賽科乙烯的APC項目，是在SECCO籌建初期由一體化項目管■

2003----合同簽訂■

2004---功能設(shè)計完成■

2005---裝置試運行后，開始OTS上的模型開發(fā)■

2005、7---現(xiàn)場工作開工會■

2005、8---開始全工廠的現(xiàn)場工作■

2005、12---EBSM及乙烯部分控制器開始現(xiàn)場安裝調(diào)試（上述工作期間進行操作工與工程師培訓(xùn)）■

2006、12---大部分控制器安裝調(diào)試結(jié)束，進入維護期■

2007、10---總體優(yōu)化器安裝及投用項目實施過程■2003----合同簽訂項目實施過程目錄◆

項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆控制器的實施及維護◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介設(shè)計目標：■最大化裝置負荷■最大化高附價值產(chǎn)品的收率■優(yōu)化能量消耗■提供安全和穩(wěn)定的操作賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介設(shè)計目標：賽科乙烯先進控制總體框架賽科乙烯先進控制總體框架賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介SECCO乙烯裝置先進過程控制及優(yōu)化系統(tǒng)，采用Honeywell公司的魯棒多變量預(yù)測控制技術(shù)(RMPCT)及在線閉環(huán)優(yōu)化(DQP)的一體化解決方案賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介SECCO乙烯裝置先進過程控制及■先進過程控制器（ProfitControllers）涵蓋了工廠的各個單元設(shè)備。這些控制器通過對工藝過程的實時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)穩(wěn)定控制，并在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)卡邊操作，從而達到減少能耗，提高效益的目的。■先進過程控制器同時結(jié)合使用DCS側(cè)支持計算以及中間常規(guī)控制。這樣能夠靈活得到一些控制變量（如內(nèi)回流比），較快克服一些正常干擾（如急冷水溫度變化對丙烯塔和脫乙烷塔的干擾）■ProfitOptimizer是一個動態(tài)優(yōu)化器。作為一個總體的協(xié)調(diào)者，ProfitOptimizer提供了各個控制器之間的連接。其模型與控制器模型是一樣的，這大大減少了維護成本。賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介■先進過程控制器（ProfitControllers）涵蓋■賽科乙烯先進控制系統(tǒng)還使用了在線SPYRO程序，預(yù)測不同進料條件下的裂解出口組成，并利用SPYRO模型，以及在此基礎(chǔ)上的物料平衡計算模型，在線更新相關(guān)控制器以及優(yōu)化器的模型增益。

■賽科的計劃優(yōu)化部門使用線性規(guī)劃技術(shù)（LP模型）進行全工廠排產(chǎn)計算。該模型的裂解爐部分使用離線SPYRO模型。每月計劃優(yōu)化部門會根據(jù)市場行情，給出最優(yōu)的產(chǎn)品配比（如乙烯/丙烯之比），手動輸入到ProfitOptimizer中。這樣就使得計劃調(diào)度指令通過每天的生產(chǎn)操作得以實現(xiàn)。賽科乙烯先進控制系統(tǒng)設(shè)計簡介（續(xù)）■賽科乙烯先進控制系統(tǒng)還使用了在線SPYRO程序，預(yù)測不同賽科乙烯先進控制器細目NONameUnitsIncludedCVMVDV1

11C01_CTLFurnace115×7×52

11C02_CTLFurnace220×13×53

11C03_CTLFurnace317×11….

….

9

11C09_CTLFurnace917×1110

11C14_CTLQuenchSystem18×8×611

11C26_CTLCGC/CondensateStripper10×5×412

11C31_CTLColdBox/Demethanizer12×8×313

11C40_CTLDeethanizer13×6×214

11C41_CTLAcetyleneConverter20×6×315

11C42_CTLC2Splitter/C3Refrigeration18×6×516

11C45_CTLDepropanizer/Debutanizer16×6×817

11C46_CTLMAPDConverter9×4×218

11C48_CTLC3Splitter14×6×519

11C45_2CTLDepropanizerLevel2×2×5賽科乙烯先進控制器細目NONameUnitsInclude目錄◆項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆控制器的實施及維護◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程控制器的實施作為工廠用戶，控制器的實施過程要特別關(guān)注如下5個過程：■功能設(shè)計■預(yù)測試■階躍測試■對操作工及相關(guān)工程師的培訓(xùn)■控制器的安裝和調(diào)試

控制器的實施作為工廠用戶，控制器的實施過程要特別關(guān)注如下5個控制器的維護–持續(xù)改進控制器是需要不斷維護的，因為：■供應(yīng)商在現(xiàn)場安裝調(diào)試控制器的時間有限，這一階段難以包含工廠所有的操作過程。■先進過程控制器模型是基于軟件計算得到的，一定存在偏差?！龉に囘^程的條件在不斷變化。

控制器的維護–持續(xù)改進控制器是需要不斷維護的，因為：控制器的維護–持續(xù)改進賽科的維護策略：深刻認識APC控制器是操作工的一個工具■

APC控制器是操作工使用的一個工具。■控制器的使用和維護過程中要密切關(guān)注每個操作工的感受。■既要把操作工當作學(xué)生，更要把操作工當作老師?！龉膭钏械淖罱K用戶，操作工、工藝工程師來監(jiān)督控制器的使用性能?！鼍S護使用關(guān)鍵技術(shù)指標KPI?？刂破鞯木S護–持續(xù)改進賽科的維護策略：深刻認識APC控制目錄◆項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆控制器的實施及維護◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程裂解爐/優(yōu)化器的控制目標■

最大化爐子負荷；■最大化高附價值產(chǎn)品收率；■優(yōu)化爐子的氧含量，最小化燃料氣的損耗；■最大化超高壓蒸汽的產(chǎn)量；■提供安全和穩(wěn)定的操作裂解爐/優(yōu)化器的控制目標■最大化爐子負荷；石腦油進料、乙烯產(chǎn)品、丙烯產(chǎn)品提高，燃料氣消耗下降

石腦油進料、乙烯產(chǎn)品、丙烯產(chǎn)品提高，燃料氣消耗下降裂解爐/DQP性能、效果對比－匯總

未使用效益優(yōu)化器使用效益優(yōu)化器Min最低(kg/h)Max最高(kg/h)Mean平均(kg/h)Min最低(kg/h)Max最高(kg/h)Mean平均(kg/h)增加(%)石腦油進料2952793408443220082699913416463287792.10%乙烯產(chǎn)量105706116568112873926801207131156282.44%丙烯產(chǎn)量4941361255559175157560073572052.30%燃料氣消耗552186011058008561955923657591-0.72％裂解爐/DQP性能、效果對比－匯總未使用效益優(yōu)化器使用效益急冷塔控制器■

通過維持塔板溫度，穩(wěn)定急冷塔的操作?！?/p>

穩(wěn)定汽油分離塔的操作■

最大化能量回收■

維持急冷油的粘度■

維持高溫裂解汽油的質(zhì)量（急冷系統(tǒng)因故沒有按原設(shè)計投用）急冷塔控制器■通過維持塔板溫度，穩(wěn)定急冷塔的操作。冷箱/脫甲烷塔控制器控制目標■

塔頂甲烷氣中乙烯損失最小(DeC1塔頂乙烯損失)■維持塔釜甲烷雜質(zhì)含量■控制脫甲烷塔回流罐液位■

穩(wěn)定脫甲烷塔操作冷箱/脫甲烷塔控制器控制目標■塔頂甲烷氣中乙烯損失最小冷箱/脫甲烷塔控制器性能（1）冷箱/脫甲烷塔控制器性能（1）冷箱/脫甲烷塔控制器性能（2）冷箱/脫甲烷塔控制器性能（2）冷箱/脫甲烷塔控制器性能－Summary●塔釜溫度穩(wěn)定性比以前明顯提高，標準差比原來降低了60％。●該溫度原來處于手動控制狀態(tài)。先進控制器的投用減少了操作工的勞動強度。位號

1/1/20061/1/2007Improved

6/1/20066/1/200711LC31011(標準偏差)10.365.33-48.56％11TC31001(標準偏差)2.931.13-61.33％冷箱/脫甲烷塔控制器性能－Summary●塔釜溫度穩(wěn)定性脫乙烷塔控制器目標●舊的問題產(chǎn)品質(zhì)量過剩嚴重塔頂壓力控制不穩(wěn)定回流罐液位波動很大能量消耗比較大常規(guī)控制回路修改失敗●控制目標維持產(chǎn)品質(zhì)量指標平穩(wěn)脫乙烷塔操作能量消耗最小脫乙烷塔控制器目標●舊的問題脫乙烷塔控制器性能1－回流罐液位脫乙烷塔控制器性能1－回流罐液位脫乙烷塔控制器性能2－塔頂壓力脫乙烷塔控制器性能2－塔頂壓力脫乙烷塔控制器性能3－回流量/進料脫乙烷塔控制器性能3－回流量/進料脫乙烷塔控制器性能4－塔頂出料脫乙烷塔控制器性能4－塔頂出料脫乙烷塔控制器性能5－靈敏板溫度脫乙烷塔控制器性能5－靈敏板溫度脫乙烷塔控制器性能6－塔底C2s脫乙烷塔控制器性能6－塔底C2s脫乙烷塔控制器性能7–塔頂C3s脫乙烷塔控制器性能7–塔頂C3s

1/1/20061/1/2007Improved(%)

6/1/20066/1/200711LC40011.PV1DEETHREFLDRMStdev9.1135.501-39.6411PC40002B.PV1DEETHOVHDStdev0.025610.01064-58.45Reflux/Feed

Stdev0.44990.02659-94.09Mean0.42510.382-10.1411FC41001.PV1DEETHREFLDRUMOVHDStdev8.4894.86-42.7511TC40001.PV1DEETHT-4001Mean56.9155-2.8811AY83402.PVDEETHBTMSC2SMean6.0069.10151.5311AY83403.PVDEETHBTMSC3SMean30.1438.0226.14Stdev336.2137.9-58.98脫乙烷塔控制器性能-Summary

1/1/20061/1/2007Improved

乙烯塔控制器控制目標■

維持乙烯產(chǎn)品中的乙烷含量合格■

乙烷流量中的乙烯損失最小■

丙烯冷劑的負荷最小

■

防止液泛■

維持回流比在一定范圍■

維持穩(wěn)定操作乙烯塔控制器控制目標■維持乙烯產(chǎn)品中的乙烷含量合格乙烯塔控制器性能(1)–塔底乙烯乙烯塔控制器性能(1)–塔底乙烯乙烯塔控制器性能(2)－塔頂溫度乙烯塔控制器性能(2)－塔頂溫度乙烯塔控制器性能-Summary

1/1/20061/1/2007Improved(%)

6/1/20066/1/200711AI42001A.PVETHYFRACTBTMSC2H4Mean0.9180.04388-95.22Stdev5.0080.08609-98.2811AI42003D.PVETHYFRACETHYPRODC2H6Mean181.2200.1-10.43

Stdev68.8770.53-2.4111TI42013.PVETHYFRACTTRAY128SIDEDRAWMean-29.41-29.230.61Stdev0.65030.3698-43.13乙烯塔控制器性能-Summary

1/1/20061/1脫丙烷/脫丁烷塔控制器控制目標投用前問題●產(chǎn)品質(zhì)量過剩嚴●能量消耗比較大控制目標●維持產(chǎn)品質(zhì)量指●平穩(wěn)塔操作●

能量消耗最小脫丙烷/脫丁烷塔控制器控制目標投用前問題脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(1)-DeC3底C3脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(1)-DeC3底C3脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(2)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(2)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(3)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(3)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(4)DeC4底C4脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(4)DeC4底C4脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(5)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(5)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(6)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能(6)脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能-Summary

1/1/20051/1/2007Improved（％）

6/1/20056/1/200711AY83552.PVDEPROPBTMSTOTALC3'SMean39943257-18.45

Stdev40282605-35.33DeC3Reflux/Feed

Mean0.48370.3756-22.35

Stdev0.07490.02631-64.87DeC3Steam/Feed

Mean0.11210.08248-26.42

Stdev0.016180.005338-67.0111AY83602.PVDEBUTBTMSC4SMean1166423.7-63.66Stdev2887488.9-83.07DeC4Reflux/Feed

Mean0.80780.5011-37.97Stdev0.17790.05921-66.72DeC4Steam/Feed

Mean0.21690.163-24.85Stdev0.029690.008494-71.39脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能-Summary

1/1/20脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－每天早晚的優(yōu)化效果脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－每天早晚的優(yōu)化效果脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－優(yōu)化停止造成的影響脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－優(yōu)化停止造成的影響脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－優(yōu)化停止造成的影響

Unit6/7/200712:005/31/200712:00Difference6/14/20079:306/7/200712:00Without

optimizationWithoptimization11FC50003.PV1kg/h47707.344033.6-3673.711FC50002.PV1kg/h13377.212713.3-663.9脫丙烷/脫丁烷塔控制器性能－優(yōu)化停止造成的影響Unit6/7脫丙烷塔液位控制器控制器目標投用前的問題回流罐液位波動大MAPD反應(yīng)器進料波動大脫丁烷塔進料波動大控制目標平穩(wěn)脫丙烷塔回流罐和塔釜液位平穩(wěn)MAPD反應(yīng)器進料平穩(wěn)脫丁烷塔進料脫丙烷塔液位控制器控制器目標投用前的問題脫丙烷塔液位控制器性能(1)脫丙烷塔液位控制器性能(1)脫丙烷塔液位控制器性能(2)脫丙烷塔液位控制器性能(2)脫丙烷塔液位控制器性能(3)脫丙烷塔液位控制器性能(3)脫丙烷塔液位控制器性能(4)脫丙烷塔液位控制器性能(4)脫丙烷塔液位控制器效果實施先進控制前實施先進控制前標準偏差改善平均值標準差平均值標準差回流罐液位64.198.00367.015.215

-34.8%MAPD進料67.026.99668.32.894

-58.6%塔釜液位66.095.71765.745.445

-4.8%脫丁烷塔進料738464280810193851-10%脫丙烷塔液位控制器效果實施先進控制前實施先進控制前標準偏差改目錄◆項目背景與實施過程◆賽科乙烯先進控制與在線優(yōu)化◆應(yīng)用效果◆賽科項目經(jīng)驗?zāi)夸洝繇椖勘尘芭c實施過程賽科項目經(jīng)驗■足夠的項目資金是項目成功的基礎(chǔ)■領(lǐng)導(dǎo)的目標管理是項目成功的動力■優(yōu)良業(yè)績的專業(yè)公司實施是項目成功的保證■經(jīng)驗豐富的專職APC工程師來進行維護■賽科