活動(dòng)鏈接：2012年控制網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)題---控制系統新時(shí)代   

   2011年10月9日，揚子石化承建的中國石化領(lǐng)域重大科研項目 — 芳烴吸附分離技術(shù)開(kāi)發(fā)及工業(yè)示范裝置產(chǎn)出了第一批合格產(chǎn)品，產(chǎn)品純度達到99.7%。這一喜報標志著(zhù)中國芳烴成套技術(shù)的最后一個(gè)堡壘取得了重大突破，標志著(zhù)中國成為世界上第三個(gè)擁有自主知識產(chǎn)權芳烴成套技術(shù)的國家！芳烴成套技術(shù)的突破凝聚了參與項目各方的共同努力，作為裝置的控制核心 — 模擬移動(dòng)床控制系統（MCS）的供應商，北京康吉森自動(dòng)化設備技術(shù)有限公司全程參與了系統的研發(fā)、調試和運轉成功，為此次芳烴吸附分離示范裝置的開(kāi)車(chē)成功提供了強勁的技術(shù)保障和工程支持。

   1 項目背景

   芳烴和乙烯是石油化工的兩大支柱，自上世紀80年代起我國的石化建設突飛猛進(jìn)，但是關(guān)鍵技術(shù)往往需要從國外引進(jìn)。中國是世界芳烴產(chǎn)品對二甲苯（PX）第一消費大國，但長(cháng)期沒(méi)有自己完整的芳烴成套技術(shù)，多年以來(lái)一直采用巨資引進(jìn)國外技術(shù)的方式建設芳烴生產(chǎn)裝置。這里面最重要原因之一就是其中的吸附分離裝置有一套極其復雜的模擬移動(dòng)床控制系統，其核心技術(shù)中國人一直沒(méi)有掌握。

   為了突破國外的技術(shù)封鎖，實(shí)現中國石化具有自主知識產(chǎn)權的成套芳烴技術(shù)的開(kāi)發(fā)，中國石化集團公司決定以揚子石化公司為試驗基地，自主成套芳烴關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)模擬移動(dòng)床控制系統（Moving-beds Control System，MCS）。

   2 項目實(shí)施與應用

   吸附分離的核心設備是吸附塔，兩個(gè)吸附塔分別通過(guò)塔底的兩臺循環(huán)泵構成“8”字循環(huán)回路，循環(huán)泵出口流量在不同區域時(shí)會(huì )有大幅的變化。由于是全液相密閉系統，一旦控制失靈或信號遲滯將會(huì )引起塔壓急劇變化，直接導致吸附塔內部分子篩永久性的損壞，損失可達上億元。目前國際上掌握該技術(shù)的只有美國UOP和法國的AXENS兩家公司，他們壟斷了世界上全部的PX生產(chǎn)技術(shù)，所有的控制方案、邏輯算法、工藝模型、關(guān)鍵參數都封裝在其ACCS系統（UOP）和SCS系統(AXENS)內部，對外就是一個(gè)黑匣子，沒(méi)有任何公開(kāi)數據資料可查，相關(guān)的現場(chǎng)儀表、控制閥門(mén)的重要指標也秘而不宣。
  
                       

   中石化揚子石化芳烴吸附分離裝置移動(dòng)床控制系統項目通過(guò)中國石化工程建設公司（SEI）和康吉森強強聯(lián)手，由專(zhuān)利商和系統集成商共同攻關(guān)MCS系統。

   2011年9月，芳烴示范裝置現場(chǎng)設備安裝基本完畢，MCS系統進(jìn)入現場(chǎng)調試階段。為了共同的目標，來(lái)自不同單位的工程人員通力合作，日夜奮戰在芳烴吸附分離示范裝置的現場(chǎng)。經(jīng)過(guò)持續測試和對程序的反復修改，MCS系統程序逐步滿(mǎn)足了工藝的各項要求，并優(yōu)化了操作功能。

   2011年10月7日，MCS系統在揚子PX示范裝置正式投入使用后，立刻取得了非常好的效果：程控閥容錯特性?xún)?yōu)異，192臺閥門(mén)中的任意一臺故障均不影響系統的運行；流量切換響應迅速，時(shí)間滯后不到3秒；塔壓波動(dòng)±0.03MPa，大大優(yōu)于±0.08MPa的原設計值，達到并部分超過(guò)了UOP和AXENS同類(lèi)裝置的指標。2011年10月9日開(kāi)車(chē)成功，產(chǎn)品全部合格！

   3 項目創(chuàng )新點(diǎn)分析

   （1）技術(shù)難點(diǎn)的突破

   MCS系統研發(fā)和設計有兩大難點(diǎn)：第一是國外技術(shù)壁壘造成研發(fā)的參考資料少，相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗也少，只能通過(guò)團隊長(cháng)期的探索和不斷的實(shí)驗解決技術(shù)問(wèn)題。第二是系統本身非常復雜。由于試驗裝置的本身特性決定，本次MCS系統研發(fā)的難點(diǎn)還在于必須適應各種復雜的工況：PX和PDEB兩種不同的物料、19種操作方案、11個(gè)控制回路的參數整定、192臺程控閥各不相同的容錯特性以及向外沖洗、分時(shí)沖洗、切除沖洗等國外沒(méi)有的技術(shù)特點(diǎn)，每一種方案都會(huì )影響到其他程序邏輯的設計，系統極其復雜。而上述這些技術(shù)要求和指標全部來(lái)自一段只有3000字的工藝包說(shuō)明文字，除此之外再也沒(méi)有其他任何資料。

   MCS攻關(guān)組成員經(jīng)過(guò)18個(gè)月的不懈努力，克服了各種困難，終于成功編寫(xiě)完全部程序，最終的系統邏輯圖共有242頁(yè)，包括38種函數模型、4484個(gè)內部變量、5000多個(gè)邏輯模塊，編譯后的程序語(yǔ)句數超過(guò)了36000行。

   根據非常有限的工藝說(shuō)明文字完成整體程序的編寫(xiě)和邏輯關(guān)系的梳理，最終實(shí)現復雜的控制功能，這是MCS開(kāi)發(fā)團隊最重要的技術(shù)突破。

   （2）工程服務(wù)能力的展現

   由于MCS系統是第一次應用，沒(méi)有開(kāi)車(chē)先例，沒(méi)有經(jīng)驗參數，一切調試都僅依據前期研發(fā)的系統控制程序和工藝理論參數。

    而且MCS系統控制的主體是純液相系統，其中壓力的控制還沒(méi)有很好的案例和比較成熟的方案, 裝置中吸附塔的塔盤(pán)承受的正向和反向壓力不同，允許波動(dòng)范圍很小，如果壓力超范圍波動(dòng)則有損壞塔盤(pán)的危險，上億元的設備必將損壞，工期也必將延誤。

    頂著(zhù)巨大的壓力，康吉森的工程師和SEI、揚子石化技術(shù)人員一道開(kāi)始了調試工作。MCS團隊依據研發(fā)和編程階段的模擬測試，在現場(chǎng)無(wú)介質(zhì)的狀態(tài)下對工藝參數、PID進(jìn)行不斷的實(shí)驗和修改。一個(gè)月的調試時(shí)間非常有限，調試期間所有團隊成員放棄休息，在開(kāi)車(chē)前的一周更是夜以繼日的調試。每一個(gè)回路都經(jīng)過(guò)了不斷的調試、修改、完善直到通過(guò)。

   作為MCS系統供應商的康吉森，在中國首套自主知識產(chǎn)權芳烴吸附分離示范裝置的建設中不僅發(fā)揮了供應商應有的作用，而且在研發(fā)和調試工作中承擔了技術(shù)難點(diǎn)攻關(guān)的重任，康吉森人對技術(shù)的鉆研精神和對客戶(hù)的服務(wù)精神在MCS項目中得到了一次集中的體現。

   （3）工程執行模式的創(chuàng )新

   對于康吉森來(lái)說(shuō)，MCS項目遠超越普通工程項目的范疇，更是一次全新工程執行模式的探索。

   早在2009年，康吉森就與SEI簽署了戰略合作協(xié)議，雙方合作的成功為國內石化領(lǐng)域系統供應商提供了一個(gè)全新的合作模式：即工程公司作為專(zhuān)利商牽頭，與系統供應商聯(lián)合研發(fā)和推廣專(zhuān)有技術(shù)的系統應用，共同實(shí)踐專(zhuān)有技術(shù)的工程實(shí)施。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，專(zhuān)利商聯(lián)合供應商，專(zhuān)利技術(shù)配合專(zhuān)有系統。這個(gè)系統成套模式對于石化領(lǐng)域很多裝置，特別是復雜和技術(shù)難度大的工段都有很大的益處，從工程模式上保障了專(zhuān)利技術(shù)的完整和準確執行。這個(gè)模式也是國外專(zhuān)利商經(jīng)常使用的，但國內主流工程公司和系統供應商合作使用此類(lèi)系統成套模式尚屬起步階段。

   北京康吉森公司工程部成立已經(jīng)超過(guò)十年，工程經(jīng)驗的長(cháng)期積累和總結為工程技術(shù)整體水平的升華打下了堅實(shí)的基礎?？导墓こ虉绦心芰σ仓鸩接晒こ虉绦姓咿D變?yōu)閷?zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)專(zhuān)家、工程專(zhuān)家，與專(zhuān)利商在特殊系統中的深度技術(shù)合作顯得如魚(yú)得水。這種工程合作的模式改變了以往的“專(zhuān)利商設計院出圖，供應商照做”的老模式，面對石化領(lǐng)域全新的工藝、全新的系統，共同開(kāi)發(fā)和深度合作的創(chuàng )新模式為國內石化行業(yè)探索出一條新路。

   4 效益分析

   從實(shí)際運行來(lái)看，MCS系統性能可靠，控制平穩，可操作性強，綜合性能已經(jīng)達到目前國際同類(lèi)技術(shù)水平。依靠MCS系統控制的吸附分離過(guò)程，在區域切換時(shí)吸附塔的最大壓差為0.8Bar，各區域流量控制穩定，大大優(yōu)于同類(lèi)采用IFP工藝的裝置；PX吸附分離運行工況下，吸附塔抽出液和吸余液組成進(jìn)行歸一計算，PX純度達99.7%以上，收率97%以上，達到了國際先進(jìn)水平；MCS控制系統中預設了19種不同的工況，在工況切換時(shí)，控制平穩，不影響裝置產(chǎn)品的正常生產(chǎn)，可操作性強。

    裝置設計中同時(shí)考慮了以乙苯裝置副產(chǎn)的混和二乙基苯為原料通過(guò)吸附分離過(guò)程生產(chǎn)滿(mǎn)足對二甲苯吸附分離過(guò)程需要的對二乙基苯（PDEB）。2012年4月，示范裝置進(jìn)入到PDEB生產(chǎn)工況，MCS系統進(jìn)行組態(tài)修改后調試并投用，生產(chǎn)出合格的PDEB產(chǎn)品。在裝置的運行期間MCS系統運行良好，進(jìn)出吸附塔各物料流量穩定，泵、壓送環(huán)路流量在不同區域之間切換迅速、平穩，吸附塔底壓力穩定，取得了良好的經(jīng)濟效益。