甲醇制烯烃智能控制技术达到国际先进水平

反应/再生/分离一体化工艺孪生模型及其应用领先国际

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  6月20日,中煤陕西能源化工集团有限公司与北京赛普泰克技术有限公司合作完成的“大型甲醇制烯烃装置智能控制及工艺优化技术研究与应用”,在北京通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。以中国工程院院士、中国石油大学(北京)教授张来斌为主任的鉴定委员会认为,该成果具有完全自主知识产权,整体达到国际先进水平,其中甲醇制烯烃工业装置的反应/再生/分离一体化工艺孪生模型及其应用处于国际领先水平,建议加快成果推广应用。

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  中煤陕西公司2014年7月建成投产的180万吨/年甲醇制烯烃装置,采用国产化DMTO专利工艺技术,装置控制具有多变量干扰、强耦合非线性的特点,常规控制难以使装置长期处于最佳运行状态。通过智能工艺建模、先进控制与优化,实现智能化操作与控制、节能降耗迫在眉睫。

  该公司2021年与赛普泰克携手合作,基于在线工艺孪生模型研究,开发了一体化的在线和离线工艺孪生模型,包括反应模型,再生模型、催化剂循环模型、分离模型等,以及操作优化与17个反应/再生/分离系统的智能精准控制模块,形成大型甲醇制烯烃装置智能控制及工艺优化技术系列成果。

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  中煤陕西公司煤化工事业部总经理杨雪峰介绍,该成果主要取得了三项创新。一是研发了甲醇制烯烃装置的反应/再生/分离一体化工艺孪生模型,在线运行后的双烯收率预测值和实际值(盘库)相对平均误差在1%以内,满足了精准控制和操作优化的要求。二是首次研发甲醇制烯烃工业装置专用智能精准控制与实时操作优化系统,实现工业装置全流程自动化控制、智能优化运行,以及快速自动柔性生产调整,主要工艺参数波动大幅降低。三是基于甲醇制烯烃装置的反应/再生/分离一体化工艺孪生模型和安全岛控制理念,首次研发了甲醇制烯烃工业装置的异常工况管理(安全避险)系统,实现对装置异常工况侦测预警及在线分析,确保安全稳定运行。目前,该成果已获国家发明专利授权6项。

  据悉,2022年5月至2023年9月期间,MTO智能精准控制、操作优化及烯烃分离智能精准控制系统先后在中煤陕西公司煤化工厂区甲醇制烯烃装置投用,实现MTO及烯烃分离装置智能自动化运行,填补了国内MTO反再系统优化与控制领域的空白。运行结果表明,甲醇单耗降低0.6%(0.018吨甲醇/吨双烯),能耗降低1.21%(5.08千克标煤/吨烯烃),碳排放降低0.66%(折8.35万吨/年),经济和社会效益显著。同时,操作人员由操作者转变为监控者,员工操作劳动负荷明显降低,提升了员工的幸福感和认同感。


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