脂肪胺作為氨的有機(jī)衍生物，是許多化工產(chǎn)品的重要合成原料，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、涂料、染料、催化劑、固化劑、新能源材料、化妝品、食品添加劑、化肥緩釋劑、保鮮劑等下游行業(yè)。

成立于1958年的浙江建業(yè)化工股份有限公司，是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、品種最齊全的有機(jī)胺生產(chǎn)企業(yè)之一，主要產(chǎn)品有低碳脂肪胺（指碳鏈長(zhǎng)度在C2-C4的脂肪胺）、增塑劑、醋酸酯、白炭黑、二氧化硫、乙炔等，也是國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)、中國(guó)化工行業(yè)500強(qiáng)。

3萬(wàn)噸/年乙胺裝置是建業(yè)化工最具代表性的裝置之一，為解決產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)、操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，建業(yè)化工決定在乙胺裝置上率先引入APC技術(shù)以提升自動(dòng)化水平，改善產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到安全可控、節(jié)能降耗的生產(chǎn)目標(biāo)；同時(shí)也希望通過乙胺裝置APC系統(tǒng)的成功應(yīng)用，為其它裝置提供標(biāo)桿與借鑒。2019年3月，中控技術(shù)與建業(yè)化工正式簽訂APC開發(fā)協(xié)議。

01 攜手推進(jìn)優(yōu)化控制

建業(yè)化工3萬(wàn)噸/年乙胺裝置包括合成工序和分離工序，具有工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備多、物料多重循環(huán)等特點(diǎn)，是典型的多變量生產(chǎn)過程；在生產(chǎn)運(yùn)行中需要克服過程變量之間的強(qiáng)耦合特性，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的平穩(wěn)控制，并保持工序之間和各工序內(nèi)部的物料平衡和能量平衡。僅憑人工經(jīng)驗(yàn)的過程操作難以保證裝置的平穩(wěn)運(yùn)行和節(jié)能降耗。

基于以上分析，中控技術(shù)結(jié)合乙胺裝置工藝特點(diǎn)和過程控制需求，采用多變量模型預(yù)測(cè)控制，結(jié)合專家控制等智能控制策略，實(shí)現(xiàn)乙胺裝置多目標(biāo)優(yōu)化和協(xié)同控制，提高裝置生產(chǎn)運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，為生產(chǎn)過程提供安全保障并通過“卡邊”優(yōu)化，降低能耗。

02 七大控制器，保障裝置穩(wěn)定運(yùn)行

模型預(yù)測(cè)控制是一種基于模型的先進(jìn)控制策略，具有預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正三個(gè)基本特征，適合于解決復(fù)雜多變量過程協(xié)調(diào)控制問題。針對(duì)3萬(wàn)噸/年乙胺裝置優(yōu)化控制需求，中控技術(shù)設(shè)計(jì)了七大控制器，包括：合成反應(yīng)控制器、氨塔控制器、一乙胺塔控制器、二乙胺塔控制器、二乙胺精制塔控制器、三乙胺塔控制器和脫水塔控制器。通過這七大控制器，實(shí)現(xiàn)了乙胺裝置的穩(wěn)定優(yōu)化運(yùn)行。

03 六大專家控制策略，實(shí)現(xiàn)智能控制

智能控制是一種應(yīng)用擬人化思維方法、規(guī)劃及決策，以知識(shí)工程為指導(dǎo)的，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)以及自組織功能的先進(jìn)控制策略。在3萬(wàn)噸/年乙胺裝置中，中控技術(shù)設(shè)計(jì)了六個(gè)專家智能控制策略。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況不同，為實(shí)現(xiàn)各工況下的最優(yōu)控制，通過專家控制+模型預(yù)測(cè)控制，對(duì)控制策略進(jìn)行快速更新，以保證裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。例如分層器中無(wú)機(jī)相液位與側(cè)向液位控制，以及三乙胺塔溫度與回流罐液位控制，都可根據(jù)不同工況選擇不同的控制策略；

為保障裝置生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)一些放空閥和產(chǎn)品采出閥實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)。例如：針對(duì)反應(yīng)器壓力、一乙胺塔壓力、一乙胺精制塔溫度及二乙胺精制塔溫度等的專家智能控制器。

APC投用前后對(duì)比圖

04 增效降耗，效果顯著

2019年11月，該項(xiàng)目順利通過專家組驗(yàn)收。APC系統(tǒng)應(yīng)用后，控制器投運(yùn)率達(dá)98.8%，裝置自控率提升至96.2%；操作頻次由原來(lái)的4656次/5天降低至2次/5天，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；在裝置穩(wěn)定優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)上，裝置單位產(chǎn)品蒸汽消耗降低了1.7%以上，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。

投運(yùn)前后回路方差降低百分比

與此同時(shí)，乙胺裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)的價(jià)值得到了建業(yè)化工的一致認(rèn)可。2020年4月，建業(yè)化工再次選擇與中控技術(shù)合作，簽訂了異丙胺、乙胺三期、丁胺、正丙胺、醋酸酯等5套裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)；雙方互信共贏，共同促進(jìn)建業(yè)化工逐步走向更高效、更精細(xì)、更智能的生產(chǎn)模式，為國(guó)內(nèi)有機(jī)胺行業(yè)探索一條安全生產(chǎn)、綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、質(zhì)量提升、降本增效的新路徑。