本发明涉及自动化控制系统,具体涉及一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法。
背景技术:
1、主精馏塔实现的是空气中氧、氮的分离,同时产生用于氩提取的原料成分,该原料输送至氩精馏系统,将原料中氧、氮清除,氩提取的方法也是采用低温精馏。
2、空分装置核心工艺单元是精馏系统,精馏塔是核心设备,工作过程中,加工空气流量和产品结构发生变化,均会影响精馏过程。
3、空分装置主精馏塔运行的状态,是影响氩精馏的主要因素,只有确保主精馏塔处于最佳运行工艺状态,才能够确保氩提取系统精馏及粗氩冷凝器正常工作,氩精馏塔原料馏分气体组分中,氮含量超过设计值,将导致粗氩塔顶冷凝器换热出现异常,并且无法正常工作,导致主精馏塔抽取氩馏分的流量发生较大工艺变化,不仅仅导致氩提取精馏塔无法正常工作,如果工况恶化,还会导致主精馏塔精馏工况异常,影响主精馏塔氧、氮分离,甚至出现装置氧氮产品无法正常外供,给空分装置稳定生产造成负面影响。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,通过自动化控制程序,将以往操作人员人为手动操作调整主精馏塔用于提取氩原料馏分的组分,通过设计串级工艺控制模式,对主精馏塔提馏段敏感点温度实现精准自动控制,间接有效控制从主精馏塔提馏段抽取的原料氩馏分组成,实现主精馏塔精馏工况最优化及氩原料馏分中氮组分的有效控制。
2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,包括空分装置以及主精馏塔,所述空分装置包括布置于远离空分冷箱内的第一精馏塔内的在线分析仪表,所述主精馏塔内设置有分析采样点,还包括以下步骤:
4、s01、实时采集所述分析采样点内所述主精馏塔的回流比数值;
5、s02、根据专家知识库提取所述回流比数值中的关键数据;
6、s03、根据既定算法对所述关键数据进行处理,以获取参考数据;
7、s04、根据所述参考数据与阈值进行对比,基于大数据平台获取控制程序,以串级修正所述回流比数值。
8、作为优选的,所述分析采样点用于采集所述主精馏塔浓度分布梯度数据和对应的气液平衡温度数据。
9、作为优选的,所述回流比是精馏塔内下流液体摩尔流量与上升蒸气的摩尔流量之比,其中:
10、回流比增加,精馏塔敏感点温度降低,精馏组分中氧含量增加;
11、回流比降低,精馏塔敏感点温度升高,精馏组分中氧含量减少。
12、作为优选的,所述专家知识库为主精馏塔在佳工艺指标下的液氮产品取流数值。
13、作为优选的,所述步骤s03中既定算法对关键数据进行处理包括:
14、pyo2=psato2*xo2
15、pyn2=psatn2*xn2
16、xo2+xn2=1
17、p=pyo2+pyn2
18、yo2+yn2=1
19、xo2=(psatn2-p)/(psatn2-psato2)
20、lgpsat=a-b/(t+c)
21、lgpsat=a-b/t+c*lgt+
22、d*t+e*t2+f*t3+......
23、其中,psatn2:氮饱和蒸气压,psato2:氧饱和蒸气压,p:精馏塔塔压,xo2:主精馏塔精馏气液平衡液相中氧含量,xn2:主精馏塔精馏气液平衡液相中氮含量,yo2:主精馏塔精馏气液平衡气相中氧含量,yn2:主精馏塔精馏气液平衡气相中氮含量,pyo2:主精馏塔精馏气液平衡气相中氧分压,pyn2:主精馏塔精馏气液平衡气相中氮分压。
24、作为优选的,所述关键数据还包括所述在线分析仪表检测获取的所述空分装置的气压负荷数据。
25、作为优选的,所述步骤s04中的串级修正所述回流比数值包括:
26、s41、获取当前主工艺控制回路pid控制上塔液氮产品取出流量;
27、s42、结合主工艺控制回路的pid控制输出的补偿量,修改上塔抽出的液氮产品的定值数据。
28、在上述技术方案中,本发明提供的一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,具备以下有益效果:
29、1、采用串级控制模式及原理,通过选择快速而可靠的工艺检测点及操作控制变量,通过串级控制模式中副工艺控制回路响应迅速,同时基于精馏过程的基本工艺原理,有效控制主精馏塔回流比,确保主精馏塔主工艺控制变量处于设计最佳优化。
30、2、采用的温度检测点为基于精馏气液平衡原理,通过与物质组分呈现气液平衡对应关系的函数,间接反映了物料组成变化趋势,更加直接快速反应实际的工艺过程,更加具有价值,同时采用的控制变量更难过直接有效反应精馏塔精馏工况,无论是工艺控制回路的检测,还是执行,都得到了大幅度地提升。
31、3、在预定液氮产量的基础上,通过主工艺控制回路输出液氮抽出流量在一定范围内与设定液氮产品流量进行补偿计算,将最终的液氮产品抽出量这个操作控制变量,对主精馏塔液氮回流量产生作用,从而改变了主精馏塔的回流比,最终实现对主精馏塔敏感度温度的精准控制。
1.一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,其特征在于,包括空分装置以及主精馏塔,所述空分装置包括布置于远离空分冷箱内的第一精馏塔内的在线分析仪表,所述主精馏塔内设置有分析采样点,还包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,其特征在于,所述分析采样点用于采集所述主精馏塔浓度分布梯度数据和对应的气液平衡温度数据。
3.根据权利要求1所述的一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,其特征在于,所述回流比是精馏塔内下流液体摩尔流量与上升蒸汽的摩尔流量之比,其中:
4.根据权利要求1所述的一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,其特征在于,所述专家知识库为主精馏塔在佳工艺指标下的液氮产品取流数值。
5.根据权利要求1所述的一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,其特征在于,所述步骤s03中既定算法对关键数据进行处理包括:
6.根据权利要求1所述的一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,其特征在于,所述关键数据还包括所述在线分析仪表检测获取的所述空分装置的气压负荷数据。
7.根据权利要求1所述的一种低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法,其特征在于,所述步骤s04中的串级修正所述回流比数值包括:
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至7任一项所述低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述低温空气分离装置主精馏塔敏感度自动化控制方法的步骤。