引言
　　PX中文名对二甲苯，是一种重要的有机化工原料，主要用于精对苯二甲酸（PTA）和对苯二甲酸二甲酯（DMT）生产。PX联合装置采用国内外的先进技术www.cechina.cn，具有工艺流程和能量集成度高、产品收率高的优点CONTROL ENGINEERING China版权所有，从控制系统的角度看，使内部扰动的传播途径和方式复杂化，因而对控制系统设计和控制品质提出了更高的要求。由于常规控制系统主要是从单输入单输出对象的角度来考虑问题，很难处理像精馏塔、加热炉这样具有多变量、有约束和强耦合这样复杂过程控制问题。
　　本文从PX生产过程的特点出发，在DCS基础上，实施PX联合装置先进控制系统，重点针对精馏塔（系）、加热炉系统等工艺过程实施先进控制，消除工况波动和单元设备之间的相互干扰，优化控制方案，实现平衡控制和平稳操作，以获得最佳的技术经济效益。

图1 PX 联合装置先进控制系统总体框架

　　先进控制系统基本结构
　　PX联合装置先进控制系统采用浙江中控软件技术有限公司的先进控制产品：先进控制软件平台ESP-iSYS-A和高级多变量鲁棒预测控制软件APC-Adcon。其中，APC-Adcon通过ESP-iSYS-A、OPC Server与DCS之间进行数据双向通讯。
　　PX联合装置先进控制系统包含16个精馏塔、7个加热炉和2个反应器。其中，按照工艺单元分成八个子控制器控制工程网版权所有，分别是歧化单元子控制器、吸附分离单元子控制器、二甲苯异构化单元子控制器、二甲苯分馏单元子控制器、F401加热炉子控制器、F402加热炉子控制器、F301加热炉子控制器和歧化单元四合一加热炉子控制器。先进控制系统总体构架如图1所示。
　　在PX联合装置精馏塔先进控制系统的设计中，被控变量选取主要为灵敏板温度（温差）、回流罐及塔釜液位；操纵变量是精馏塔回流、再沸流量（汽化率）、侧线抽出量等；干扰变量主要选择精馏塔进料流量和温度、塔顶压力、空冷后温度等。在加热炉先进控制系统的设计中，被控变量主要选取出口温度、氧含量和炉膛负压等；操纵变量是燃料气压力、空气进量、炉出口压力挡板等。另外，根据加热炉支路出口温度的情况，设计了加热炉支路平衡系统。
　　在先进控制系统实施过程中，以模型预测控制为主，专家控制系统为辅的方式实现对PX联合装置的先进控制系统。专家控制系统主要是实现现场生产装置运行过程中的某些特殊的工况和特殊工艺条件所需要必要、准确、及时的补偿调节，从而保障装置的平稳生产，这些补偿调节主要是来源于现场操作人员对特殊工况的操作经验和特殊工艺下的特定调节，如异构化单元的垫油活化过程。另外，对于二甲苯分馏单元二甲苯分馏塔和重整油分馏塔大滞后、长响应时间的特殊情况，利用专家控制系统实现其控制。
　　在保证PX联合装置平稳生产的前提下，先进控制系统设计了回流比优化功能。也就是在精馏塔单元生产达到平稳后，比较当前回流比与操作人员设定回流比是否相符CONTROL ENGINEERING China版权所有，如果偏差较大，则通过调节回流量和再沸量（或汽化率）的方式，将回流比逐渐调整至设定回流比，从而达到装置优化、提高装置处理量和产量的目标。
　　实施效果
　　2006年8月，PX联合装置先进控制系统完成投运。图2~图4和表1~表3分别给出了部分被控变量在先进控制投运前后的控制效果对比情况。
　　效果对比图中，效果图上半部分中黄色数据为被控变量的测量值。红色数据为被控变量的设定值；下半部分图中数据为该被控变量判断是否投运先进控制系统的状态开关，“0”为未投运，“1”为已投运。关键装置参数效果图与分析结果如图2、3、4：

　　图2  二甲苯再蒸馏塔灵敏板温度先控投运前后对比
　　具体统计分析见表1。
　　

　　图3   邻二甲苯塔灵敏板温度先控投运前后对比
　　具体统计分析见表2。
　　

　　图4 循环塔底液位先控投运前后对比
　　具体统计分析见表3。
　　根据PX联合装置各被控变量在先进控制投运前后的对比情况可知：先进控制系统的实施可以明显提高各被控变量的平稳性，平均标准偏差下降达56%，实现了稳定操作的目的，并为“卡边”优化提供了有利的条件。
　　效益评估
　　先进控制系统首先大大提高装置运行的平稳性，在此基础上，针对各个精馏塔进行“卡边”优化。例如：先进控制投用前OX（邻二甲苯）产品中OX含量波动较大，投用先控后OX的含量平稳降低，逐渐接近质量控制指标。
　　投用PX联合装置先进控制系统产生的经济效益主要体现在通过稳定生产过程、卡边操作、减小回流比、优化加热炉运行等手段而降低的燃料消耗量和增加的OX产品产量。在以下经济核算中控制工程网版权所有，燃料油的价格按2700元计算，OX与C8+（含8个碳以上的烃）的差价按2000元计算，按360天/年计算，PX装置的产品产量按50Mt/a计算，歧化装置的产品处理量按100Mt/a计算。
　　1）OX增产效益核算
　　(0.59+13)÷2×360×2000÷1000
　　=489 万元
　　2）