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PTA优化运行技术有限让装置发挥无限潜能

如何使大型精对苯二甲酸（PTA）生产装置在现有装置和工艺条件下保持低成本、高收率的理想状态，是国内很多企业关心的问题。由华东理工大学等单位在深度融合的基础上共同完成的大型PTA装置优化运行技术，将装置潜能发挥到最大，并进一步降低了能耗物耗，为国内大型石油化工装置的节能减排作出了典范。该项目也因此获得了2011年度国家科学技术进步二等奖。

据了解，该项目的相关技术已相继成功应用到扬子石化2套36万吨/年、1套65万吨/年PTA装置和天津石化34万吨/年PTA装置上，主要技术经济指标达到或超过了同类装置国际先进水平，取得了显著经济效益。

项目第一完成人、华东理工大学钱锋教授日前接受采访。“对已经建好的大型PTA装置，长期以来，我们的思想都是通过自动控制的手段，将温度、流量、压力、成分等参数稳定控制在工艺设计值上。但现在我们要反问，这样的设计值是不是合理的。此外，在现场操作中，装置能否适应原料特性、产品需求等不确定性因素的变化，有没有可能突破原有设计的制约，使装置实现利润最大化。从这两点出发，我们启动了大型石化装置的优化运行项目。”钱锋说。

在P济南实验机厂服务长跑成绩来自坚持TA优化运行项目的实施过程中，钱锋教授带美国位列第5位领的团队最终取得了四方面的创新，其一是在对二甲苯（PX）氧化反应单元，研发了PX富氧氧化反应过程智能建模与优化运行技术，消除了氧化单元生产瓶颈；其二是在加氢精制单元进行了多项创新，研发了浆料预热器、反应器、结晶器等的建模与优化运行技术；其三是在溶剂脱水塔单元，研发了共沸精馏溶剂脱水过程的建模与优化运行技术，确保了溶剂脱水系统运行平稳；其四是针对PTA联合装置，研发了PTA联合装置资源优化配置和公用工程用能优化技术，实现了多套PTA装置之间的柔性操作和资源有效利用。

钱锋告诉，深层次的优化运行必须根据装置的特性来操作，这就需要知道装置的生产机理，但由于涉及原始的专利技术，通常装置的专利商是不会透露的。为此，研究团队必须从实验室小试开始，研究过程的机理，然后建立防腐设备工艺机理模型，再融合装置的实际运行工况信息，对工艺机理模型进行实时自适应校正，并采用信息化手段把生产装置“搬到2、售后服务”计算机里，对生产过程的操作机理特性进行仔细研究，最后通过集散控制系统（DCS）对装置生产过程进行实时调控。

“比如扬子石化引进的第三套PTA装置，技术档次在国内算是最先进的。其溶剂脱水单元采用了先进的‘醋酸—水—醋酸正丙酯—醋酸甲酯—PX’多元体系共沸精馏技术，已经大大降低了装置能耗。但我们对此也要考虑如何轨道球阀进一步优化它的运行。我们混凝土压力实验机的结构与操作方法有哪些首先通过实验室小试，获得了该体系完备的基础物性数据，据此建立了共沸精馏溶剂脱水过程的工艺机理模型，通过工艺操作变量灵敏度分析与综合，发现了影响生产过程性能指水果刀标与消耗的主导因素，提出了溶剂脱水塔系五常的优化操作条件，修改了原来引进的工艺包设计参数。工业应用实施后，装置再沸蒸汽用量下降20%，共沸剂消耗下降40%左右，取得了很大的经济效益。”钱锋介绍说。

“我国各套PTA装置引进时，都代表了当时世界的先进水平；随着装置运行过程中工艺、设备等生产条件的变化，需要结合国内PTA 生产特点，再创新引进的国外技术。就PTA装置优化运行方面的应用技术而言，目前国内外研发与应用、处于同一起跑线。我们曾在2005年也获得过国家科技进步奖，但那时候是对装置的单元过程或者单个设备进行智能控制与局部优化。现在是从装置的整体运行特征行为出发，而且是从联合装置入手进行全流程系统优化运行技术的研发与工程应用，这对国内外都有借鉴作用。”钱锋进一步解释说。

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