通过先进的过程控制减少材料使用

图形描述霍尼韦尔利润控制器和利润优化器如何在Nirma的整体控制结构中实现全厂范围内的动态实时优化。

关键 281年x96x2=被控制变量数，被操纵变量数，扰动变量数 Pre-frac为防止下游分馏塔进水而将最轻的材料发出的塔 佛罗里达大学=联合细化，UOP技术;Molex, Pacol, PEP和Detal也指UOP工艺 菲前端 是后端 Par列石蜡柱

Nirma总部位于印度，生产洗涤剂、沐浴皂、盐、工业产品和化肥。其产品在印度各地的零售网点超过200万家，忠实消费者超过3亿。1969年，该公司成立时只有一个人，如今拥有约1.5万名员工。

Nirma的线性烷基苯(LAB)工厂被认为是印度运营效率最高的LAB工厂之一。LAB生产流程从直道煤油馏分的加工开始。在加工过程中，普通石蜡与其他煤油馏分分离。

常规石蜡分离过程称为前端，常规石蜡被烯化，最终与苯反应，主要产生LAB。它还产生一些重烷基苯(HAB)。

LAB生产单元称为后端。为了给精馏塔、再沸器和其他加热器提供热量，热油被用于前端和后端处理。热油回流被送到炉中以维持其供应温度。

恢复优化

Nirma的LAB工厂的主要目标是提高能源效率，并优化从煤油中回收普通石蜡的方法。由于变量之间的高度相互作用和过程中大量的死时间和沉淀时间，Nirma努力克服不一致和浪费，以提供可靠的控制。

在控制方面，很难同时保持石蜡的分子量和最大限度地从原料煤油中回收正构烷烃。石蜡分子量控制是一个挑战，因为控制手柄和性能测量位于工厂的不同部分(除了前面提到的死区时间和沉降时间较长的控制动力学问题)。其他前端挑战包括回流煤油闪点控制和加氢处理反应器压力控制，这些都需要定期调整。在后端，复合比例控制是操作的主要关注点。

在能源方面，Nirma希望最大限度地减少蒸馏塔中热油的消耗，并在热油循环泵中实现节能。

基于公司分布式控制系统的早期成功，公司选择了霍尼韦尔来帮助实现这些目标。该项目还涉及霍尼韦尔UOP部门，该部门是霍尼韦尔特种材料业务的一部分。UOP为Nirma的LAB工厂提供了设计和实施先进过程控制的工程服务。

工程推理

为了控制n -石蜡的分子量，霍尼韦尔的推断性质预测工具Sensor Pro被用于开发预测分子量的推断。为了实现对单个列的控制和全局优化，使用了Honeywell的分布式二次规划工具Profit Optimizer。该工具用于控制返回煤油的闪点。

饲料供应商要求返回的煤油闪点高于指定的值。由于Nirma返回的煤油流来自四个不同的地方，闪点的控制有困难。

为了从MVPC (multi - variable process controller)控制它，所有四列(返回煤油的源)必须连接到一个MVPC。由于这些列的位置是从进料入口点到产品输出点，它们在动态和死区时间上存在巨大差异，这导致了不良的操作变量移动规划，从而导致不良的控制。Profit Optimizer允许流驻留在不同的控制器中，并将它们与桥接模型和源克隆连接相结合，以便对最终闪点进行良好的控制。由于程序查看并指导所有四个控制器，它还可以使单元朝着最佳操作方向移动。

由于过程的非线性性质，后端提供了更多的挑战。预测动力学性质，如转化率、选择性和回收气体组成是一项具有挑战性的任务。设计了推论来预测催化剂的选择性、转化率和再生气体的氢成分。在给出推理性质预测之前，将这些推理输入基于第一性原理方程线性化。

共有11个利润控制器，霍尼韦尔的先进过程控制技术，与利润优化器一起实现。前端和后端各实现了五个Profit控制器，一个用于整个热油系统。实现了利润优化器，提供了前端和后端处理之间的连接，实现了全厂实时动态优化。

可持续发展的结果

总体而言，该项目包括霍尼韦尔先进过程控制系统的实现，其中包括利润控制器、优化器和SensorPro以及UOP技术。UOP通过提供催化剂和吸附剂来生产正构烷烃和直链烷基苯，以达到预期的产品和产品质量目标。

该项目的初步效益包括:

• 从饲料煤油中提高n -石蜡回收率1.031%;

• 减少燃油消耗，包括前端燃油节省0.7%，后端燃油节省1.48%;

• 由于Profit控制器每分钟都会调整柱参数以满足产品规格，因此能耗降低包括前端节能1.1%和后端节能1.1%;

• 通过保持最大产量和设备参数的一致控制，总体标准偏差降低了30%以上;

• 氢气节省超过31%;而且

• 每年节省资金超过75万美元。

作者信息

Dilip Kannan是霍尼韦尔自动化印度有限公司的工程经理。更先进的过程控制信息可以在

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