PTA 装置精制母固回收控制程序优化与应用研究

袁婧

（洛阳三隆安装检修有限公司，河南 洛阳 471012）

中石化某厂PTA 装置精制母液固体回收系统，2004年某公司根据MOTT 公司《MOTT HyPluse 过滤系统工艺包》开发的试验装置，主体设备包括过滤器筒体、反洗收集罐、辅助管线、控制阀及仪表、控制系统。工艺流程由A/B/C/D4 条线，控制系统为西门子PLC300 系统，控制程序加密。2005 年2 月建成，7 月投用。但因滤芯及管线容易堵塞，每天都需要切换碱洗，且碱冲洗时易将碱带到氧配料罐元，造成氧化反应紊乱，配套控制系统程序与间断运行实际操作不匹配。精制母固回收装置自2006 年停用至今。近年来，石化化工事业部专家组现场调研时，几次提出重开精制母液固体回收系统，对母液中的固体物料进行回收，以降低装置消耗。

1 攻关措施与目标

对PTA 精制母液过滤器BM303A/B/C/D 回收装置进行攻关与优化,达到BM303A/C 两条生产线并线运行，攻关任务就是优化流程降低过滤器易堵塞问题，改进控制系统程序实现两条生产线过滤流程并联运行、启/停/切换无扰动的运行模式。

1.1 攻关技术措施

（1）工艺流程优化技术路线：通过改进、优化，达到BM303A/C 两条生产线过滤流程，实现并联运行。

（2）通过控制系统STEP7 组态软件重构与优化，采用顺控逻辑实现过滤器的九种状态自动、手动跳转功能和启/停无扰切换，优化了工艺操作。（1.启动；2.置换；3.过滤准备；4.过滤；5.反冲洗；6.空壳反冲洗；7.满壳反冲洗；8.急停程序；9.停止）

建立DCS 与PLC 双向通讯软件，实现DCS 与原控制柜触摸屏（可主从切换）对两条生产线运行进行操作与监控，使生产操作安全提升了一倍。

（3）对现场程控阀进行密封可靠性维修，确保开关顺畅、关断严密。

1.2 攻关目标

精制母固控制系统运行程序合理满足工艺需要，过程控制准确、完善，与过滤系统整体匹配性良好。按BM303A/C 母液处理量40t/h 进行开发，母液中大于1.5微米固体颗粒回收率达到90%,总固回收率约70%。

2 控制程序重构

操作步进说明如下。

2.1 操作状态

“P-AUTO/自动”状态：程序控制自动状态，操作人员不能干涉控制阀门状态和任何设定值，程序中可调节设定值。

“P_MAN/手动”状态：程序控制手动状态，操作人员无法控制阀门状态和任何设定值，程序中可修改阀位输出值。

“MAN/停止”状态：手动控制状态，操作人员可手动开关阀门和阀位输出值。

正常过滤操作具体如下。

正常过滤操作为程序自动控制，每批程控过滤操作过程分为7 个步骤：程序启动、过滤器进液置换、过滤准备、过滤、反吹干燥、气相冲洗排放、液相冲洗排放。

（1）程序启动。程序启动,系统进入初始化，关闭所有阀门，参数回零，程序为手动控制状态，仪表阀进入程序控制状态。

（2）过滤器进液置换。LT-320>设定值（30%），KV-302、KV-312 打开；FV-380 打开,按照初始的阀位开度start380（20%）向过滤器内进液；过滤器液位LT-370>高报值（90%），打开KV-314 排液；KV-314 排液达到一定时间并且LT-370<低报值（10%），关闭 KV-314。

（3）过滤准备。当再次出现过滤器液位LT-370>高报值（90%）时，KV-302 关闭，KV-306 打开；FIC-380 按照程序给定的流量开度向过滤器内进液；

（4）过滤。当过滤器压差值（PT333-PT334）>设定值DP333（0.15MPa），或者过滤循环时间达到设定值T31（7200S）后，FIC-380 置为程序手动控制状态，FIC-380 输出到“0”；关闭KV-312；关闭KV-306。

（5）反吹干燥。打开KV-302、KV-314，排放过滤器管板上部的滤清液，同时上部排放计时器开始计时；在BD-304 液位LT-320<高高报值（80%）的前提下，排放计时器时间到或者当LT-370<低低报值（10%），KV309 打开排放过滤器管板下部的滤液至母液缓冲罐；排放一定时间后关闭KV-309，打开KV-303，反吹一段时间后，关闭KV303；关闭KV-314；关闭KV-302。

（6）气相冲洗排放。打开KV-303，从管板底部通氮气向过滤器内充压，当压力PT334>设定值（0.35MPa），关闭KV-303，打开KV-316，从管板上部通氮气向过滤器内充压；充压计时器开始计时，在充压过程如果PT334>高高报值（0.425MPa），KV-302 会打开一定时间进行泄压，泄压后关闭；当以下条件均满足要求时，即充压计时器结束计时、干燥气与过滤器压差值（PT-301 -PT-334)< 设定值pd301set（0.05MPa）、BD-305液位LT-321<高报值(70%)、过滤器内压PT334>高报值(0.425MPa)，打开KV-304，滤饼通过气相冲洗排放至 BD-305；排放一定时间后，关闭KV-316 停止通氮气；打开KV-301 向过滤器内进酸冲洗滤饼至BD-305(5s)；关闭KV-301 停止酸冲洗，关闭KV-304。程序循环运行两次气相冲洗排放后，运行一次液相冲洗排放。

（7）液相冲洗排放。打开KV-302；打开KV-301 向过滤器内进酸；当过滤器液位LT-370>高报值(90%)，关闭KV-301、KV-302；打开KV-316 向过滤器内通氮气充压，充压计时器开始计时；当以下条件均满足要求时，即充压计时器结束计时、干燥气与过滤器压差值（PT-301-PT-334)< 设定值pd301set（0.05MPa）、BD-305液位LT-321<高报值(70%)、过滤器内压PT-334>高报值(0.425MPa)，打开KV-304，酸洗液排放至BD-305；酸洗液排放一定时间后，关闭KV-316 氮气阀；打开KV-302，打开KV-311 排放过滤器管板上部的酸洗液至BD-305；排放至过滤器液位LT-370<低报值(10%),延迟1分钟后，关闭KV-304、KV-311、KV-302；程序复位进入下一批次的过滤操作。

（8）紧急停车操作。紧急停车操作也是通过程序控制进行的，在异常情况下，为保证系统安全，操作人员启动紧急停车程序，系统进行紧急停车操作，程序控制步骤如下：紧急停车程序置于启动状态；关闭KV-312母液进液阀；FIC-380 进入程序手动控制状态；FIC-380输出置于“0”；FIC-380 进入手动控制状态；关闭KV-316，关闭KV-303，关闭KV-301，关闭KV-304，关闭KV-306，关闭KV-309，关闭KV-311，关闭 KV-314；打 开KV302；KV-301、KV-302、KV-303、KV-304、KV-306、KV-309、KV311、KV-312、KV-314、KV-316 置 为手动控制状态；控制面板上显示停止标志。

2.2 控制程序说明

（1）物料平衡控制程序。在正常程序过滤操作下，为了保持BD-304、BD-305、母液缓冲罐的物料平衡，有专门的程序实施液位控制，即BD-304 高液位控制程序、BD-304 低液位控制程序、母液缓冲罐液位控制程序。当过滤程序启动时，这三个液位控制程序也随之进入运行状态，使BD-304、BD-305、母液缓冲罐液位保持在正常范围，避免液位过高或过低。

（2）高液位控制程序。当BD-304 液位LT-320>高报值(80%)，高液位控制程序启动；处于程控过滤工作状态的过滤器只要进液流量计FIC-380 在非故障状态，其流量设定值会按照程序要求自动提高一定幅度，以提高母液过滤量；FIC-380 流量设定值提高后，在一定时间内如果BD-304 液位没有呈现下降趋势，处于正常工作状态的过滤器进液流量FIC-380 设定值还将继续自动提高；FIC-380 流量设定值提高后，BD-304 液位开始下降，直至LT320<高报值，高液位控制程序停止流量调节。

（3）低液位控制程序。当BD-304 液位LT-320 一低报值(40%),低液位控制程序启动；处于程控过滤工作状态的过滤器只要进液流量计FIC-380 在非故障状态，其流量设定值会按照程序要求自动降低一定幅度，以降低母液过滤量；FIC-380 流量设定值降低后，在一定时间内，如果BD-304 液位没有呈现上升趋势，处于正常工作状态的过滤器进液流量FIC-380 设定值还将继续自动降低；FIC-380 流量设定值自动降低后，BD-304 液位开始上升，直至LT-320>低报值(40%)，低液位控制程序停止流量调节。

（4）母液缓冲罐液位控制程序。过滤程序启动后，程序自行检测母液缓冲罐低液位开关报警是否出现；在低液位开关报警未出现的情况下，程序检查KV-317阀门开关状态，如KV-317 在关闭状态则打开，打开时间由计时器控制；在低液位开关报警出现的情况下，程序检查KV-317 阀门开关状态，如KV-317 在打开状态则关闭，关闭时间由计时器控制。

（5）过滤流量限制程序。在过滤器处于过滤操作步骤中，由程序控制，使FIC-380 流量在任何情况下，不超过过滤流量限定值sp380limit(24000kg/h)。

2.3 程序参数设定

EmptysetA/B/C/D：空罐酸洗次数设定值1 次。FullsetA/B/C/D：满罐酸洗次数设定值2 次。

sp380A/B/C/D：FIC380A/B/C/D 自动情况下设定值21000kg/herror380A/B/C/D：FIC380A/B/C/D 自动接近时允许偏差值400kg/hsp380limitA/B/C/D：FIC380A/B/C/D 自动情况下设定值限定值24000kg/hbias380A/B/C/D：FIC380A/B/C/D 流量限制范围偏差值1500kg/h start380A/B/C/D：FIC380A/B/C/D 阀位初始值10%。

2.4 流量计FI-380 故障操作模式

如果操作人员根据工况判断流量计FI-380 指示值不准确或者障，由操作人员在控制面板上启动流量计故障状态按钮，程控过滤程序可以继续自动运行。此时，过滤操作的母液进料量是由FV-380 以固定的阀门开度flowfaultset(25%)来控制的，程序不能根据LT-320液位高低变化情况自动调节FIC-380 流量。

3 应用效果

2022 年9 月，精制母固系统过滤器 BM303C 开始试投用，经过测试在过滤阶段，进料流量稳定在28t/h左右，单个过滤周期大概2.5h 左右，经过两次空洗，一次满洗后整个周期大概在8h 左右。通过DCS 进行过滤器的九种状态操作和监视，实现了DCS 对PLC 的精准控制。10 月起，BM303A 连续投用，过滤器BM303A/C 双系列连续投用，实现了两条生产线的并联运行和自由切换功能。系统控制满足工艺需要，过程控制准确，与过滤系统整体匹配性良好。经测试，BM303A/C 并联运行时，处理量 达到42t/h，通过化验，母液中大于1.5 微米固体颗粒回收率达到92.18%,总固回收率约71.73%。

4 结语

在管理出效益、精细管理出大效益的当下，经过技术攻关与优化重新开工投运了停置16 年的节能降耗型装置，无疑是石油化工企业降本增效的典型。