[00329047]PX氧化反应过程性能指标实时预测与工艺操作在线优化

　　在现代工业生产中，大规模的工业生产和日益激烈的市场化竞争，使得企业越来越需要对整个生产过程进行总体优化操作，以得到最优生产过程。因此，为了最大限度发挥过程系统的生产潜力，取得最大的经济效益，必须随着实际操作环境和市场要求的变化及时地进行操作条件的优化，采用实时在线优化技术将稳态操作点逐渐移到相应工况的最佳操作点区域。

　　对二甲苯（PX）氧化反应单元在精对苯二甲酸（PTA）生产过程中处于核心地位，它直接关系到PTA产品的质量、产量、醋酸燃烧损失以及PX单耗等。本项目基于PX氧化反应动力学，结合人工智能方法建立了PX氧化反应过程工艺机理数学模型，并依据工业装置数据采用随机搜索算法对该模型进行了优化校正，形成了能准确描述生产装置特性的机理模型；同时建立了PX与HAC的燃烧损失智能预测模型；建立了PX氧化过程的在线实时流程模拟系统，实现了关键性能指标4-CBA浓度以及PX和HAC燃烧损失的在线实时预测；对PX氧化过程的工艺操作条件进行了在线实时优化，降低了PX和HAC的燃烧损失，确保生产装置运行在最佳状态， 产生了显著经济效益。

　　技术要点：

　　本项目针对PX氧化反应过程的生产过程特性，从工业装置实际应用的要求出发，综合应用化学工程技术、人工智能技术以及过程建模、智能优化技术等，开发了PTA生产过程中PX 氧化反应过程的模型化、优化操作技术及工程化实时优化软件，这也是在线实时优化技术在PTA生产过程中的首次成功应用。本项目基于工艺机理模型实现PX氧化过程的在线优化属国内外首创，整体技术达到国际先进水平，已形成了1项具有我国自主知识产权的国家发明专利技术和2项国家计算机软件著作权。

　　该技术已完成工业应用，正在产业化推广应用阶段。

　　应用前景：

　　目前，我国共有10套大中型PTA生产装置，总产能在424万吨/年，但只能满足我国下游聚酯对PTA原料56%的需求。据统计，国际上至少有6家公司将在国内建PTA工厂。本项研究开发成果在国内PTA行业中影响显著，可直接推广应用到国内其余PTA装置中，其推广应用市场十分广阔，国内全行业PTA装置应用该成果后，可使国内PTA装置的技术水平上一个很大的台阶，创造十分可观的经济效益。

　　投资效益分析：

　　该项目实施要求生产企业具备计算机控制系统（DCS）和相应的实时数据采集系统，不需要额外硬件设备投资。投资回报率在1年以内即可收回成本。

　　应用案例：

　　该项目已经完成在扬子石化72万吨/年PTA生产装置的应用，PX氧化反应过程关键性能指标4-CBA浓度以及PX和HAC燃烧损失在线实时模型预测误差在±4%以内；通过对PX氧化过程工艺操作条件进行在线实时优化，PX燃烧损失约下降0.49kg/t•PTA，醋酸燃烧损失约下降1.35kg/tPTA，同时延长了炭钯（Pd/C）催化剂使用周期。项目实施后，保证了产品的质量， 降低了醋酸消耗和对二甲苯单耗，产生了年新增利润700.30万元的直接经济效益。