(1)技术适用范围

该技术主要用于化工行业生产工艺系统的优化。

(2)技术原理(改造内容)

①技术简介

利用先进的工艺控制优化系统(简称APC系统)嵌入既有的生产装置控制系统，优化装置的运行，控制物料的流量，达到控制精确，从而实现产品质量稳定。该系统充分利用既有的生产系统之外，新装了部分仪器仪表，例如流量计以及在线监测物料组分的现场采样分析仪器设备等。该系统涵盖了氢化反应器、水分离塔、TDA精馏塔、光气合成反应器、光气化反应系统、氯苯回收塔、冷冻机等七个关键系统的先进控制系统。

②节能原理

本项目采用的APC系统可综合应用化学工程技术、计算机应用技术和自动控制技术，对TDI生产过程实行计算机先进控制和优化操作，充分发挥设备的内在潜力，以低能耗、低成本消耗和高产出获得较高的装置经济效益。

TDI装置采用的是DMC控制理论。该先进控制系统由七部分组成，其中以控制器为核心，软测量仪表和Lims数据输入分别为控制器提供相应的数据支持。

整个控制系统的构架，可分为三个层次：DCS层、通讯层和上位机层。DCS层即装置使用的DeltaV系统；中间的通讯层由Emerson的OPC接口和Aspen标准的Cimio for OPC组成；上位机提供控制器软件的运行平台和工程师的监控界面，操作人员通过操作站监控整个装置。

根据装置工艺特点，通过在DCS上开发的控制器操作界面，操作人员可以用它对控制器进行操作。为了给控制器提供连续的质量数据，项目还开发了多个软仪表，作为控制器的被控变量。

APC系统中还设置有DCS实验室数据录入窗口，实时修正软仪表的准确性。另外，在先进控制基础上，开发了装置的自动升降负荷系统，它可以根据进料量的改变，自动的改变相关变量的设定值，操作工只需要输入目标负荷值，就能平稳、准确的达到升降的目的，对装置的波动较小，减少了人为操作的不确定因素，降低了操作工工作强度。

(3)应用案例

上海巴斯夫聚氨酯有限公司TDI装置先进控制项目。

1)实施内容及周期：先进控制(APC)系统综合应用了化学工程技术、计算机应用技术和自动控制技术，而且该系统直接嵌入DCS系统中，实现了与基础控制回路的无缝连接，在TDI生产过程中采用了计算机先进控制和优化操作，充分发挥设备的内在潜力，先进控制(APC)系统投用后TDI生产中蒸汽消耗有了显著下降，实现了用能优化。实施周期1年8月。

2)节能减排效果及投资回收期：根据单耗法，项目实施前(取2017年、2018年和2019年平均值)，单耗和产量分别是458kgce/t 和165576t，

则本项目的节能量=(458kgce/t -441kgce/t)*165576t=2815tce。

因此本项目节能量为2815吨标准煤。

根据审计结果，项目投资额为920.82万元。项目审核节能量为2815tce，涉及的能源包含蒸汽、电力、除盐水、压缩空气和氮气等多个品种，暂按照每吨标准煤2000元计算，则年节约费用563万元。

因此本项目投资回收期=920.82/563=1.6年。

(4)复制推广的潜力、节能潜力(投资回收期)

该技术应用化工行业TDI装置的节能技改，技改方法安全可靠，能在一定程度上优化该工艺，节能减排效果比较明显，有一定的推广应用前景和复制潜力。