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。

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。