[發明專利]用于控制低溫蒸餾單元的方法

有效

• 申請號: 200880023932.0
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101796360A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: J-F·勞赫;A·孔托普羅斯;J-M·佩龍;T·羅巴
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04;G05B13/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;許向彤

技術領域

本發明涉及一種用于控制低溫蒸餾單元，例如空氣分離單元或用于分 離主要成分為氫和一氧化碳的混合物的單元的方法。

根據本發明的控制過程使用多變量預測控制方法，作為一種選擇還可 以使用非預測控制方法，例如新型前饋(AFF)策略。

通過示例說明此方法，特別是以氬提取產量的快速速率改變和優化為 例。

在此不詳細討論空氣蒸餾過程，該空氣蒸餾過程在例如“Oxygen Enhanced?Combustion”CRC編著，1998，“Tieftemperaturtechnik”， Hausen和Linde等著的文獻中有所描述。

總之，此方法用于通過壓縮和然后冷卻(液化)和蒸餾環境空氣來生 產氧、氮和氬(少數情況下是氪和氙)。

背景技術

在常規系統中，通過低壓和中壓塔(這些塔越來越常見地被疊加，且 通過稱為蒸發器-冷凝器的氧/氮熱交換器熱連通)將空氣壓縮，然后分離。 在中壓塔中，通過在塔底產生富氧液體和在塔的頂部產生富氮液體和蒸氣 而將氮從空氣分離。這些產品被提取且其中至少一部分被單獨地給送到低 壓塔。由于氬、氮和氧之間的相對揮發性的差異，實踐中在塔頂形成純氮， 在實踐中在塔底形成純氧，且在塔的中部產生富氬氣體。在中央，通常稱 為粗氬的富氬部分，可從低壓塔回收以給送到輔助塔(氬)從而產生氬。 該粗氬被精餾成富氧回流(該富氧回流然后被輸送至低壓塔以便在其中冷 凝)和非常富氬的流(通常稱為氬混合物)，該高度富氬流可用作產品或 隨后被凈化。

在現代化的單元中，很少將來流空氣、生產得到的氮、氧和氬以及中 間流的流速(例如從高壓塔上升至低壓塔的液體的流速)的設定點值固定。 同時使用控制系統以滿足產品質量的要求(含量)而同時產生所需的量， 且逐漸地滿足與安全和環境相關的需求。

通常這些控制系統是新型前饋(AFF)類型，并且更主要是多變量預 測控制(MVPC)類型。

這兩種系統都具有優點和缺點。本發明提供一種使得這兩種系統的用 途最佳的組合系統。

發明內容

本發明涉及一種用于控制低溫蒸餾分離設備的方法，其中修正了至少 一個操作變量，使用至少一個受控變量來修正該操作變量或各個操作變量， 可用一種控制方法調節各個受控變量，其特征在于預測控制方法用于控制 第一受控變量的至少一個設定點。

根據其它方面：

-由預測方法控制的第一受控變量的至少一個設定點用于通過非預測 方法(作為一種選擇，該非預測方法可以是新型前饋類型)計算至少一個 第二受控變量的至少一個設定點，

-由預測方法控制的受控變量中的一個的設定點推知的至少一個設定 點用于通過非預測方法(作為一種選擇，該非預測方法可以是新型前饋類 型)計算至少一個第二受控變量的至少一個設定點，

-通過濾波，可選地通過斜坡濾波(filtrage?de?type‘rampe’)，所述 設定點由預測方法控制的受控變量中的一個的設定點推知，

-第一受控變量是用于雙塔形式的低溫蒸餾空氣分離設備的原料空氣 流速，該雙塔包括中壓塔和低壓塔，且第二受控變量是來自中壓塔和/或輸 送至低壓塔的回流液體的流速，或來自中壓塔和輸送至低壓塔的回流液體 (Capa)的容器的液位/高度，

-通過超前-滯后濾波，優選地通過逆響應方案(variante?‘réponse inverse’)處理從中壓塔到該容器的回流液體的設定點的計算值，

-通過超前-滯后濾波，優選地通過過沖方案(variante ‘sur-dépassement’)處理從該容器至低壓塔的回流液體的設定點的計算值，

-該回流液體富含氮，

-該方法是用于控制空氣分離設備的方法，該空氣分離設備包括中壓 塔、低壓塔和氬分離塔，且第一受控變量是低壓塔的預定高度處的氧含量， 優選在該預定高度處氬含量為最大值，其中，

i)測量氬分離塔頂部處的氮的含量，如果所述氮含量超過第一閾 值，使得第一受控變量的至少一個上限或下限增加，和/或

ii)測量從低壓塔提取的富氧流的氧的含量，如果該氧含量低于第二 閾值，使得第一受控變量的至少一個上限或下限增加，

-至少一個上限或下限至少增加0.1％，優選至少增加0.5％，

-至少一個上限或下限即刻增加，

-或者