用于操作高压乙烯聚合单元的方法和系统技术方案

本申请公开了一种使用优化的操作顺序逻辑的高压聚合方法和系统，该优化的操作顺序逻辑至少部分地从包含先前操作数据的数据库的分析而建立。这种优化的操作顺序逻辑和收集的当前的过程和系统数据用于自动化高压乙烯聚合过程和单元的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作高压乙烯聚合单元的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2016年06月30日提交的USSN62/356,846的优先权的权益，将其通过参考全部并入本专利技术。专利
本专利技术涉及一种用于操作高压乙烯聚合单元的方法和系统。特别地，本专利技术涉及一种使用优化的操作顺序逻辑的方法和系统，该优化的操作顺序逻辑自动化高压乙烯聚合单元的操作。专利技术背景高压反应器，例如管式反应器和高压反应釜，用于高压下乙烯的聚合，例如高于1000巴(100MPa)，以及最高3000巴(300MPa)或更高的压力。在这些方法中，来自乙烯供应源的新鲜乙烯通过主压缩机和第二压缩机依次压缩到反应器压力并且之后在反应器中与如果存在的引发剂和任何共聚单体混合，且进行聚合以获得包括主要聚合物和未反应单体的混合物。这种混合物通过阀门离开反应器，该阀门通常指的是高压卸料阀门，并且之后进入分离系统，在其中未反应的单体与聚合物分离并且再循环回到次级压缩机的吸入口中，在那里它与来自主压缩机的新鲜乙烯合并。ExxonMobil在2015年06月23日宣布投入使用Honeywell的程序性操作方案以在其炼油厂和化工装置改进利润，降低工作量(http://www.controlglobal.com/articles/2015/hug-8/)。目前，高压聚合过程和反应器的操作程序通过操作者进行，其受限于由人工操作的不稳定性导致的缺点，包括由于人员周转导致的操作者经验损失、由于与标准程序不符合的不合格产品，以及由于误使用历史数据而不是最新数据导致的次于最优的反应器控制。因此，本领域仍然需要可以对乙烯聚合单元提供改进的控制且降低操作混乱出现的解决方案。申请人发现这一目的可以通过采用优化的操作顺序逻辑代替传统上由操作者进行的复杂操作过程来实现，其可以包括多个共同模仿操作者和工程师的操作知识的集散控制系统(DCS)程序。特别地，将有经验的操作者的知识(包括在异常状况下的故障解决)抓取在程序和操作者界面中使得操作程序可以自动化和，依次，响应于实时反应器条件的行为可以自动进行。这种优化的操作顺序逻辑可以传递期望的连续性和人类专家技术的稳定性，同时又降低了操作期间人为误差的可能性，从而导致乙烯聚合单元的有效且稳定运转及减少了来自突然混乱的中断。专利技术概述本专利技术提供可一种用于操作高压乙烯聚合单元的方法和系统。所述方法包括：(I)收集来自先前操作的数据；(II)建立包括收集的先前操作的数据的数据库；(III)分析该数据库；(IV)建立优化的操作顺序逻辑；(V)收集当前操作的当前数据；以及(VI)根据优化的操作顺序逻辑和当前数据进行当前操作。所述方法可以包括至少执行步骤(IV)、(V)和(VI)如下过程中的一个或多个：启动乙烯聚合单元中的反应器；将操作从用于制备第一产物的优化条件转换为用于制备第二产物的优化条件；对反应器除垢；将再循环部分除垢；以及填充用于反应器的改性剂。高压乙烯聚合单元系统包括：计算机系统，反应器，多个传感器和多个传动装置，其中计算机系统存储优化的操作顺序逻辑，从多个传感器接收操作数据，并且根据优化的操作顺序逻辑和操作数据控制反应器和传动装置。附图概述图1描述了显示根据本专利技术一个实施方案的用于反应器启动过程的优化的操作顺序逻辑的概要流程图。图2描述了通过与平均转化率相比实时转化率随时间的演变而确定的开启新除垢循环的定时。专利技术详述现在将描述本专利技术的多个具体实施方案、版本，包括本文采用的优选实施方案和定义。尽管以下细节性描述给出具体的优选实施方案，本领域技术人员认识到这些实施方案仅仅是示例性的，并且本专利技术可以采用其他方式实施。任何对“本专利技术”的引用都指的是通过权利要求限定的本专利技术中的一个或多个而没有必要指的是全部。使用标题的目的仅仅是为了方便且其并不限制本专利技术的范围。正如本专利技术中使用的，“高压聚合”指的是在反应器例如管式反应器和高压釜中在高的反应器操作压力下，例如高于1000巴(100MPa)且高达3000巴(300MPa)或更高的压力下进行的高度放热的聚合反应。正如本专利技术中使用的，集散控制系统(DCS)指的是用于过程或装置的控制系统，其中控制要素分布在整个系统中。DCS典型地使用定制设计的处理器作为控制器并且使用专用互联和用于通信的标准通信协议两者。输入和输出模块形成DCS的组成部分。处理器接收来自输入模块的信息并且将信息发送给输出模块。输入模块接收来自过程(或区域)中输入设备的信息并且输出模块将指令传递给区域中的输出设备。输入和输出可以是连续变化的模拟信号或处于开启或关闭的两个状态的离散信号。计算机总线和电子总线通过多路连接器或解双工器连接处理器和模块。总线还将分散的控制器与中心控制器连接在一起并且最终连接到人机界面(HMI)或操控台。DCS用于控制连续或间歇进行的制造过程。DCS连接到传感器和传动装置并且使用定点控制以便控制材料贯穿装置的流动。最普通的实例是由压力传感器、控制器和控制阀门组成的设定点控制回路。将压力或流量测量值传送给控制器，通常由信号调节输入/输出(I/O)装置辅助。当测量的变量达到某一点时，控制器指示阀门或传动装置打开或关闭直到流体流动过程达到期望的设定点。典型的DCS由在一个控制箱中能够执行1到256或更多个管理控制回路的功能和/或地理分布数字控制器组成。输入/输出装置(I/O)可以与控制器整合或者通过局域网位于远处。今天的控制器具有广泛的计算能力，并且除了比例，积分和导数(PID)控制之外通常可以实现逻辑和顺序控制。DCS通常采用众多的处理器设计以增强控制系统的可靠性。大多数系统伴有显示器和配置软件，它们能够使终端用户配置控制系统而不需要进行低水平的编程，这允许用户也可以更好的关注应用而不是设备。然而，需要相当多的系统知识和技巧以合理地配置硬件、软件和应用程序。许多工厂具有专门的人员专注于这些工作，这通过可以包括维护支持合同的卖家支持扩张。DCS可以使用一个或多个工作站并且可以在工作站处配置或者通过离线个人计算机配置。通过使用双绞线、同轴或纤维光缆的控制网络处理本地通信。服务器和/或应用程序处理器可以包括在系统中用于额外的计算、数据收集和报告能力。正如本专利技术中使用的，程序性操作(ProceduralOperation,ProcOp)指的是由HoneywellInternational开发的应用程序，其帮助用户自动化或管理操作程序。它提供了关于执行状态，转换条件和相关过程变量的直观、逐步的信息以及反馈使得程序有效地完成，释放操作者用于其他任务。使用ProcOp，用户可以自动化过程，这取决于他们现存和期望的自动化水平。此外，程序性操作能够实现在内离线手动程序的自动控制。控制系统可以与操作者交互用于手动程序，给出指示和报警，如在用于安全和可靠操作的书写程序中给出的那样。它使用预先建立的列表和流程图显示以采用功能填充格式向操作者显示所有的程序性执行状态。此外，它提供了操作者-中心程序执行状态且在主动任务范围内使正确的信息出现在操作者面前。一部分ExperionPKS系统，为所有操作提供了单独、一致性环境，无论它是操作者的行为、自动监控、自动控制或报警。在本专利技术的方法中，收集先前操作的数据。这种数据可以基于操作者的经验，传感器读出，设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作高压乙烯聚合单元的方法，包括：(I)收集来自先前操作的数据；(II)建立包括从先前操作收集的数据的数据库；(III)分析该数据库；(IV)建立优化的操作顺序逻辑；(V)收集当前操作的当前数据；并且(VI)根据优化的操作顺序逻辑和当前数据进行当前操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 US 62/356,8461.一种用于操作高压乙烯聚合单元的方法，包括：(I)收集来自先前操作的数据；(II)建立包括从先前操作收集的数据的数据库；(III)分析该数据库；(IV)建立优化的操作顺序逻辑；(V)收集当前操作的当前数据；并且(VI)根据优化的操作顺序逻辑和当前数据进行当前操作。2.权利要求1的方法，其中步骤(IV)包括建立体现该优化的操作顺序逻辑的计算机编码。3.权利要求1或权利要求2的方法，其中步骤(VI)至少部分地通过使用自动化计算机系统进行。4.前述权利要求中任一项的方法，包括在乙烯聚合单元中启动反应器的过程，该过程至少包含步骤(IV)、(V)和(VI)。5.权利要求4的方法，其中步骤(IV)中优化的操作顺序逻辑至少考虑以下过程变量：(a)反应器是否发生反应器停机上短暂或延长时间长度的停机；(b)制备聚乙烯的乙酸乙烯酯(VA)牌号时是否出现停机；(c)是否需要氧气分析器检查；(d)是否需要反应器压力测试；(e)停机期间压缩机气缸是否变化；以及(f)停机是否是紧急停机或控制停机。6.权利要求4或权利要求5的方法，其中启动反应器的过程的步骤(IV)中优化的操作顺序逻辑包括提取运行中反应器点的步骤。7.权利要求5的方法，其中优化的操作顺序逻辑进一步包括在执行提取运行中反应器点的步骤之前决定是否进行以下一个或多个步骤和它们的顺序：(a)通过操作者复查并确认启动数据；(b)检查阀门位置；(c)开启第二压缩机；(d)操作者确认第二压缩机开启；(e)检查挤出机参数并设定夹套水系统(JWS)，预热器，和吹扫气体净化单元(PGPU)流动；(f)开启改性剂流；(g)逐渐达到目标反应器压力并且冲刷所有引发剂泵；(h)设定压缩机限制条件并且减少改性剂流；(i)检查骤冷生产线是空闲的；(j)等待JWS达到目标并且检查挤出机生产线是空闲的；以及(k)设定废气压力，高压分离(HPS)水平以及低压分离(LPS)水平。8.权利要求6或权利要求7的方法，其中优化的操作顺序逻辑进一步包括在提取运行中反应器点的步骤之后调整压缩机限制条件并且降低JWS温度的步骤。9.权利要求4到8中任一项的方法，其中反应器启动中的优化的操作顺序逻辑使用用于程序性操作顺序的措施。10.权利要求4到9中任一项的方法，其中当发生以下条件的一项时优化的操作顺序逻辑中断操作：(a)点损失；(b)检测到氧气；(c)低蒸汽压力；(d)改性剂流量偏离期望的流量；(e)当在运行中提取反应器点时的背压报警；以及(f)联锁装置的激活。11.权利要求1到3中任一项的方法，其中该方法包括将操作从优化用于制备第一产物的条件转换为优化用于制备第二产物的条...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·R·德塞斯特，L·W·J·阿伦，D·E·米拉姆，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国,US