李学

（中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院自控室，吉林吉林132002）

计算机辅助操作CAO（Computer Aided Operation）技术是美国SD（Scientific Design）公司应用在环氧乙烷（EO）装置上的专利技术。使用CAO技术可以完成对反应器指标参数的实时计算和显示。其具备主要进料回路（氧气回路和乙烯回路）的自动控制、重要工艺参数的变化趋势分析等功能，实现对生产过程的优化操作和先进控制［1］。

1 CAO技术的主要原理

氧气和乙烯是生成EO的两种主要原料。在反应过程中，混合气体中氧气的体积分数越高，反应效率就越高，即EO成品的产率越高。但是混合气体中的氧气体积分数有一个爆炸极限，如超出了该极限值，就会给装置的安全生产带来危害［2］。因此，如何在保证安全生产的前提下尽量提高氧气的体积分数，从而提高装置的生产效率，是EO装置生产的一个关键问题［3］。

CAO技术正是以该关键问题为核心，用氧气的爆炸极限值减去一个安全空间值，得到最理想的氧气体积分数，然后依靠质谱仪采集到的氧气体积分数信号，通过氧分析仪进行修正，计算出目前氧气的实际体积分数值，最终确定氧气进料回路的设定值，实现氧气进料量的自动闭环控制［4］。这样既保证了装置的安全性，又提高了生产效率，降低了原料的消耗，提高了成品的产率。CAO技术控制流程如图1所示。

2 CAO技术的组成

2.1 质谱仪采样及计算

控制混合气体中的氧气体积分数，首先需要测量氧气的实际体积分数。在CAO技术方案中，单个反应器的采样点有3个，质谱仪的采样点分别位于反应器入口、反应器出口和循环气压缩机出口，每个采样周期为90s。……