任丽丽，曹巍，张贵礼

(1. 中国石油兰州石化公司 自动化研究院，兰州 730060；2. 中国石油兰州石化公司，兰州 730060；3. 北京清大华亿科技有限公司，北京 100083)

非线性状态空间预测控制在聚丙烯装置中的应用

任丽丽1，曹巍2，张贵礼3

(1. 中国石油兰州石化公司 自动化研究院，兰州 730060；2. 中国石油兰州石化公司，兰州 730060；3. 北京清大华亿科技有限公司，北京 100083)

为解决实际装置Spheripol-II液相双环管聚丙烯反应器工艺瓶颈和控制难点，从丙烯聚合反应动力学出发，根据物料平衡和能量平衡原理建立了反应器动态数学模型，采用基于状态空间模型非线性预测控制策略，开发了由“DCS控制层”和“上位机控制层”构成的先进控制系统。结合DCS逻辑切换安全保护方法，该系统可灵活投用与切除，保障了双环管反应器控制问题的安全性。该控制器成功应用于国内某石化企业聚丙烯装置，有效地减少了双环管反应器反应温度和反应密度等关键参数的工艺波动，实现了熔体流动速率等产品质量指标的闭环控制，产品质量稳定提升，关键运行参数在投用先进控制系统后标准偏差减少了25%以上。

聚合反应器 非线性模型预测控制 状态空间 动态建模 熔体流动速率

聚丙烯(PP)是一类通过丙烯聚合得到的热塑性材料，已成为通用树脂中发展最快的一种。Spheripol工艺是全球广泛应用的PP工艺，可生产宽范围的丙烯聚合物[1]。

在聚丙烯装置中存在几个主要的控制难点[2]： 1) 反应过程是具有多变量强耦合、有约束、强非线性、停留时间长的复杂过程；……