在某聚丙烯(PP)裝置實施了先進控制，實現了生產過程優化控制，產品質量可控，牌號易于切換。該先進過程控制系統基于多變量預測控制策略。根據PP裝置的工藝特點，為實現原定效益目標，所設計的控制器主要控制功能包括生產率控制、產品質量控制、漿液濃度控制及冷卻系統控制等。PP裝置先進控制系統投用后，有效地提高了產品的產量和質量，減少生產過程中波動，提高了系統穩定性，顯著地延長裝置運行時間。
1、產率控制
先進控制系統產生的經濟效益主要是通過提高單位時間內聚丙烯產量來實現的。在滿足所有約束條件的情況下，先進控制器將盡可能地把丙烯進料量控制在最大值，通過卡邊操作提高聚丙烯產量。先進控制器的作用是減小產品質量的波動，使過程參數控制得更加平穩。在先進控制器投入運行后，根據設定產率的高低限值和約束條件，將自動調整丙烯進料量來滿足產率控制要求。在正常操作的工況下，產率設定的上限需放開，不應成為人為卡邊條件，先進控制器最終根據其他約束條件進行卡邊控制，使產率達到最大化；但在計劃生產條件下，通過總產率上限的合理設定也能有效地實現產率控制。
2、產品質量控制
PP最終日常控制的產品質量主要有兩項：密度和熔融指數(MI)。密度主要與加入的共聚單體的種類及數量有關，但密度的分析周期很長，很難實現對密度的連續控制。相比之下，聚合釜內共聚單體(一般為丙烯)的濃度可以實現連續控制，因此把丙烯濃度作為控制密度的約束條件。PP裝置的氫氣是用于調節聚合反應過程中聚合物分子大小的調節劑，是控制產品MI的主要手段。通過氫氣流量調節聚合反應體系中氫氣與丙烯的濃度，可以達到控制產品MI的目的。
由于常規控制回路的非線性及反應滯后的影響，常造成氫氣與丙烯比波動范圍較大，導致產品質量在較大范圍內波動。APC軟件通過在線預測與穩定控制相結合，使氫氣與丙烯比實現穩定控制，從而使產品質量得到有效控制，減小MI的波動范圍。
3、漿液濃度控制
為了實施多變量控制器對漿液濃度的控制，需在DCS中進行一些相關計算，并建立相應計算點，計算漿液濃度和母液復用率等4個被控變量。在生產應用中，新鮮溶劑和母液設定值將隨丙烯進料量的變化而改變以維持穩定的漿液濃度。漿液濃度的計算值是在丙烯轉化率基本固定及撤除反應熱效果良好的前提下得到的。多數情況下，漿液濃度能很好地得以控制，但在一些極端工況下，該前提條件不再成立，此時漿液濃度計算值不可靠。為保證穩定而有效地實施漿液濃度控制，引入反應器液位作為漿液濃度控制的另一被控變量。由于PP反應釜液位都采用溢流控制，反應器液位實際上是漿液濃度較為真實的反應。當漿液濃度增加時，液位也升高。通過預測試，漿液濃度和液位呈線性關系。因此，反應器液位作為控制漿液濃度的另一指標必不可少，并行之有效。一旦液位指示偏高，這時盡管計算的漿液濃度沒有違反約束條件，但漿液濃度控制器仍將打入一定的溶劑以緩解這一緊急情況，防止爆聚。
4、冷卻系統控制
PP聚合反應是一個強放熱反應過程，聚合反應又嚴格控制聚合溫度，及時撤除反應熱是提高產率的關鍵。引入與溫度控制有關的2個過程變量作為冷卻能力的監控指標：循環氣風機進出壓差，該值太低說明冷卻負荷小、循環氣量小，該值太高說明冷卻負荷大，循環氣量大；溫度控制閥位，該閥位開度太小說明冷卻負荷太大，過程的冷卻無法保證。以這兩個變量作為冷卻系統控制器的被控變量，能時刻保證冷卻系統控制器在滿足冷卻能力的前提下提高裝置的產量。
