鲍 涛，杨建明，毛旭涛

（国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油分公司，宁夏 宁东 751400）

摘  要：先进过程控制（APC)技术基于多变量预测控制理论，能够有效协调工业过程中强耦合、非线性的变量关系。以某煤制油分公司硫回收装置（Claus+SCOT工艺）为对象，构建APC控制系统，在不新增重大设备投资的前提下，通过动态优化操作参数，实现装置在安全约束下的卡边稳定运行。现场实施结果表明：APC投用后，不仅实现了产能提升10%～15%，还取得了能耗降低5%～10%的优化效果，且操作波动显著减小。该实践验证了APC技术在煤化工硫回收环节中的可行性与经济价值，为同类装置的智能化升级提供了参考。

关键词：APC;硫回收装置；控制器；模型

硫回收装置具备卓越的污染物治理与资源循环能力，广泛应用于石油化工、煤化工、天然气净化等领域。随着工艺技术的持续革新和智能化水平的提升，新型硫回收技术不断涌现，催生出一系列高效节能、适应性强的装置类型。这些装置不仅能够大幅提升硫回收率，有效降低二氧化硫等污染物排放，还能实现余热利用与硫产品的高值化生产，满足了环保法规趋严和资源循环利用的双重需求，在推动工业绿色低碳发展进程中展现出强劲的发展潜力与广阔前景。然而，硫回收过程涉及强非线性、多变量耦合及频繁工况扰动，传统控制策略难以兼顾安全性、稳定性与操作优化。先进过程控制（APC）技术为解决此类复杂工业过程的控制难题提供了有效路径，它基于多变量预测控制理论，将模型预测与反馈控制有机结合，能够前瞻性地应对系统动态变化与多重约束。其独特优势在于，不仅能有效克服变量耦合、负荷波动等影响，保障生产安全与平稳，更能通过对工艺指标的精确“卡边”控制，深度挖掘装置的节能降耗潜力，从而系统性提升综合自动化水平与经济效益。为此，本文以某煤制油分公司硫回收装置为对象，聚焦制硫燃烧与氨法脱硫单元，探讨先进过程控制（APC）技术的实施路径与应用效果，旨在提升装置自动化水平、增强抗干扰能力，并实现“卡边操作”下的能效优化与排放控制。

1 项目现状

1.1 现有装置

现有技术中硫回收装置采用工艺路线成熟的高温热反应和两级催化反应的Claus硫回收工艺。该工艺路线在国内应用非常广泛，技术也较成熟，在国内现阶段处于比较领先的水平。该工艺主要设备有制硫燃烧炉、两级克劳斯反应器、尾气焚烧炉、脱硫塔等。硫磺回收单元设置3个系列（流程完全一致），正常生产时采用“2开1备”模式；当面临高灰高硫工况时，3个系列全开，最高硫回收率可达97%。尾气中SO，脱除采用氨法脱硫工艺，确保尾气排放满足环保要求。

1.2 现有装置需要解决的主要问题

上游工况不稳定，频繁干扰反应条件，造成工况波动、产品品质不稳定、操作强度大、尾气指标波动大；装置采用DCS控制方式，但PID调控效果较差，需要频繁手动控制，抗干扰能力差，控制效果差，无法满足对装置的全局兼顾控制。

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