在某聚丙烯(PP)装置实施了先进控制，实现了生产过程优化控制，产品质量可控，牌号易于切换。该先进过程控制系统基于多变量预测控制策略。根据PP装置的工艺特点，为实现原定效益目标，所设计的控制器主要控制功能包括生产率控制、产品质量控制、浆液浓度控制及冷却系统控制等。PP装置先进控制系统投用后，有效地提高了产品的产量和质量，减少生产过程中波动，提高了系统稳定性，显著地延长装置运行时间。
1、产率控制
先进控制系统产生的经济效益主要是通过提高单位时间内聚丙烯产量来实现的。在满足所有约束条件的情况下，先进控制器将尽可能地把丙烯进料量控制在最大值，通过卡边操作提高聚丙烯产量。先进控制器的作用是减小产品质量的波动，使过程参数控制得更加平稳。在先进控制器投入运行后，根据设定产率的高低限值和约束条件，将自动调整丙烯进料量来满足产率控制要求。在正常操作的工况下，产率设定的上限需放开，不应成为人为卡边条件，先进控制器最终根据其他约束条件进行卡边控制，使产率达到最大化；但在计划生产条件下，通过总产率上限的合理设定也能有效地实现产率控制。
2、产品质量控制
PP最终日常控制的产品质量主要有两项：密度和熔融指数(MI)。密度主要与加入的共聚单体的种类及数量有关，但密度的分析周期很长，很难实现对密度的连续控制。相比之下，聚合釜内共聚单体(一般为丙烯)的浓度可以实现连续控制，因此把丙烯浓度作为控制密度的约束条件。PP装置的氢气是用于调节聚合反应过程中聚合物分子大小的调节剂，是控制产品MI的主要手段。通过氢气流量调节聚合反应体系中氢气与丙烯的浓度，可以达到控制产品MI的目的。
由于常规控制回路的非线性及反应滞后的影响，常造成氢气与丙烯比波动范围较大，导致产品质量在较大范围内波动。APC软件通过在线预测与稳定控制相结合，使氢气与丙烯比实现稳定控制，从而使产品质量得到有效控制，减小MI的波动范围。
3、浆液浓度控制
为了实施多变量控制器对浆液浓度的控制，需在DCS中进行一些相关计算，并建立相应计算点，计算浆液浓度和母液复用率等4个被控变量。在生产应用中，新鲜溶剂和母液设定值将随丙烯进料量的变化而改变以维持稳定的浆液浓度。浆液浓度的计算值是在丙烯转化率基本固定及撤除反应热效果良好的前提下得到的。多数情况下，浆液浓度能很好地得以控制，但在一些极端工况下，该前提条件不再成立，此时浆液浓度计算值不可靠。为保证稳定而有效地实施浆液浓度控制，引入反应器液位作为浆液浓度控制的另一被控变量。由于PP反应釜液位都采用溢流控制，反应器液位实际上是浆液浓度较为真实的反应。当浆液浓度增加时，液位也升高。通过预测试，浆液浓度和液位呈线性关系。因此，反应器液位作为控制浆液浓度的另一指标必不可少，并行之有效。一旦液位指示偏高，这时尽管计算的浆液浓度没有违反约束条件，但浆液浓度控制器仍将打入一定的溶剂以缓解这一紧急情况，防止爆聚。
4、冷却系统控制
PP聚合反应是一个强放热反应过程，聚合反应又严格控制聚合温度，及时撤除反应热是提高产率的关键。引入与温度控制有关的2个过程变量作为冷却能力的监控指标：循环气风机进出压差，该值太低说明冷却负荷小、循环气量小，该值太高说明冷却负荷大，循环气量大；温度控制阀位，该阀位开度太小说明冷却负荷太大，过程的冷却无法保证。以这两个变量作为冷却系统控制器的被控变量，能时刻保证冷却系统控制器在满足冷却能力的前提下提高装置的产量。
