Chemshare公司给出的经济效益与投资比例的统计分析认为:用DCS改造常规仪表投资大约占总投资的70%,取得的经济效益约占总效益的10%;利用DCS实现常规的复杂控制,得到的效益和投资大约各占总的10%;在DCS基础上实现先进控制(APC),增加约10%的成本,可取得约40%的效益。在先进控制的基础上,实现装置的实时优化功能,成本增加约10%,又可获得约40%的效益。Aspen Tech的调查也表明,目前的工业发展水平给推广应用流程模拟、先进控制和过程优化提供了广阔的市场前景,各个
石油化工企业都存在着巨大的潜力。
根据Aspen Tech的资料,如果实现了生产管理所需要的从设计、操作到管理的各个子系统,企业平均每年增加的效益大约是2000万~4000万美元。通过过程模拟可以增加产量、减少能耗和原材料消耗、以最低的操作成本生产出合格的产品、提高生产率等,每年效益在100~500万美元;先进控制和过程优化可以增加产量2%~5%,减少冷端消耗5%~10%,提高加热炉效率1%~2%,提高操作工的技能,更加安全等,每年效益为300万~1000万美元。可见,仅仅是过程建模和直接依靠模型的过程控制和优化,每年的效益就有400万~1500万美元,而计划调度也直接或间接依赖模型计算结果,因此发展流程模拟、先进控制和过程优化技术及软件产品,其经济效益十分可观[5]。又据Aspen Tech公司提供的数据,在乙烯生产过程中采用流程模拟、先进控制和优化技术,可使生产能力提高3%~5%,在分离/冷冻循环系统中能耗下降5%~10%,使裂解炉效率提高1%~2%。在收率方面,由于分离塔的性能改善,收率上升2%~3%,裂解炉控制使选择性提高了1%~2%。对一套30万t/a生产能力的乙烯装置,每年可获得300万美元的效益,其中约1/2来自裂解炉的先进控制和优化。
据Foxboro公司的资料介绍,优化的效益比整个自动化的效益都合适。其效益比例是:DCS设为1,则ARC(Advanced Regulatory Control)为3,APC为5,OPT(优化)为9。国内外的大量使用经验表明,在石油化工企业中使用过程模拟、先进控制与过程优化技术经济效益十分理想。譬如,韩国现代石化公司达山乙烯联合装置实施实时优化(RTO)控制策略的效果表明:在不改变操作条件下,该装置生产乙烯的能力提高了4%,效益增长了121%,同时节省了原材料和能耗2.5%。又如,Honeywell公司为澳大利亚某个炼油厂汽油稳定塔和液化石油气处理装置上实现了动态优化控制,取得每年100万美元的经济效益;该公司为BP公司在苏格兰的炼油厂及加拿大的帕邱蒙特乙烯厂都实施了这种优化控制并取得了成功。在我国,据报道大庆石油化工总厂1994年投用的乙烯模拟系统和合成氨严格在线模拟系统,年效益分别为890万元和435万元。齐鲁石油化工公司胜利炼油厂第二套催化裂化反应再生系统采用多变量预估先进控制技术,使装置加工能力提高10%以上。因此,开展石油化工流程模拟、先进控制与优化技术的研究与应用将会带来很大的经济效益。