我国焦炭年生产能力达3亿吨,每年放散的煤气超过200亿立方米,。焦炉煤气具有成分复杂的特点,其中CH4、CO、CO2、CnHm体积分数近40%,这些成分是十分重要的能源和化工资源。目前,焦炉煤气主要用于加热、发电、制纯H2、生产甲醇及生产直接还原铁(DRI)等五个方面,但经济效益并不显著。另一方面,我国乃至全世界的天然气资源日趋紧张,天然气价格仍维持上涨趋势,而焦炉煤气中甲烷含量为25%,因此充分利用现有过剩的焦炉煤气资源进行加工生产液化天然气(LNG)同时生产出H2将是焦炉煤气的最佳利用途径之一。在某公司焦炉气综合利用新工艺示范项目中,焦炉煤气通过预处理、分离净化和深冷液化等工序制成液化天然气,不但减少了焦化厂的排放,而且提高了能源品味。预处理系统做为该工艺路线的基本前置环节,其对原料气中杂质的分离效果,直接决定了后续工序能否正常工作。它的控制品质是使原料气杂质含量达到指标要求的关键。由于用焦炉煤气制备液化天然气在国内尚属首次,在国外也不多见,所以可供直接参考的资料并不多。本文通过详尽分析预处理系统工艺,提出了预处理系统中气柜、罗茨风机、压缩机等设备的控制方案,并着重对变温吸附系统传统控制方案进行了研究,研究发现,传统控制方案控制目标过于保守,存在吸附剂使用效率低,能耗高的问题。为解决这一问题,本文设计了一种半反馈循环时间分程自动优化控制方案,并给出了时间转换算法和时间优化算法。本文依照《石油化工分散控制系统设计规范》、《石油化工自动化仪表选型设计规范》及《自控工程施工人员技术手册》等标准,提出了适合该项目预处理系统的集散控制系统的系统规模、系统结构、系统功能以及系统控制方案,并完成了系统画面组态、底层程序设计。系统投运表明,该系统控制稳定,监控画面清晰,尤其低负荷时,半反馈循环时间分程自动优化控制系统使变温吸附系统能耗降低50%以上,节能效果显著。