中压加氢裂化装置分馏塔的控制及流程优化方法

1、中压加氢裂化装置分馏塔的控制及流程优化方法中压加担餐化枝术fRMC）楚实现大分f蜡油裂化为小分fM质油的先进技术该技术既可生严优质的石脑油*清洁柴油*也可以提供大址的优质乙烯原料和芳桂原料，仃效地缓解了国内所血临的乙烯原料严«不足H,诚本过髙的问題屮压加氢裂化翌置分帽塔的塔顶温H制中设紬復挖制用顶圧力控制以<R仃加油仇捉/'H柴油汽提塔的温度、液位、流量控制F接悔刚油品分儒的效巣和装置的安全运行因而对装置的控制方案和工艺流程进行系统性的优化是很有必要的。Aspen软件可对装置的工艺流程进行榄拟片村拎制指标进行系统性优化昇十偉出安全生产条件下的各项工艺播标解决生产中的軀锁

2、问题£分懈顾盘与产fiZffl>.1工2：流程与控制耍壊11流捏说明中爪加氢裂化装置分懈塔的工艺流用如图1所示*分诩塔进料加热炉为4路进料+设有49层塔盘+塔底用过热蕪汽汽提.340V的脱硫油进入产品分漏塔第£厘塔盘”分瞩塔i殳仃2个侧线塔+分别为靈石脑油汽提塔和轻柴油汽提搭用于生产重右脑油和轻柴油U1.2捽制耍求1）分邯塔塔顶油气镒度控SL分怖堪塔顶汕气经空冷器冷却至40X后进入分歸塔顶冋流鑼进行气液分离*界位捽制在丸。回流鑼屮部的油经分09塔顶回流泵（F53203A4）抽出，一部分作为塔顶冋流卡刃一部分作为轻石脑汕送出谡置.B532O2分离鎌底部if出的含硫VJ水

3、III冷凝水泵<P53208A,B>Hl出送至酸性水汽提裝£处理也可以直接当注水回用，故对塔顶油气温度需要糯确控制在65X°2) 分谕塔中段温度控制分谕塔的中段温度嬰求控制在165Y循环回涼用5l(P532O6AJ5)从塔的第19於塔盘抽出绅屮段阿潦/就化氢汽提塔进料换热器(ESJ2O9AB)的管程冷却后返冋第22层塔盘卜方。3) 重石脑油汽提塔回液温度控制.垂石脑油懈分由分他塔侧线第39泾塔盘门渝至収右脑油汽捉塔该塔设仃8层塔盘塔底用柴油换热器(E532O3)加热龜沸温度控制至1351。重石脑油汽提塔塔顶油气返何分惴塔的第II层塔盘K方汽提塔讥厂直石脑油用乘仃

4、脑油汽提塔氏貳(P532O4AB)抽出$：石脑油汽提塔底液位控制在50%$经币:石脑油空冷器(A53203)fll水冷器(E532O5)冷却温度控制至40匸麻送出装迎。4) 轻柴油汽提塔冋流洱度控制.轻柴油慵分由分慟塔侧线第19煨塔盘“流至柴油汽捉塔.该塔设仔8层塔盘塔底用尽油换热器(E532O4)加热収沸温度捋制至2601,轻柴油汽提塔顶油气返阿分憐塔的第23层塔盘卜方汽提塔底的轻柴油用柴油汽捉塔底亲(P532O5AB)抽出柴油汽提塔底液位控制在50%.5) 分帼塔用油液位控制分锦?塔的用油宙塔底泵(P532O7)抽出经尾油空冷器(A532O5)冷却金501送出装置；为了保证分饰励虽和生产安

5、全分谕塔底用油液位应控制在50%。2流程优化2.1分帑塔中段循环何流优化对原工艺流程作进步优化在分馆塔中段入1丨处增加1条热冋流管线采用分程控制分8塔中段温度比敢纯控制入【流凤更理想温度控制速度丸快粘确度更高.22分怖塔顶流程优化在气液分离回流鑼増加1条氮气管线和I条去火炬回收管戋一方面密封气液分离冋流Uh另-方血町顺利控制分钢塔顶斥力以确保生产装置的安全2.3取右脑油汽提塔的液位控制优化将巫石脑油汽提塔的液位控制由传统的収回路控制改为車石脑油汽提塔的液位和£石脑油出料渝就Z何的勺匀控制方案以絢保敢石脑油汽提塔的液位和重石脑油的出料鱼达到相互平衡生产负苛加人能耗加低24轻柴油汽提塔的

6、液位控制优化将轻柴油汽提塔的液位控制曲传统的总回路控制改为轻柴油汽提塔的液付和轻柴油出料流虽Z何的均匀控制方巢以确保轻柴油汽捉塔的液位和轻柴油的出料虽达到相互平衡从而实现负荷赧人化.2.5血用Aspen枚件计伴岐佳控制点根据分馆琳的结构利用Aspen软件先建立模型，如图2所禾使用基本的工程关系式如质量和能就¥衡村态和化学半衞去预测一个艺过K.在Aspen的运行坏境中只耍给定合理的热力学数据实际的操作条件FII严格的Aspenf»j模熨能够模规实际装置的运行储况并可协助设计优化现“的装置和涼程提髙工程利润。轻石"油弋Gb1T转幣油呂0旳2件轻烧油出卜型賊油出卜图2中

7、压加氢做化裂盧分馅塔棋理示倉2-6原料输入输出数据龜石脑油汽提塔为分饴塔的笫一条側线采出.输入塔盘数据即可利用Aspen软件计徒出朿行脑油汽捉塔的址佳控制温度;轻柴油汽提塔为分诩塔的笫条侧线采出输入塔盘数舸利用-sjxn软件汁灯轻柴油汽規塔的赧住控制温度:分懈塔的中段循环回派用泵从塔的第19层塔盘抽出经中段I叫流硫化氮汽提塔进料换热器的管桎冷却后返回第22层塔盘下方.输入塔盘数据利用八qpen软ftit算分慵塔中段的最佳控制温度°2.7计伴结泉验证通过计畀紂出址佳工艺控制指标见农1表3所列：塔顶温度应控制在65匸；塔顶压力控制在0.1）MPn:塔中段温度控制在165X;气液分离鑼的轻

8、石脑油液位控制在50%/（液分离鑼底海的含硫污水的界位控制在50%：敢”脑油汽提塔的液位控制在50%；轻柴油汽提塔的液位控制在50%；分懈塔的汽捉过热蒸汽进料流g控制在l（）0mh：轻柴油和載石脑油的热交换的温度应控制任135IJdilLO柴油的热公换温度应控制&250匸分谕塔圧油液位控制450%&1分惴培I艺押制优化版的汨更播杯Mr计算值给定債塔険64.395188965.33329.452149327.2发2分慵烙I艺控制优化麻的终ffi点（95%）温度代计算值范M柴油358.679295<363«油497.279188<520&3分惴惰1艺控

9、制优化航的+.6（100%）3控制方棗的设i十iUM£/t计算值范W样石脑油83.1760972C85敢石議油169.414565<1733.1控制方案的论证1）分询塔塔顶温度控制.塔顶温度上控制器（TIC53211）和轻石脑油树流流显副控制器（FIC53211）枸成申级控制$通过调节轻石脑油回涼渝a町以及时改变塔顶沿度同时乂町迅速克腋冋渝流就变化引起的干扰改善对彖的待点使控制过程加快"I存趙询控制的作用提高了塔顶温度的控制质蛍.2）分馆塔塔顶压力控制.考應到分懈塔的工艺女全塔顶油经过空冷器进行冷却进入分馆回流鑼与另一股进料（熬代）进行气液分离.采用分程控制P1C53

10、211更合适。PV53211A采用气开阀控制徳气.PVE3211B采用气关阀控制燃料气去火炬避免了魅料气在气液分离回流MT大fit枳压而产生的安全隠总.3）分谪塔中段温度控制。分诩塔22段温度是分懈质虽的关键在炼油厂加氛装胃中采用传统的虹回路流呈控制经Aspen软件验笄温度控制在165丄是比牧闲难的如果改成分甩拎制方案品质会紂到大幅的提高。在芳灼厂加老装迎中优化为分程控刮TIC53213.效果显普提高。柴油在分懈塔中段冋流亲进行循坏以此米保证该段的冷说呈与热流就的混合控制实规该段温度的半衛.4）气液分离回流母的轻石脑油液位控制，气液分离P>1流库的轻右脑油液位控制采用眼何路LIC532O

11、7控制。来门分懾塔塔頂油进入气液分离鑼进行气液分离-冊分作为塔顶回波刃沛分作为轻石脑油送出装K通过调节轻石脑油的输出址來控制气祓分离鑼的液位5）重石翳油浪提塔的液位控制°垂石脑油汽提塔的液位控制传统控制方案一般采用单回路控制通过调节分钿塔侧线门流至禾石脑油汽提塔的虽来控制重石脑油汽提塔的液位优化麻W采用拧制八1（）制BCFIC门均匀控制方案更合适。通过调节分饷塔侧线fl流至重石脑油汽捉圻的ft和塔顶回流5L塔底的抽出5來控制取石脑油汽提塔的液位.6）轻柴油汽捉塔的液位控制，传统控制方案-股采用虹何路控制通过调卩分馆塔轻柴油帼分进入轻柴油汽提塔的就來控制轻柴油汽提塔的液位.优化后应采用

12、上控制器（I-IC53206）.涮控制HfIC532O6）均匀控制沁通过调I馆塔轻柴油饲分进入轻柴油汽提塔的虽和塔顶冋流址、塔底的抽出fit系控制轻柴油汽提塔的液位7）分懈塔的汽提梓制通过调节过热蒸汽进料fit来控制.FIC53212单何路控制即可8）重石脑油汽提塔回流温度控制。为了更好地片制轻柴油fll取石脑油的热交换上控制器（TIC53218）川制控制器（F1C53215）构成弗级控制及时地控制轻柴油流虽和重石脑油回流交换后的温度引入副冋路町以获得比单回路控制系统超前的控制作用冇效地克脱了出料fit对液位的形响八存超询控制的作用捉高了控制质虽.9）轻柴油汽提塔的冋流温度控制。为了更好地控制

13、斥油和轻柴油的热交换主控制器（TIC53221）（I）陽控制器（FIC53216）沟成串级控制及时地控制区油流&和轻柴油H渝交换后的温度引入制何路可以获得比机冋路控制系统趙前的控制作用仔效地克眼了出料9対液位的形响.具有超前控制的作用提高了控制质虽。10）分他塔塔磺尼油液位控制。传统控制方案册采用取何路捽制通过调节分懾塔塔底昆油出料就.优化后应采川均匀控制方案更合适通过主控制B（L1C532O4）和制控制器（FIC532O4）实现分«3塔塔底兄油液位与M油出料流S相互抑制的调节通过改变送出装迓尼油控制網的开度來推持公诩塔塔底兀油液位的稳定.11）气液分离回潦確底部的含硫污水的

14、界位控制采用单回路控制即可含硫污水的界位用浮简液位计然品會硫汚水由冷血水亲抽出送至酸性水汽捉装置进行适当地处理也方便宣接被用作注水回用3.2控制阀的选定1）轻石脑油回流控制阀（FV53211）应选气关糾由于整个何路含仃冋流泉当系统岀现故障时必须保证该阀的畅通避免回路出现址塞和塔顶沿度过高2）分离塔污水排污控制網（I.V532O8）。应选气J7阀比系统出现故障时该阀应处关闭状态否則塔内液体会被抽空.3）轻石脑油出料控制阀（LV532O7）应选气开N当系统出现故降时该阀应处J关闭状态否则塔内液体会被抽空4）冷冋流阀（TV53213B）应选气关阀由于怜个回路倉存回流泵、“I系统出现故障时必须保证汝阀

15、的畅通ifi免塔内温度过髙。5）热回涼M（TV53213A）.应选气开阀为系统出现故障时必须保证该阀的关闭避免塔内溫度过島.6）重石脑油出料控制阀（FV532O5）应选气开対该網控制的是电石脑油出料fit当系统出现故障时该阀需骐关闭避免塔内物料抽空.7）轻柴油出料控制阀（FV532O6）怡选气开阀该阀控制的是轻柴油出料条统出现故障时.该需要关岗邀免塔内物料抽空.8）英汽进料控制阀（FV53212）.应选气开阀控制裁汽进入虽X系统出现故障时该網定要处于关闭状态以避免总汽激源不斷地进入导致安全隐您9）轻柴油旁滋控制阀（FV53215）应选气关阀该阀所在的回路构成串级控制当系统故障时.该阀所在的旁路

16、必须保持畅通使得柴油产阳可以顺利出来.10）圧油出料控制阀（FV532O4几应选气开阀嗎系统出现故阳时该侧髓处关闭状态否则塔内液体会枝抽空.11）/d油旁路控制阀（FV53216）。W选气关阀该阀所在的回路构成出级控制洛系统故障时.该阀所任的育路必须保持畅通便得昆油产品4以顺利出来.12）燃irCJi火炬控制阀（PV53211A）.应选气关脚燃料气从设备出来当杲统故障时应保证燃料气能够出來以防爆炸.13）氯气进料控制阀（PV53211B）>应选气开阀妣气进入设鸟片系统故阳时应切斯魅料气的进入以防炀炸.4控制系的实施4.1控制系统的选住II首控制系统晶种较多经广泛调研和论证.决定选用CEN

17、TUM-CS3000集敬控制系统.CS3000系统最多町挂64个站其中FCS16个.HIS16个。4.2控制茨略的实施1）系统的生成.创建1个新的Project,J|4文件名（JQFL然fu再创建FCS（必须fU«<A体型号）这样就生成了一个新的系统.2）控制站组态选中I个FCS（如FCS0101）.创1（）M再在IOM中新建1个Node.并在Node中选用曳正的IOM匸件矗号根据接线布置3）厕连控怕.打开FunctionBlock根据控制方案画连控附4）对功能块定义主要对糾门类型控制器正反作用、乎"动是否烈踪虽程及单位等进行定义其中分程控制还骐对输出范国输出伯号的模

18、式零进行定义.4.3操作肿组态1）趋势组组态.趋势组组态必效选定I个趋势块先定义总势块属性即扫描周期然麻选中趙势组定义需宴记录的参数.2）控制组组态CS3000最多可定义1000个控制组毎一个控制组都必须n己创建-个组可定义8块仪农血板或16块仪农啲板；该系统在此对每一个需要操作的仪农都要定义。3）価流&K.利用组态软件提供的工具可以很力便地制作流程图并可通过对流程图中软按ffl的定义虹击II接进入所需画而如调整曲fli显示、开关按ffl的操作等用该曲面中NJ设定控制参数来调笹液位、流虽温度、压力.4）总貌定义.可以将流用图、控制曲面趋势图定义在不同的蟲示块中了解过:ffi系绞的综合概

19、取利用&（标的操作可以从粽介価血转移到典他诵而.5调试结果51控制方案及流程运行测试根据製置投运操作步骤分别调出流桎图画面和控制组先丁动改变调卩器输出待系统稳定即可分别投入串级"动控制等然后利用经給凑这法分別対孑调"器进行PID参数魁定.经过%次试脸效果II好.1）调罄诵面调用.通过调用调镀曲面町以方便抱改变任控制器（高低报警值、PII）值）参数.进行控制器参数整定便艺参数控制在绘住状态.2）实时趋势W调用。实时总势馆可以观察系统运fj状态记求控制系统的过渡过程曲线通过观蔡过渡过程曲线的变化匕外乂可改变调卩器的HI）数值。5.2结果评佔经过流程优化和控制系统修改投运后保证了笹个分谕塔在"动调"过程屮.达到r物料rc液热虽三个平衡而U操作方便简取人辐祓轻了操作人员负担使产品的质虽和分懾塔操作的矗定性每到了较大提高.利用Aspen件计算出的以廉I艺控制折标可以駅讥父'条件卜的分懦蔽域产出更多的优质石脑油产出St増加了2.7%每年约増收200万元人民币其结果与计算的i殳定值呈木致。改造后的分谄塔中段温度可以准确地控制在（165士0.5）I为快速用确分馆提供了町犠保证柴油汽提塔的液位控制采用均匀控制方案际可以解决任髙负微卜运行就躬塔的物料¥衡问逍柴油和重油产营分