华东理工大学自动化工程设计报告

1、华东理工大学 自动化工程设计报告自动化工程设计计报告 学院 信息息科学与工程程学院 系别 自 动 化 专业 自 动 化 班级 姓名 学 号号 导师 日 期： 20113年12月9日 至 20133年12月20日一、设计依据1.1概况本次的设计是上上海金山石化化的吸收装置置，这部分为为吸收，主要产产品是石脑油油，在临氢条条件下，加氢氢精制是在一一定的温度、压压力、空速、氢油比,及在加氢催化剂的作用下去除原料油中的硫化物、氧化物、氮化物、不饱和烯烃和金属,以制得安定性好,燃烧性能好得优质燃料油，或为下游装置提供优质进料。上海石化吸收装装置设计规模模为390万吨/年，采用中中国石化工程程建设公司开开

2、发的固定床床渣油加氢技技术，催化剂剂采用中国石石油化工科学学研究院（RRIPP）的的RHT系列渣渣油加氢催化化剂，总催化化剂空速为00.20h-1,反应器器入口氢分压压为15.00MPa, 催化剂床层层平均温度初初期为3788，末期为为405，氢油比为750Nmm3/m3 。1.2 加氢裂裂化装置简介介加氢裂化装置是是一个集催化化反应技术、炼炼油技术和高高压技术于一一体的工艺装装置。其工艺艺流程的选择择和催化剂性性能、原料油油性质、产品品品种、产品品质量、装置置规模、设备备供应条件及及装置生产灵灵活性等因素素有关。加氢装置按加工工目的可分为为：加氢精制制、加氢裂化化、渣油加氢氢处理等类型型。加

3、氢裂化按操作作压力可分为为：高压加氢氢裂化和中压压加氢裂化，高高压加氢裂化化分离器的操操作压力一般般为16MPPa左右，中中压加氢裂化化分离器的操操作压力一般般为9OMMPa左右。加氢裂化按工艺艺流程可分为为：一段加氢氢裂化流程、二二段加氢裂化化流程、串联联加氢裂化流流程。一段加氢裂化流流程是指只有有一个加氢反反应器，原料料的加氢精制制和加氢裂化化在一个反应应器内进行。该该流程的特点点是：工艺流流程简单，但但对原料的适适应性及产品品的分布有一一定限制。二段加氢裂化流流程是指有两两个加氢反应应器，第一个个加氢反应器器装加氢精制制催化剂，第第二个加氢反反应器装加氢氢裂化催化剂剂，两段加氢氢形成两个

4、独独立的加氢体体系，该流程程的特点是：对原料的适适应性强，操操作灵活性较较大，产品分分布可调节性性较大，但是是，该工艺的的流程复杂，投投资及操作费费用较高。串联加氢裂化流流程也是分为为加氢精制和和加氢裂化两两个反应器，但但两个反应器器串联连接，为为一套加氢系系统。串联加加氢裂化流程程既具有二段段加氢裂化流流程比较灵活活的特点，又又具有一段加加氢裂化流程程比较简单的的特点，该流流程具有明显显优势，如今今新建的加氢氢裂化装置多多为此种流程程。1.3反应器主主要技术参数数表1 加氢氢反应器主要要技术参数设计压力5.750.1MPa设计温度3751777最高工作压力4.88MPaa最高工作温度343容

5、器类别三类容器容积78.2立方米米腐蚀裕量0水压试验立式7.47卧式7.555MPa盛装介质石脑油、油气、氢氢气、硫化氢氢主体材质15CrMoRR1.4原料指标标表2 汽油油加氢装置原原料指标原 料产 品项 目厂控质量指标焦化汽油含水(%)0.2汽油石脑油（Q/SY 26-2002）原料干点()185汽油裂解原料料油（HG/FSH 005-20001）原料干点()2001.5 石脑油油的特征石脑油是一种 HYPERLINK /view/949753.htm 轻轻质油品，由由 HYPERLINK /view/951429.htm 原油蒸馏或石石油二次加工工切取相应 HYPERLINK /view

6、/1700827.htm 馏馏分而得。其其沸点范围依依需要而定，通通常为较宽的的 HYPERLINK /view/1157185.htm 馏程，如300-220。石脑油是是管式炉裂解解制取 HYPERLINK /view/15690.htm 乙烯， HYPERLINK /view/126177.htm 丙烯， HYPERLINK /view/803299.htm 催化重整制取取苯， HYPERLINK /view/106454.htm 甲苯，二甲苯苯的重要原料料。作为裂解解原料，要求求石脑油组成成中 HYPERLINK /view/62773.htm 烷烃和 HYPERLINK /view/6

7、2796.htm 环烷烃的含量量不低于700%（体积）；作为 HYPERLINK /view/803299.htm 催化重重整原料用于于生产高 HYPERLINK /view/62593.htm 辛烷烷值 HYPERLINK /view/19916.htm 汽油组分时，进进料为宽 HYPERLINK /view/1700827.htm 馏分分， HYPERLINK /view/81200.htm 沸点范围一般般为80-1180，用用于生产 HYPERLINK /view/62781.htm 芳烃烃时，进料为为窄馏分，沸沸点范围为660-1655。国外常常用的轻质直直馏石脑油沸程程为0-1000

8、，重质质直馏石脑油沸程程为100-200； HYPERLINK /view/392229.htm 催化裂化石脑脑油有1005，1005-1600及 1660-2000的轻、中中、重质三种种。实际关联：由于于石脑油市场场价格远低于于车用 HYPERLINK /view/70426.htm 无铅汽汽油（吨价差差达600-1200元元），使用石石脑油和石化化助剂调配车车用无铅汽油油已成为民营营石化企业增增加 HYPERLINK /view/512443.htm 成品油利润的的重要方式。我我国原油较重重，石脑油供供应非常紧张张，乙烯装置置、重整装置置、石脑油制制氢装置争原原料。二、设计指导思思想和设计

9、原原则2.1项目建造造意义加氢反应装置是是有机化学实实验室和实际际生产过程中中一件非常重重要的设备，不不仅可以用作作加氢反应的的容器，而且且也可用于液液体和气体需需要充分混合合的场合。在在化学制药方方面有着广泛泛的用途，可可作为产品开开发、有机化化学制品和医医药品研究的基础础设备，还可可用于定量分分析工业过程程中催化剂的的活性。常用的加氢反应应装置主要分分为两类：一一类用于高沸沸点液体或固固体（固体需需先溶于溶剂剂或加热熔融融）原料的液液相加氢过程程，如油脂加加氢、重质油油品的加氢裂裂解等。液相相加氢常在加加压下进行，过过程可以是间间歇式的，也也可以是连续续的。间歇液液相加氢常采采用具有搅拌拌

10、装置的压力力釜或鼓泡反应应器。连续液液相加氢可采采用涓流床反应器器或气、液、固三相同向连续流动的管式反应器。另一类反应器用于气相连续加氢过程，如苯常压气相加氢制环己烷、一氧化碳高压气相加氢合成甲醇等，反应器的类型可以是列管式或塔式。加氢过程在石油油炼制工业中中，除用于加加氢裂化外,还广泛用于于加氢精制,以脱除油品品中存在的含含氧、硫、氮氮等杂质，并并使烯烃全部部饱和、芳烃烃部分饱和，以以提高油品的的质量。在煤煤化工中用于于煤加氢液化化制取液体燃燃料。在有机机化工中则用用于制备各种种有机产品，例例如一氧化碳碳加氢合成甲甲醇、苯加氢氢制环己烷、苯苯酚加氢制环环己醇、醛加加氢制醇、萘萘加氢制四氢氢萘

11、和十氢萘（用作溶剂剂）、硝基苯苯加氢还原制制苯胺等。此此外，加氢过过程还作为化化学工业的一一种精制手段段，用于除去去有机原料或或产品中所含含少量有害而而不易分离的的杂质，例如如乙烯精制时时使其中杂质质乙炔加氢而而成乙烯；丙丙烯精制时使使其中杂质丙丙炔和丙二烯烯加氢而成丙丙烯；以及利利用一氧化碳碳加氢转化为为甲烷的反应应，以除去氢氢气中少量的的一氧化碳等等。该项目前景可观观，优势明显显，符合国家家产业政策发发展的方向，有有良好的经济济效益和社会会效益，产品品起点高，技技术设备先进进，为国内行行业先进水平平。该项目的的上马及投产产一定能有力力地推动我国国加氢脱氧纯纯化装臵项目目相关产品的的供应能力

12、，推推动行业进一一步发展，提提升行业产品品质量和市场场竞争力。项项目可以提供供9个新增就就业岗位，可可以有效缓解解地区就业压压力，同时，项项目建成后可可以实现大幅幅度的盈利，也也能够积极促促进项目属地地经济的增长长。 综合而言，本项项目对地区经经济及下游行行业发展都具具有明显的积积极作用，社社会效益明显显。2.2经济效益益 加氢裂裂化在炼油中中是能耗较大大的装置，尤尤其是随着炼炼油厂加工原原油的劣质化化，原料蜡油油密度变重，硫氮含量增加，使得反应温度越来越高，循环氢量增加，燃料气中压蒸汽的消耗也随之增大。对加氢裂化装置能源消耗情况进行深入分析，找出节约能源消耗的措施，合理利用加氢裂化产品，装置

13、将发挥更好的经济效益，同时对加氢裂化技术的发展也具有促进意义。 加氢裂化装装置经济效益益主要表现为为对电、蒸汽汽燃料、氢气气的节约、热热量交换、操操作优化。产产品综合利用用加氢裂化装装置节能的重重点。加氢裂裂化装置是生生产优质产品品的重要石油油炼制工艺，其其进料范围很很宽，操作模模式多，氮该该工艺需要消消耗大量的氢氢气，加氢裂裂化装置根据据不同原料及及转化深度，以以及产品方案案不同，氢耗耗量为3200380NNm3 。新氢化进料。据据经济核算可可知，氢气成成本约占装置置生产总成本本的8%，仅仅次于原料蜡蜡油。故欲提提高加氢裂化化的效益，关关键之一是降降低氢气成本本。对氢耗进进行分析，有有助于更

14、好的的降低成本，同同时利于石化化装置优化配配置，特别是是对制氢装置置开车负荷优优化。提高经经济效益具有有重要意义。2.3.设计规规则 在接到一一个工程项目目后，对其进进行自控工程程设计时应该该按照以下方方法来完成（1）熟悉工艺艺流程（2）确定自控控方案，完成成工艺控制流流程图（PCCD）（3）仪表选型型，编制有关关仪表选型的的设计文件（4）控制室设设计（5）调节阀和和孔板节流计计算（6）仪表供电电供气系统设设计（7）根据现场场条件，完成成现场与控制制室之间联系系的相关设计计文件（8）根据自动动化专业控制制相关的其他他设备材料选选用情况，完完成有关的设设计文件（9）设计工作作基本完成之之后，编写

15、设设计文件目录录等文件 上述设计方方法及顺序，仅仅仅是原则性性的，在实际际工程设计中中，还应该按按照实际需要要进行。2.4建厂地地的可行性描描述 建厂地选择即新新建项目具体体位置的选择择。是工业布布局的最终环环节和工业基基本建设的前前期工作，也也是工业项目目可行性研究究的组成部分分。它根据工工业地区布局局和新建项目目设计任务书书的各项要求求，由规划与与设计部门共共同承担，在在实地踏勘及及区域性技术术经济调查的的基础上，对对各地建设条条件分析评价价，并选择若若干个能基本本满足建厂要要求的厂址方方案作定性与与定量相结合合的技术经济济综合论证，从从而确定最优优的建设地点点和具体厂址址。建厂地选择通常

16、常分为两个阶阶段：确定选址范围围和建厂地点点。侧重考虑虑厂址的外部部区域经济技技术条件，包包括：距离原原材料、燃料料动力基地和和消费地的远远近；与各地地联系的交通通运输条件；当地的厂际际生产协作条条件；供水、排排水及电源的的保证程度；原有城镇基基础和职工生生活条件；有有否可供工业业进一步发展展、工业成组组布局和城镇镇发展的场地地；是否与城城镇规划及区区域规划相协协调；土地使使用费用、建建筑材料来源源及施工力量量等。确定厂址最后后具体位置。主主要考虑项目目设计任务书书和厂区总平面布布置的有关要要求及投资约约束条件。包包括：厂址场场地条件，如如建设用地的的面积与外形形、地势坡度度、工程地质质与水文

17、地质质状况、地震震裂度、灾害害性威胁（如如洪水、泥石石流等），土土地征用的数数量、质量及及处理难度，厂厂址下有无矿矿藏等；距水水源地的远近近和给排水的的扬程；修建建铁路专用线线与厂外公路路等交通设施施的工程量与与投资；供电电、供热设施施的工程量及及投资；距已已有城镇生活活区与公共服服务设施的远远近；“三废废”排放对城城镇和周围环环境的影响及及环保费用等等。厂址一经经选定，不仅仅对所在地区区的经济发展展、城镇建设设和环境质量量产生重要影影响，而且直直接关系到新新建项目的基基本建设投资资和建厂速度度，并长期影影响企业的经经营、管理等等经济效果。加氢装置所在的的金山石化炼炼油厂位于上上海市金山区区。

18、金山区地地处上海市西西南，杭州湾湾北岸，处在在沪、杭、甬甬及舟山群岛岛经济区域中中心和长三角角都市圈枢纽纽地带。西连连浙江省平湖湖市、嘉善县县，东邻上海海市奉贤区，北北接松江区和和青浦区。全全区陆地总面面积586平平方公里，辖辖9个镇、11个街道以及及具有行政管管理职能的金金山工业区，现现有人口555万。金山区境内有沪沪杭高速、同同三高速、莘莘奉金高速等等高速公路网网络。沪杭铁铁路金山支线线直达金山城城区。南部沿沿海申甬车客客渡码头开辟辟了舟山、宁宁波等地海运运航线。黄浦浦江支流贯穿穿全区各镇，成成为内河运输输主动脉。金金山已形成“三三纵两横”五五条高速公路路和“六纵六六横”区域干干线公路网架

19、架。杭州湾跨跨海大桥建成成后，金山将将成为浙江快快速进入上海海的桥头堡。嘉金高速建成通车后，金山北出上海的时间将大大缩短。金山区境内有23.3公里的海岸线，其中可综合开发的公共岸线12.5公里。金山石化交通便便捷，沪杭铁铁路、金山区区铁路支线和和亭卫公路、新卫公公路横贯南北北，320国国道穿越东西西。上海金山山区车客渡码码头的建立，开开辟了上海至至宁波等地的的海上蓝色通通道（已经停停运，估计改改为金山三岛岛旅游码头）。随随着上海市高高速公路建设设步伐的加快快，至20005年，金山山区境内形成成“两横三纵纵”高速公路路网架（“两两横”指莘奉奉金高速公路路和亭枫高速公路路，“三纵”指指沪杭高速公公

20、路、同三国国道和嘉金高速公路路），金山区区的交通条件件产生质的飞飞跃。所以，金山石化化交通发达，运运输方便，原原材料供应充充足，劳动力力充足。上海金山石化是是中国石油化化工股份有限限公司的控股股子公司，位位于上海市金金山区，是中中国最大的炼炼油化工一体体化综合性石石油化工企业业之一，也是是目前中国最最大的乙烯和和腈纶生产商商，同时还是是中国重要的的成品油、中中间石化产品品，有雄厚的的实力以及良良好的信誉，其其资金筹措非非常容易。金金山石化有完完善的培训体体系以及研发发中心，有强强大的技术人人员队伍，拥拥有健全的科科技开发、知知识产权管理理组织体系和和雄厚的科技技开发实力。公公司科技开发发部主管

21、公司司科技开发与与推广应用、知知识产权、技技术许可、对对外技术交流流与合作、新新产品开发、三三剂、标准化化、质量、计计量管理等。它它在技术基础础以及技术支支持方面的实实力毋庸置疑疑。2.5 整体自自动化控制水水平本次工艺设计用用到的自控仪仪表有：用于于调节及监测测压力的压力力变送器、压压力调节器/阀，用于调调节、记录流流量的气-电电转换器、流流量记录仪、流流量调节器/阀、用于记记录、调节温温度的电子电电位差计、温温度调节器。三、生产方法和和工艺流程3.1 设计工工艺流程叙述述加氢裂化指在加加氢反应过程程中，原料油油的分子有 10% 以以上变小的那那些加氢技术术。烷烃（烯烯烃）在加氢氢裂化过程中

22、中主要进行裂裂化、异构化化和少量环化化的反应。烷烷烃在高压下下加氢反应而而生成低分子烷烷烃，包括原原料分子某一一处CC键键的断裂，以以及生成不饱饱和分子碎片片的加氢。烯烯烃加氢裂化化反应生成相相应的烷烃，或或进一步发生生环化、裂化化、异构化等等反应。气脱硫脱硝工艺艺NO+O33 NOO2+O222 NO2+O3 N2O5 + O2NN2O5+HH2O 2HNO33 HNOO3 + NNaOH NaNO33 + H22OSO2+NaOH Na2SSO3 + H2O双脱脱原理1、干干气和液化气气脱硫化氢原理理R2RN H22S R22RNH+HHS（快速速反应）R22RNCO22H2O R2RNH

23、+HHCO3（慢慢速反应）22、液化气脱脱硫醇原理RRSH + NaOHRSNa + H2O H2SS + 2NNaOHNNa2S + 2H2OO 2Na22S + HH2O+2OO2Na22S2 O33+2NaOOH RSSNa+ HH2O+1/2O2 RSSR+2NaOHH 脱硫醇醇总反应式44RSHOO2催化剂剂2RSSSR2H22O3.2反应系统统自装置外来的原原料油进入原原料缓冲罐（DD-31011），由原料料油泵（P-3101）送送至原料油/柴油换热器器（E-32212）、原原料油/尾油油换热器（EE-31000）加热后，再再经过自动反反冲洗过滤器器（SR-33101）过过滤，进入

24、滤滤后原料油缓缓冲罐（D-3102）。滤后原料油经反应进料泵（P-3102）升压后与氢气混合，在混氢油/反应产物换热器（E-3101）与反应产物换热后，通过反应进料加热炉（F-3101）加热到反应所需温度（344），先后进入加氢精制反应器（R-3101）和加氢裂化反应器（R-3102），混氢油在反应器中催化剂的作用下，进行加氢精制和加氢裂化反应，在催化剂床层间设有控制反应温度的急冷氢（循环氢供给）。反应产物经混氢油/反应产物换热器（E-3101）换热后进入热高压分离器（D-3103），热高分油经液力透平（HT-3101）减压回收能量后，进入热低压分离器（D-3104）。热高分气经过氢气/热高分

25、气换热器（E-3102）与氢气换热、热高分气空冷器（A-3101）冷却，进入冷高压分离器（D-3105）进行气、油、水三相分离。为防止低温下铵盐结晶堵塞高压空冷器，用高压注水泵（P-3103）将注水罐（D-3108）中除盐水分两路分别注入氢气/热高分气换热器（E-3102）前和高压空冷器（A-3101）前作反应注水。3.3反应器部部分1）新鲜进料流流程从油罐来的新鲜鲜进料经过滤滤器K1011除去固体和和沉降脱水后后，进入缓冲冲罐D1011，再由P101A、BB送到换热器器E104和和E104AA、B，同反反应器流出物物换热，然后后，与热循环环氢混合一起起进入R1001. 2）当进料及循循环氢通

26、过精精制催化剂时时，脱硫、脱脱氧、脱氮和和烯烃炮和反反应开始发生生，并在反应应器底部订层层完成，这些些是放热反应应，反应物温温度升高。通通过控制反应应器入口温度度及调节急冷冷氢量，使温温度上升受到到抑制，以延延长催化剂的的寿命，同时时防止发生飞飞温。在R1101反应产产物流出线上上，要设置一一个采样阀，以以测定氮的转转化。在生产产期间，要控控制流出油的的总氮含量在在50ppmm（wt.）内内，就要调节节R101的的平均床层温温度。如果反反应器内的温温度超商，用用降低第二反反应炉F1002温度和加加大急冷氢仍仍不能控制裂裂化反应速度度，则器内温温度急升会严严重地使催化化剂结焦，甚甚至破坏设备备结

27、构，使反反应器壁过热热。如果最大大的冷却反应应器仍不能控控制催化剂床床层温度，则则反应器和关关联设备必须须降压。当RR102A和和B中的任一一个反应器温度度超过它的正正常值28时，应立即即启动7baar/minn泄压系统降降压。要严格格控制R1002A、B的的温度，以保保证新鲜进料料100地地转化成所需需要产品。在在操作中，新新鲜进料和循循环油比例要保持持不变。3)反应产物换换热器的流程程从Rl028出出来的反应产产物通过一组组换热器(E101E105)回收热量，最最后用空气冷冷器A1011冷却到499度后进入高高压分离器DDl02。空空冷器进口注入入冲洗水以除除氨和防止氨氨盐沉积注注入处将允

28、许许大部分水汽汽化。注水泵泵Pll4BB注水注入西西面四组空冷冷，Pll44C注水注入入东面四组空空冷，Plll4A_互为为Pll4BB、C备用。4)气液分离 经冷却的反应应产物进入DDl02，在在其中进行油油、水、气三三相分离。烃烃类产品通过过Dl02液液位控制调节节阀Ll033A、B进入入低压分离器器Dl03。为为了节能，正正常情况下，液液体全部经过过Ll03AA阀到能量回收透透平HTl001进Dl003。自D1102底排出出的水进入炼炼厂酸性水处处理系统。DD103得到到的物料大约约在1966MPa下操操作，其闪蒸蒸气送到酸性性气处理部分，液相烃烃经与柴油和和尾油换热后送送分馏部分。生产

29、过程中主要有以下反应：（1）脱硫反应应在加氢条件下，含含硫化合物转转化为相应的的烃和H2SS，从而脱除除硫。如脱硫硫醇，反应式式如下： RRSH H2 RHH H22S 硫化物物 氢气气 烃 硫硫化氢（2） 脱氮反反应在加氢过程中，氮氮化物在氢气气作用下转化化为NH3和和相应的烃。加加氢脱氮反应应比脱硫反应应进行要困难难得多.为了了使脱氮比较较完全，往往往需要采用比比脱硫更苛刻刻的条件。如如：CH CHHCH CHH + 4H2 C4H100 + NNH3 NH 吡咯咯 氢气气 丁丁烷 氨 （3） 脱氧反反应二次加工装置馏馏分油中含氧氧化合物含量量很少，主要要是环烷酸及及酚类。一般般含氧化合物

30、物很容易进行行加氢而生成成水和烃。如： OHH H C C C C HC CHH C C + H2 HC CHH + H22O C CH 苯酚酚 氢气气 苯 水（4）烯烃饱和和反应烯烃的加氢速度度很快，常温温下即可进行行，二烯烃加加氢速度比单单烯烃快，如如：H3CCH22CH2CH=CHHCH3 + H2 H3CCCH2CH2CCH2CHH2CH33（5）芳烃和稠稠环芳烃的加加氢反应 CH CCH2 HHC CH H2C CH2 HHC CH + 3H22 H2C CHH2 CH CCH2 苯 氢气 环已已烷（6）脱金属反反应 含砷、铅铅、铜等金属属的有机物在在加氢条件下下首先分解出出金属，然

31、后后金属由于吸吸附或化学反反应滞留在催催化剂表面上上。（7）脱卤素反反应含氯等有机卤化化物在加氢条条件下几乎全全部分解，生生成无机态的的卤化物。3.4吸收设备备的选择a.当气液反应应速度很快，可可优先选喷淋淋塔、填料塔塔等；b.若若反应速度极极快，热效应应大时，也可可以采用筛板板塔；c.如如果反应物浓浓度高，可选选用文丘里或或空塔；d.当气液传质质速度慢时，需需要提供大量量的液体，此此时 采采用鼓泡塔；或增大液气气比；e.在在吸收容易产产生固体时，宜宜选用内部构构件少、阻力力 小、压压降小的设备备，如泼水轮轮吸收室等；f.在达到到吸收要求的的前提下，尽尽可能选用结结构简单、 造价低低廉、容易操

32、操作的设备。3.5吸收设备的运行管理a.选择和掌握握适当的空塔塔气速 填料塔:1.522m/s，板板式塔、空塔塔：2m/ss以上，湍球塔：4mm/s左右。填填料塔操作时时不能产生“液液泛”；板式式塔不能产生生“喷塔”；湍球塔不能能产生“短路路”等。 空空塔气速越高高，处理能力力越大，但塔塔高也必须越越高，要考虑虑气液接触时时间。 高的的空塔气速会会造成严重的的雾沫夹带，这这将给除雾器器增加负担。示意图如下： b。控制好液液气比液气比是指处理理1m3气体体所需吸收剂剂的体积（LL）。 液气比增增大，气液传传质速率增大大，从而增大大污染物的去去除率。在工工程中，允许许最小的液气气比（L/GG）mi

33、n由由吸收塔的运行特特性决定，可可根据吸收塔塔的物料衡算算和操作线方方程计算。 实际际L/G要比比（L/G）mmin大。可可根据以下原原则考虑： 文丘丘里或喷淋塔塔，气-液接接触面积与LL/G成正比比，因此L/G与污染物物去除率有直直接的正比关关系，而与废废气的浓度无无关。 c.控制和调整整吸收液浓度度（pH值） d.注意系系统的防垢和和堵塞e.其其它 温温度、压力、密密封、泄露等等主反应C2H2+H22C2H4H=-11757 kJ/mool (1)副反应C2H4+H22C2H6H=-11381 kJ/mool (2)C2H2+2HH2C2H66钯/二氧化化钛催化剂在在C2馏份选选择加氢反应

34、应中的催化作作用,发现二二氧化钛载体体在一定条件件下能被氢还还原并能与金金属强烈相互互作用,钯/二氧化钛催催化剂在2550下还原原,乙烯选择择性最高,约约达91%,其催化性能能明显优于钯钯/氧化铝催催化剂。氢化物Mg2CCoH5用于于乙炔加氢反反应,乙烯的的选择性为1100%;而而氢化物Mgg3CoH55和Mg2FFeH6的乙乙烯选择性相相应为82%和85%;氢化物Mgg2NiH44则使乙炔加加氢为乙烷混混合相乙炔加氢反应器器操作条件:温度0440;压力力16336 MPPa;催化剂剂01%(质量分数)钯/氧化铝铝。混合相反应器出出口物流冷却却后进入分离离塔,塔釜富含C3组组份液体引入入高压脱

35、丙烷烷塔顶作为回回流液,分离离塔顶气相物物流经蒸汽加加热后进入气气相加氢反应应器。任何乙乙炔选择加氢氢催化剂都可可用在此种气气相加氢反应器中,目目前最普遍使使用的是钯催催化剂,而且且其性能也较较好。气相加加氢反应器出出口物流通过过冷箱,用CC3冷却剂进进行冷却和部部分冷凝后,进入分离塔塔分离成一种种气相物流和和一种液相物物流。富含乙乙烯、甲烷和和氢气等轻组份的的气相从塔顶顶送往下游的的脱甲烷塔和和/或脱乙烷烷塔及其它进一一步分离各组组份的分离设设备。富含丙丙烯和丙烷的的液体从塔釜釜引出,用泵泵输送,一部部分与分离塔塔塔釜液合并作作为前脱丙烷烷塔顶回流液液,另一部分作为混合合相加氢反应应器进料。

36、36裂解气气混合相选择择加氢工艺Cosyns等等23提提出裂解气混混合相选择加氢工工艺(图5)。该工艺将将裂解气干燥燥器出口气相相(裂解气)和液相(已已加氢的裂解解汽油)混合合进入列管式式混合相加氢氢反应器(开开车时液相进进料改用甲苯苯),反应器器出口物流冷冷却后送入有有10块塔盘盘的蒸馏塔,塔顶气相物物流含有氢气气、甲烷、CC2馏份、C3馏份和C4馏份,送往下下游分离装置置;塔釜液相物流含含有C5CC9裂解汽油油和少量C44,一部分用用泵循环与气气相裂解气混混合,其余作作为汽油出售售或送往芳烃烃装置。裂解气混合相选选择加氢反应应条件:气相相空速25000h-1(标准状况);压力200MPa;

37、温温度40;液相空速110 h-11(标准状况况);催化剂剂005%(质量分数数)钯/氧化化铝。裂解气混合相选选择加氢反应应结果:C22馏份中乙炔摩摩尔分数5510-66;裂解汽油油中顺丁烯二二酸酐值33;辛烷值约约98;双烯烯烃摩尔分数数03%;烯烃摩尔尔分数约100%。运行22个月的反应应结果见表11。工业上乙炔选择择加氢一般采采用绝热式固固定床反应器器,碳二原料料经过换热和和预热,反应应器入口温度度在251100,当当温度较高时时有利于副反反应的发生,特别是乙炔炔直接加氢生生成乙烷伴随随着大量的反反应热生成,使物料温度度继续升高,这样整个反反应过程会进进入恶性循环环,最后催化化剂床层有可

38、可能会出现飞飞温现象。所所以碳二加氢氢反应对催化化剂的选择性性要求很高,另外实实际操作过程程中对工艺参参数的控制也也很重要,应应控制较低的的入口温度和和合适的氢气气量主反应C2H2+H22-C2HH4(1)副反应C2H4+H22C2H66(2)C2H2+2HH2C2H66(3)剩余乙炔被加氢氢至小于 55ppm 以以下在初始反应稳定定后，反应器器入口条件为为温度 25334 压力力 2.0MMPa物料流量 122000114000mm3/hr氢气流量 900140 m3/hr乙炔浓度 1.21.55mol%利用这些数据对对反应器模拟拟计算，计算算结果如表 7.2从表中模拟计算算结果看，反反应出

39、口温度度和乙炔浓度度计算结果和和实际相差不不大。由于工工业操作参数数的变化，有有时反应器出出口温度和乙乙炔浓度的相相应变化会有有一些滞后，所所以有个别数数据偏差较大大。一般来说说在稳定操作作条件下，模模拟结果能很很好地和实际际运行结果吻吻合。由于初期催化剂剂活性和选择择性好，与小小试得出动力力学方程的条条件相似。在在这种条件下下利用动力学学方程模拟计计算结果与实实际相差较小小。但是当催催化剂运行一一段时间后，由由于副反应的的增加，加上上反应生成的的低聚物覆盖盖在催化剂表表面，此时的的反应过程与与小试条件相相差大，在这这种条件下模模拟计算结果果误差较大。为了保证 C22加氢等温反反应器及绝热热反

40、应器的反反应效果, 要求 C22加氢的进料流量量与氢气的流流量按着一定定的比值进行行调节, 氢氢气量随着进进料量的变化化而变化。氢氢气 /进料料流量比值要要根据氢气 /乙炔比计计算得出, 首先根据进进料中炔烃的的摩尔含量( 由在线分分析仪测量) 计算出加加氢所需的氢氢气的摩尔量量, 再换算算成重量, 进而得出氢氢气 / 进进料流量比值值。因此, 氢气 / 乙炔进料流流量比值控制制又可称为氢氢气 /乙炔炔进料流量变变比值控制。氢炔比控制，要要求根据乙炔炔动恋数泣，及及时调节各床床氢加入量，蔚蔚足规定的氢炔比条件，保证证各床转化率率和产品中乙乙炔合格。四、仪表自控设设计方案 4.1罐体体控制罐体控

41、制工作原原理是: 原料在煅煅烧时由于某某种原因出现现偏差e 时, 控制器便便按设置的控制制温度对偏差差进行运算, 然后再输输出一个控制制量v u到执行行机构以减少偏差, 直到到满足控制要要求为止, 此时控制器器输出u便维持在一定定的值上不再再改变。整个个系统采用闭闭环控制, 能有效的消消除给定值与与被控参数的的偏差, 以及与煅煅 （7）罐罐体单回路控控制烧温度和时间的的跟踪。模块块输出4 20mA 信号, 控制执行行机构动作, 改变煤气气流量, 达到控制制温度的目的的,同时, 为保证燃燃烧的经济性性, 煤气与空空气必须按一一定比例混合, 本系统采采用比值与反反馈控制系统统, 通过控制制煤气空气

42、的的流量, 使温度保保持在一定范范围内。4.2加氢裂化化加热炉的串串级控制（8）加氢裂化化工艺流程简简图 加热炉的主主要作用是把把待加热的物物料加热到规规定的温度后后送出，因此此要求自动控控制系统能快快速、准确地地克服扰动对对加热炉物料料出口温度的的影响。对自自动控制系统统的要求主要要体现在快速速性和准确性性两个方面。而而影响加热炉炉出口物料温温度的因素有有以下几个方方面：燃料的的流量（压力力）、燃料的的质量、物料料的流量，即即负荷、物料料的温度、环环境的温度以以及加热炉的的结构。主要任务是把原原制油或重油加加热到一定温温度，以保证证下一道工序序（分馏或裂裂解）的顺利利进行。加热热炉的工艺流流

43、程图如图22.1所示。燃燃料油经过蒸蒸汽雾化后在在炉膛中燃烧烧，被加热油油料流过炉膛膛四周的排管管中，就被加加热到出口温温度1。在燃料料油管道上装装设一个调节节阀，用它来来控制燃油量量以达到调节节温度1的目的。4.3 （1）主主、副操纵变变量的选择 主主操纵变量：应选择具有有较快动态响响应的操纵变变量 副副操纵变量：应选择较好好静态性能的的操纵变量主、副控制器的的选择 双重控制系系统的主、副副控制器均起起定值控制作作用，为了消消除余差，主主、副调节器器均应选择PPI控制的控控制器，通常常不加微分控控制作用，当当被控对象的的时间常数较较大时，为加加速主对象的响应应，可适当加加入微分。对对于副控制

44、，由由于起缓慢调调节作用，因因此，也可以以选用纯积分分的控制器。（2）主、副控控制器正、反反作用的选择择 先确定控控制阀的气开开、气关形式式，然后根据据动态响应被被控对象的特特性确定主控控制器的正、反反作用形式，最最后根据慢响响应被控对象象的特性确定定副控制器的的正、反作用用方式。（3）双重控制制系统的投运运和参数整定定 与简简单控制系统统投运相同。在在手、自动切切换时，应该该无扰动切换换；投运方式式是先主后副副，即先使快快响应对象切切入自动，然然后再切入慢慢响应控制回回路。 主控控制器参数整整定要求：具具有快的动态态响应。 副控控制器参数整整定以缓慢变变化、不造成成对系统的扰扰动为目标，可可

45、采用宽比例例度和大积分分时间、甚至至可采用纯积积分作用。五、仪表计算和和选型5.1 检测仪仪表（元件）选选型1)工艺过程的的条件工艺过程的温度度、压力、流流量、粘度、腐腐蚀性、毒性性、脉动等因因素是决定仪仪表选型的主主要条件，它它关系到仪表表选用的合理理性、仪表的的使用寿命及及车间的防火火、防爆、保保安等问题。2)操作上的重重要性各检测点的参数数在操作上的的重要性是仪仪表的指示、记记录、积算、报报警、控制、遥遥控等功能选选定依据。一一般来说，对对工艺过程影影响不大，但但需经常监视视的变量，可可选指示型；对需要经常常了解变化趋趋势的重要变变量，应选记记录式；而一一些对工艺过过程影响较大大的，又需

46、随随时监控的变变量，应设控控制；对关系系到物料衡算算和动力消耗耗而要求计量量或经济核算算的变量，宜宜设积算；一些些可能影响生生产或安全的的变量，宜设设报警。3)经济性和统统一性仪表的选型也决决定于投资的的规模，应在在满足工艺和和自控的要求求前提下，进进行必要的经经济核算，取取得适宜的性性能价格比比。为便于仪仪表的维修和和管理，在选选型时也要注注意到仪表的的统一性。尽尽量选用同一一系列、同一一规格型号及及同一生产厂厂家的产品。4)仪表的使用用和供应情况况 选用的仪表应应是较为成熟熟的产品，经经现场使用证证明性能可靠靠的；同时要要注意到选用用的仪表应当当是货源供应应充沛，不会会影响工程的的施工进度

47、。5.2. 检测测仪表（元件件）及控制阀阀选型检测仪表（元件件）及控制阀阀选型的一般般原则如下：（1）工艺过程程的条件 工艺过程的温度度、压力、流流量、粘度、腐腐蚀性、毒性性、脉动等因因素是决定仪仪表选型的主主要条件，它它关系到仪表表选用的合理理性、仪表的的使用寿命及及车间的防火火、防爆、保保安等问题。 （2）操作作上的重要性性 各检测点的参数数在操作上的的重要性是仪仪表的指示、记记录、积算、报报警、控制、遥遥控等功能选选定依据。一一般来说，对对工艺过程影影响不大，但但需监视的变变量，可选指指示型；对需需要经常了解解变化趋势的的重要变量，应应选记录式；而一些对工工艺过程影响响较大的，又又需随时

48、监控控的变量，应应设控制；对对关系到物料料衡算和动力力消耗而要求求计量或经济济核算的变量量，宜设积算算；上些可能影响生生产或安全的的变量，宜设设报警。 （3）经济性和和统一性 仪表的选型也决决定于投资的的规模，应在在满足工艺和和自控的要求求前提下，进进行必要的经经济核算，取取得适宜的性性能/价格比比。为便于仪仪表的维修和和管理，在选选型时也要注注意到仪表的的统一性。尽尽量选用同一一系列、同一一规格型号及及同一生产厂厂家的产品。 （4）仪表的使使用和供应情情况 选用的仪表应是是较为成熟的的产品，经现现场使用证明明性能可靠的的；同时要注注意到选用的的仪表应当是是货源供应充充沛，不会影影响工程的施施

49、工进度。5.3温度仪表表的选型5.31一般般原则（1）单位及标标度（刻度）温度仪表的标度度（刻度）单单位，统一采采用摄氏温度度（）。（2）检出（测测）元件插入入长度 1）插插入长度的选选择应以检出出（测）元件件插至被测介介质温度变化化灵敏具有代代表性的位置置为原则。但但在一般情况况下，为了便便于互换，往往往整个装置置统一选择一一至二挡长度度。 2）在在烟道、炉膛膛及带绝热材材料砌体设备备上安装时，应应按实际需要要选用。（3）检出（测测）元件保护护套材质不应应低于设备或或管道材质。如如定型产品保保护套太薄或或不耐腐蚀（如铠装热电偶），应另加保护套管。（4）安装在易易燃易爆场所所的就地带电电接点的

50、温度度仪表、温度度开关、温度度检出（测）元元件和变送器器等，应选用用防爆型。5.3.2集中中温度仪表的的选型（1）检出（测测）元件 1）根根据温度测量量范围，选用用相应分度号号的热电偶、热热电阻或热敏敏电阻。 2）热热电偶适用于于一般场合。热热电阻适用于于无振动场合合。热敏电阻阻适用于要求求测量反应速速度快的场合合。 3）根根据测量对象象对响应速度度的要求，可可选用下列时时间常数的检检出（测）元元件： 热电电偶：6000s、1000s和20ss三级； 热电电阻：90180s、33090ss、10330s和110s四级； 热敏敏电阻：11s。 4）根根据使用环境境条件，按下下列原则选用用接线盒：

51、 普通通式：条件较较好的场所； 防溅溅式、防水式式：潮湿或露露天的场所； 隔爆爆式：易燃、易易爆的场所； 插座座式：仅适用用于特殊场合合。 5）一一般情况可选选用螺纹连接接方式，对下下列场合应选选用法兰连接接方式： 在设设备、衬里管管道和有色金金属管道上安安装； 结晶晶、结疤、堵堵塞和强腐蚀蚀性介质： 易燃燃、易爆和剧剧毒介质。 6）在在特殊场合下下使用的热电电偶、热电阻阻： 温度度高于8700、氢含量量大于5的的还原性气体体、惰性气体体及真空场合合，选用钨铼铼热电偶或吹吹气热电偶； 设备备、管道外壁壁和转体表面面温度，选用用表面或铠装装热电偶、热热电阻； 含坚坚硬固体颗粒粒介质，选用用耐磨热

52、电偶偶； 在同同一个检出（测测）元件保护护套管中，要要求多点测温温时，选用多多点（支）热热电偶； 为了了节省特殊保保护管材料（如如钽），提高高响应速度或或要求检出（测测）元件弯曲曲安装时，可可选用铠装热电偶偶。（2）变送器 1）与与接受标准信信号显示仪表表配套的测量量或控制系统统，选用变送送器。 2）在在满足设计要要求的情况下下，推荐选用用测量和变送送一体化的变变送器。（3）显示仪表表 1）单单点显示选用用一般指示仪仪，多点显示示宜选用数字字式指示仪，要要求查阅历史史数据的，宜宜选用一般记记录仪。 2）信信号报警系统统，宜选用带带接点讯号输输出的指示仪仪或记录仪。3）多点记录宜宜选用中型记记录

53、仪（如330点记录仪仪）。5.3.3附属属设备的选型型（1）当多点共共用一台显示示仪表时，应应选用质量可可靠的切换开开关。（2）采用热电电偶测量16600以下下的温度，当当冷端温度变变化使测量系系统不能满足足精确度要求求，而配套显显示仪表又无无冷端温度自自动补偿功能能时，应选用用冷端温度自自动补偿器。（3）补偿导线线 1）根根据热电偶的的支数、分度度号和使用环环境条件，应应选用符合要要求的补偿导导线或补偿电电缆。 2）按按使用环境温温度选用不同同级别补偿导导线或补偿电电缆：201100选用用普通级； 4402550选用耐耐热级。 3）有有间断电加热热或强电、磁磁场的场所，应应选用屏蔽补补偿导线

54、或屏屏蔽补偿电缆缆。补偿导线的截面面积，应按其其敷设长度的的往复电阻值值，以及配套套显示仪表、变变送器或计算算机接口允许许输入外部电电阻来确定。5.4 压力仪仪表选型5.4.1 压压力表的选择择(1)按照使用用环境和测量量介质的性质质选择1)在大气腐蚀蚀性较强、粉粉尘较多和易易喷淋液体等等环境恶劣的的场合，宜选选用密闭式全全塑压力表。2)稀硝酸、醋醋酸、氨类及及其它一般腐腐蚀性介质，应应选用耐酸压压力表、氨压压力表或不锈锈钢膜片压力力表。3)稀盐酸、盐盐酸气、重油油类及其类似似的具有强腐腐蚀性、含固固体颗粒、粘粘稠液等介质质，应选用膜膜片压力表或或隔膜压力表表。其膜片或或隔膜的材质质，必须根据

55、据测量介质的的特性选择。4)结晶、结疤疤及高粘度等等介质，应选选用膜片压力力表。5)在机械振动动较强的场合合，应选用耐耐震压力表或或船用压力表表。6)在易燃、易易爆的场合，如如需电接点讯讯号时，应选选用防爆电接接点压力表。(2)精确度等等级的选择 1)一一般测量用的的压力表、膜膜盒压力表和和膜片压力表表，应选用11.5级或22.5级。 2)精精密测量和校校验用压力表表，应选用00.4级、00.25级或或0.16级级。(3)外型尺寸寸的选择1)在管道和设设备上安装的的压力表，公公称直径为100mmm或1500mm。2）在仪表气动动管路及其辅辅助设备上安安装的压力表表，公称直径径为60mmm。3）

56、安装在照度度较低、位置置较高以及示示值不易观测测场合的压力力表，公称直直径为2000mm或250mmm。(4)测量范围围的选择1)测量稳定的的压力时，正正常操作压力力值应在仪表表测量范围上上限值的23133。2)测量脉动压压力(如：泵泵、压缩机和和风机等出口口处压力)时时，正常操作作压力值应在在仪表测量范范围上限值的的12113。3)测量高、中中压力(大于于4MPa)时，正常操操作压力值不不应超过仪表表测量范围上上限值的12。5.4.2 变变送器、传感感器的选择(1)以标准信信号(4220mA)传传输时，应选选用变送器。(2)易燃、易易爆场合，应应选用气动变变送器或防爆爆型电动变送送器。(3)

57、结晶、结结疤、堵塞、粘粘稠及腐蚀性性介质，应选选用法兰式变变送器。与介介质直接接触触的材质，必必须根据介质质的特性选择择。(4)使用环境境较好、测量量精确度和可可靠性要求不不高的场合，可可以选用电阻阻式、电感式式远传压力表表或霍尔压力力变送器。(5)测量微小小压力(小于于500Paa)时，可选选用微差压变变送器。5.5过程分析析仪表的选型型（1）过程分析析仪表的分类类及特性过程分析仪表按按工作原理进进行分类，能能分为热导式式分析仪、光光学式分析仪仪、电化学式式分析仪、热热化学式分析析仪、色谱仪仪、质谱仪等等等。（2）过程分析析仪表的选型型成分分析仪的特特点是专用性性很强，每一一种分析仪的的适用

58、范围都都是有限的。同同一类分析仪仪，即使有相相同的测量范范围，但由于于待测试样的的背景组成不不同，并不一一定都能适用用。因此，在在选用时需考考虑下列原理理。a分析对象的的考虑分析对象是指试试样的类型、待待测组分和背背景组分。试试样有气体、液液体和因体三三类。气体分分析仪品种齐全，在在过程检测中中取得较好的的应用。b分析仪性能能的选择（1）选择性选择性是分析辨辨别试样中待待测组分与背背景组分的能能力。应选用用对试样中待待测组分起响响应，而对背背景组分不敏敏感的分析仪仪表。分析仪仪的选择性主主要取决于仪仪表的测量原原理，此外也也与待测试样样中各组分的的相对浓度、试试样状态有关关。（2）响应时间间分

59、析仪的响应速速度主要决定定于分析原理理，其次是仪仪表的结构。通通常物理式分分析仪响应时时间T90（表表示响应达90%的时间）为为几秒到几十十秒；而电化化学式则是一一至数分钟；对于如色谱谱仪一类周期期性的取样分分析仪，响应应速度取决于于每个分析取取样周期。（3）精确度分析仪的精确度度同仪表的工工作条件、试试样状况、校校验情况等有有关。仪表的的各生产厂家家确定的分析析仪精度，规规定的条件也也不一。因此此在选用时，尚尚需考虑实际际使用条件与与规定条件的的差异带来的的误差。随着在分析仪中中引入微处理理器或计算机机后，使分析析仪的精确度度大大提高，可可高达（00.52.5）%，一一般也能达到到（122.

60、5）%，微微量分析的分分析仪精确度度为（22.5）%，少数的为为10%或或更大。在分析仪性能的的选择时，还还应考虑到仪仪表的灵敏度度、测量范围围等指标。c适应安装现现场的环境要要求在选择分析仪的的结构形式时时，尚需根据据安装现场的的环境要求，考考虑是否采用用防爆、防腐腐、防震及防防磁等结构。例例如，在爆炸炸危险场所，应应选用防爆型型分析仪，或或采取相应的的防爆措施后后，能达到所所要求的防爆爆等级的普通通型分析仪。d其他因素在考虑了以上三三点因素外，还还应从经济上上（性能价格格比）、分析析仪的操作复复杂程度和日日常维护工作作量等方面综综合考虑，选选用适宜的分分析器。六、调节阀和孔孔板节流计算算6