(工艺流程)炼油控制工艺流程

1、自控工程设计课程设计目录第1章 炼油控制工艺流程图简介 .11.1工艺生产过程概要.11.2减压塔的主要工艺参数及干扰因素 .21.3减压塔顶部的控制方案 .31.4减压塔顶控制工艺流程图.5第2章标准节流装置的设计计算及辅助计算 .62.1简介.62.2计算数据.7第3章调节阀口径计算.133.1调节阀的选型 .133.2调节阀口径计算.133.3计算实例.14参考资料.17自控工程设计课程设计1第 1 章 炼油控制工艺流程图简介1.1 工艺生产过程概要减压塔是原油蒸馏装置中的一个重要的设备，从常压塔塔底出来的重油经减 压炉加热到395C左右，在减压状态下进行分馏，从而得到不同馏份的产品。减

2、 压塔根据生产任务的不同可分为润滑油型和燃料型二种，无论是哪一种类型的减 压塔，在工艺上侧线产品的质量都是通过侧线温度的控制来实现的。十多年来产生了许多自校正器，都成功地用于实际过程，但对变时延、变阶 次和变参数过程，控制效果不好。因此研制具有鲁棒性的自校正器成为人们关注 的问题。Richalet等提出了大范围预测概念，在此基础上，Clarke等提出了广义预 测自校正器，该算法以CARIMA模型为基础，采用了长时段的性能指标，结合辨 识和自校正机制，具有较强的鲁棒性和模型要求低等特点，并有广泛的适用范围。这个算法可克服广义最小方差(需要试凑控制量的加权系数)、极点配置(对阶的 不确定性十分敏感

3、)等自适应算法中存在的缺点。GPC法可看成是迄今所知的自校正控制方法中最为接近具有鲁棒性的一种。现有的常规控制方案通常是采用减 压塔一中段回流控制24层气相温度。减二、三、四侧线抽出量控制相应的抽出层 温度。由于减压塔塔顶和各个侧线之间存在关联，因此常规的控制方案在出现干 扰时，往往由于调节某一侧线要影响另一侧线， 从而很难达到较好的控制品质。本文针对减压塔各侧线之间的单向关联特点，设计了一个侧线温度多变量解耦预 测控制系统，可克服各侧线之间的耦合作用，从而改善侧线温度的控制性能。减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器或机械真空泵。蒸汽喷射器的结构 简单，使用可靠而无需动力机械，水蒸汽来源充足、

4、安全，因此，得到广泛应用。 而机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中采用。与一般的精馏塔和原油常压精馏塔相比，减压精馏塔有如下几个特点：(1)根据生产任务不同，减压精馏塔分燃料型与润滑油型两种。润滑油型减压塔以生产润滑油料为主，这些 馏分经过进一步加工，制取各种润滑油。燃料型减 压塔主要生产二次加工的原料，如催化裂化或加氢裂化原料。(2)减压精馏塔的塔板数少，压降小，真空度高，塔径大。为了尽量提高拔出 深度而又避免分解，要求减压塔在经济合理的条件下尽可能提高汽化段的真空度。 因此，一方面要在自控工程设计课程设计2塔顶配备强有力的抽真空设备， 同时要减小塔板的压力降。 减 压塔内应

5、采用压降较小的塔板，常用的有舌型塔板、网孔塔板等。(3)缩短渣油在减压塔内的停留时间塔底减压渣油是最重的物料，如果在高温下停留时间过长，则其分解、缩合等反应会进行得比较显著，导致不凝气增加， 使塔的真空度下降，塔底部分结焦，影响塔的正常操作。因此，减压塔底部的直径常常缩小以缩短渣油在塔内的停留时间。1.2 减压塔的主要工艺参数及干扰因素1塔顶温度为了保证减压塔顶温度一定，避免油气损失，在塔顶出管线上装有温度调节 器，以调节塔顶回流油量。了提高轻油收率，塔顶轻质油出装置管线装有流量调 节器。减一线也设有温度调节器，以控制回流油量。减一线出装置管线上，也装 有流量调回流量减少，会使塔顶温度升高，使

6、塔顶产品中重组分含量增加，所以 在正常操作时，一般总希望它保持恒定。2塔侧线温度塔侧线温度决定着侧线产品的组成。一般在塔中段循环回流量一定和塔顶温 度恒定条件下，它就能维持在一定范围内变化。要进一步控制侧线温度，必须调 节侧线返回量，也就是改变内回流量。若侧线馏出量增大，则相应的内回流量就 减小，该侧线温度就要升高，侧线油品就变重。若侧线馏出量减小，贝M乍用相反。3塔顶压力减压精馏塔压力控制通过一定控制手段使精馏塔塔压保持某一低于大气压的 压力范围(或称具有一定真空度)。减压精馏塔的真空度通常由蒸汽喷射泵或电动真 空泵来维持。使用蒸汽喷射泵时，在泵入口管线上吸入一部分空气或惰性气体来 控制真空

7、度；使用电动真空泵时，通常把调节阀安装在真空泵的旁路上；被调量 均为塔内真空度。4进料温度塔底液位高度决定了塔底油在塔底部的停留时间。停留时间长可使塔底油与 过热蒸汽有充分混合的机会，把其中的轻馏分吹上去。因此，塔底油液位要有一 定的高度。但液位过高，就会使重质馏分也被过热蒸汽夹带上去，因而影响了塔 的侧线产品，这对靠近塔底的侧线产品质量影响最为严重；液位过低，会使停留 时间太短，轻质馏分被塔底油带走。塔底液位通常通过对塔底采出量的调节加以自控工程设计课程设计3控制。除上述主要工艺参数对减压塔的操作有明显的影响外，塔的进料流量、和进 料组分也是比较重要的干扰因素。1.3 减压塔顶部的控制方案主

8、要的控制回路(1)减压塔塔顶温度与塔顶回流流量组成串级调节回路;(2)减压塔上部液位控制；(3)水封罐内液位控制；(4)塔顶回流手动控制。F面分别做 介绍:(1)塔顶温度回流控制本设计中用的是出口温度与回流流量的串级控制系统，系统的方框图如下:干扰该串级控制系统的主被控变量是塔顶出口气体的温度，副被控变量是回流管 内液体流量，使用串级控制的目的是控制住控变量温度稳定。这如前面所述，温 度对产品以及产品的纯度有很大的影响，以便于分流部分能够正常进行。在串级 控制系统中干扰可能作用于主回路、畐晒路也可能同时作用与主副回路。(2)减压塔上部液位控制干扰图1-1塔顶温度回流控制系统方框图自控工程设计课

9、程设计4本设计中用的是单回路控制系统，系统的方框图如下:自控工程设计课程设计5图1-2减压塔上部液位控制系统方框图(3)水封罐液位控制自控工程设计课程设计61.4 减压塔顶控制工艺流程图E E自控工程设计课程设计7第 2 章标准节流装置的设计计算及辅助计算2.1 简介由于节流装置具有应用历史悠久、稳定性好、结构简单、安装方便等优点， 被广泛应用于发电、石油、化工、纺织、钢铁等工业部门。同时由于使用和安装 条件不同，节流装置的分类较细；按取压方式分类：分为角接取压法、法兰取压法、径距取压法（见图2）、特殊取压法等。按测量流体分类：a,用于一般测量分， 角接取压标准孔板（包括八槽孔板主要主要用于发

10、电厂，高压透镜垫孔板主要用于 化工厂）、法兰取压标准孔板、径距取压标准孔板、角接取压标准喷嘴（包括八槽喷嘴主要主要用于发电厂，高压透镜垫喷嘴主要用于化工厂）、径距取压长颈喷嘴等；b，用于水平管线测量脏污介质，角接取压圆缺孔板及偏心孔板（均为非标准节流装 置）；c,用于低雷诺数流量，1/4圆喷嘴、双重孔板、锥形入口孔板（均为非标准节 流装置）；d,用于要求压力损失较低的场合，标准文丘利管、标准文丘利喷嘴；e，用于较小管径（管道内径5 mmw D20.2=16362Kg/h计算差压上限由qmCE-2屮厂得P 5313.0208Pa其中C=0.6,=0.5,=1,E1因国产差变的系列值为自控工程设计

11、课程设计91.0,1.6,2.5,4.0,6.0，取P =6000.00 Pa。自控工程设计课程设计10(3)求工况下管道直径D D201Dt 20=0.1和+0.00001116 (55-20)=0.100039D20管道内径(20oC 下实测值)D管道材料热膨胀系数t被测介质温度(4)求雷诺数4qm4 810 20.227132.35333qm最大质量流量1工作状态下粘度求 A=2.132 10327132.353330.1000392 6000 8100.1854693672.初值计算求10.100039 2.13210Red自控工程设计课程设计X211A20.1547638910.66

12、9280328540815= 0.231239264625364令 Xik =。30911561111 (0.410.354)丄P1=0.9822356335求 C12 182 56C10.59590.03121.0.184010.00291.10 / ReDC1=0.6100240298A2X1C10.154763891 0.257939818 0.59880376 10.0004648607精确度判据E1没有达到精度要求，继续求解3.进行迭代计算，设定第2个假定值 X设：G=0.6,=1X10.250.250.0665329491 0.0665329490.5434407171 0.410

13、.35(0.543440717)60001.276 9600000=0.000307367=00019860381.986 10-自控工程设计课程设计12求 C2求20.23123926462530.47465174(2)求 C20.031222.10.1840280.752.510000000.00292C20.59590.0900 0.25394J 0.0337 0.253920.6619138043176632A2X2C20.154763891 0.231239264625364 0.661913804317663 10.001703429644207精确度判据

14、E220.001703429644207A20.1547638910.01100663没有达到精度要求，继续求解4进行迭X3X2X2X122 10.233562932706505Xa20.250.23356293270650520.2521 0.2335629327065050.47690842自控工程设计课程设计130.6625615496319223A2X3C30.154763891 0.233562932706505 0.662561549631922 10.000014072369402精确度判据没有达到精度要求，继续求解5同上法，继续迭代计算：得 X40.383435238140.5

15、983468641C40.60498556754A2X4C40.000000011461331E40.0000000002精确度达到要求。计算结果因此得40.5983468641C40.60498556752.130.18400.750.00292.530.0900 0.25390.0337 0.25390.0000140723694020.154763891.0000909279891490.5959 0.03121000000自控工程设计课程设计14d D0.100039 0.5983468641=0.059858021自控工程设计课程设计1559.8580211 0.0000166 55

16、 2059.82326368得：d2059.82326368确定最小直管段长度11 26D260.1014mm12 7D 70.0273mmd20d1tt 20mm自控工程设计课程设计16第 3 章调节阀口径计算3.1 调节阀的选型调节阀的选择一般应遵循的原则有如下几点。一. 调节阀的结构型式：应能满足介质温度、压力、流动性、流向、调节范围 以及严密性的要求。二. 调节阀的流量特性：应能满足系统特性进行合理的补偿。调节阀的流量特 性是指介质流过阀的相对流量与阀杆相对位移间的关系， 数学表达式如下：Q/Qmax=f(I/L)， 式中Q/Qmax为相对流量，为调节阀在某一开度时流量Q与全 开流量Q

17、max之比；I/L为相对位移，调节阀在某一开度时阀芯位移I与全开位移L之比。选择的总体原则是调节阀的流量特性应与调节对象特性及调节器特性相反， 这样可使调节系统的综合特性接近于线性。选择流量特性通常在工艺系统要求下 进行，但是还要考虑下述实际情况。1、 直线性流量特性适用范围：差压变化小，几乎恒定； 工艺流程的 主要参数的变化呈线性； 系统压力损失大部分分配在调节阀上(改变开度，阀 上差压变化相对较小)：外部干扰小，给定值变化小，可调范围要求小。2、 等百分比特性适用范围： 实际可调范围大； 开度变化，阀上差压变 化相对较大； 管道系统压力损失大； 工艺系统负荷大幅度波动； 调节阀 经常在小开

18、度下运行。3、 除了以上两种常用的流量特性之外，还有抛物线特性和快开特性等其他流 量特性的调节阀。三. 调节阀的口径：应能满足工艺上对流量的要求。根据已知的流体条件，计算出必要的Kv值，选取合适的调节阀口径。3.2 调节阀口径计算一、确定使用条件1、介质名称，性质及主要物化参数自控工程设计课程设知条件：被测介质名称被测介质温度最大流量阀前压力阀后压力最小流量管道内径工作状态下密度工作状态下运动粘度tQmaxP1P2QminDCm3/h减顶油580.936.140.57508202.132pi2、工艺参数（流量、阀前、后压力、温度等）3、 配管情况（型式、阀前、后直径、

19、系统阻力计算、预估压降比S值等）4、自控对象类型、特点，如主调参数及主要干扰因素等5、调节性能要求，如对泄漏量、稳定性等要求。二、 初选阀型1、根据使用条件初选阀型，并决定流向及流量特性2、按初选的阀型找到该产品系列参数，女口DN、PN、Kv等三、Kv值计算公式Kv是国际单位的流量系数。它定义为：温度为5C至40C的水，在压降105Pa下，流过调节阀的每小时立方米。在目前常采用的几种符号中，Cv=1.167C,KvC,除此以外，还有用Cg表示气体，Cs表示蒸汽的流量系数。Kv值的计算公式有很多种，下面介绍的是一种计算简单，涉及的物化参数较 少的计算公式。3.3 计算实例表3-1调节阀口径计算任务书自控工程设计课程设计181.根据已知条件可选单座阀（JP）