【正文】 on installment control and operation quality, to the refinery product quality, receiving rate as well as the crude oil effective use has the very tremendous influence. This article use singleloop control and cascade control to carry on the control system to design the crude distillation installment by analysis crude distillation craft characteristic. Crude distillation39。 heating furnace。 常減壓裝置將原油用蒸餾的方法分割成為不同沸點(diǎn)范圍的組分，以適應(yīng)產(chǎn)品和下游工藝裝置對(duì)原料的要求。石油按其產(chǎn)地不同，性質(zhì)也有不同程度的差異。 石油的餾分組成 研究原油餾分組成的方法是原油的真沸點(diǎn)蒸餾。在這過(guò)程中就是常壓下原油的餾分。 20xx年，我國(guó)共有單套能力在 5Mt/a 以上的常減壓蒸餾裝置十套，其中中國(guó)石化 7 套，中國(guó)石油 2 套，國(guó)外最大已達(dá)到 。 燃料包括汽油、柴油和噴氣燃料油等發(fā)動(dòng)機(jī)燃料以及燈用煤油、燃料油等我國(guó)的石油燃料約占石油產(chǎn)品的 80%，其中，約 60%為各種發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。 汽油好壞有兩個(gè)主要指標(biāo)：第一個(gè)是汽油的餾程。第二個(gè)重要指標(biāo)是辛烷值，就是人們一般所說(shuō)的汽油的牌號(hào)值。 輕柴油的牌號(hào)按凝點(diǎn)劃分，分為 10 號(hào)輕柴油、 5 號(hào)輕柴油、 0 號(hào)輕柴油、 10號(hào)輕柴油、 20 號(hào)輕柴油、 30 號(hào)輕柴油和 50 號(hào)輕柴油等 7 個(gè)牌號(hào)。 （ 4） 燃料油 燃料油是家用或工業(yè)燃燒器上所用的液體燃料，要求具有良好的霧化性能和底腐蝕性能主要性能指標(biāo)有黏度、低溫性能含硫量及安定性等。在此工序中，通過(guò)加熱、汽化、分餾、冷凝和冷卻等過(guò)程將原油分割成一定沸點(diǎn)范圍的餾分。煉油工業(yè)的主要目的是從原油中提煉出各種燃料、潤(rùn)滑油、化工原料、和其他石油產(chǎn)品（例如，石油焦、瀝青等）。 其主要特點(diǎn)是： 分燃料型和潤(rùn)滑油型兩種； 、板數(shù)少、壓降低、真空度高； [2]； 原油蒸餾的原理 原油蒸餾的原理是根據(jù)組成石油的各種烴類(lèi)等化合物沸點(diǎn)的不同，利用換熱器、加熱爐和分餾塔等設(shè)備，把原油加熱后，在蒸餾塔中進(jìn)行多次部分氣化和部分冷凝，使氣、液兩相進(jìn)行反復(fù)充分的物質(zhì)交換和熱交換，從而達(dá)到將原油分離成不同沸程的汽油、柴油、煤油、潤(rùn)滑油餾分或各種二次加工原料及渣油的加工過(guò)程。常壓蒸餾和減壓蒸餾都屬于精餾過(guò)程。這種蒸餾方式稱(chēng)為簡(jiǎn)單蒸餾或微分蒸餾。 原油蒸餾工藝 流程 簡(jiǎn)述 在原油蒸餾過(guò)程中，精餾塔是最重要的設(shè)備，除此之外，還有原油的預(yù)處理、加熱爐、換熱器和冷凝冷卻器等設(shè)備以及機(jī)原、工藝管線(xiàn)自控儀表等，這些設(shè)備按一定的關(guān)系和次序組成一個(gè)有機(jī)的整體就形成常減壓裝置的工藝流程，工藝流程體現(xiàn)了原油的加工方案。常壓塔一般設(shè)置兩個(gè)中段循環(huán)回流，一是可以使全塔的氣液相負(fù)荷分布更加均勻，二是更合理的利用高溫位的熱源，提高能量利用效果，降低裝置能耗。原油在分餾塔通過(guò)傳熱、傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)分餾作用，最終將原油分離成不同的產(chǎn)品。 （ 2） 常壓塔 常壓塔的作用是在接近常壓狀態(tài)下分離出原油中的部分組分，獲得汽油，煤油和柴油等產(chǎn)品。汽提塔的目的是對(duì)側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品用蒸汽汽提或熱 虹吸的方法，以除去側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品中的低沸點(diǎn)組分，使產(chǎn)品的閃點(diǎn)和餾程符合質(zhì)量要求。 常底油經(jīng)減壓爐加熱到 385℃左右進(jìn)入減壓塔，塔頂接抽真空系統(tǒng)，一般不直接出產(chǎn)品。減壓塔一般設(shè)有多個(gè)回流，即減一中回流、減二中回流和減三中回流及洗滌油回流等 [2]。另外，加熱爐還附有加熱飽和水蒸氣以提供精餾過(guò)程中所需的過(guò)熱水蒸氣的任務(wù)。原油常減壓蒸餾裝置中，一般換熱器約占建設(shè)總投資的 20%，占工藝設(shè)備重量的 40%左右。在直接冷凝中，有大氣冷凝器、混合冷凝器和蒸汽噴射抽空器 ；在間接冷凝中有管殼式冷凝器和蒸汽噴 射抽空器。 蒸餾工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 常壓塔工藝參數(shù)操作指標(biāo) 一．溫度 （ 1） 塔頂溫度 常減壓蒸餾溫度的控制主要是塔頂溫度、側(cè)線(xiàn)抽出溫度和進(jìn)料溫度。操作中通過(guò)調(diào)節(jié)塔頂溫度控制其餾程范圍，在操作壓力條件下，提高頂溫，干點(diǎn)降低，塔頂產(chǎn)品收率降低。在進(jìn) 料量和溫度一定的情況下，側(cè)線(xiàn)抽出溫度的高低與側(cè)線(xiàn)抽出量的大小有關(guān)，增大側(cè)線(xiàn)抽出量，抽出溫度升高，減小抽出量側(cè)線(xiàn)溫度降低。 350℃前餾分含量，提高輕油產(chǎn)率，常壓塔閃蒸段壓力與汽提蒸汽量保持不變時(shí) ，汽化段提高 4℃，常壓塔汽化率可以增加 1%。進(jìn)料段溫度 [3]和進(jìn)料線(xiàn)溫度有一個(gè)溫降，它是由進(jìn)料在進(jìn)料 段進(jìn)一步汽化和與塔內(nèi)過(guò)汽化油換熱共同引起的。 二．壓力 常壓塔的壓力一般是通過(guò)塔底回流罐氣相通大氣取得平衡。塔頂壓力低，可以使汽化段保持低較油氣分壓，有利于拔出率的提高，當(dāng)氣化段溫度和汽提蒸汽量不變時(shí)，汽化段壓力降低 ,可以使汽化率提高 1%。塔頂壓力是控制產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)，操作中要密切注意塔壓的變化。回流操作不僅改變塔內(nèi)氣液負(fù)荷，影響每一塊塔板的分餾效果，同時(shí)也改變了塔內(nèi)氣液負(fù)荷，影響每一塊塔板的分餾效果，同時(shí)也改變了塔的熱平衡和塔內(nèi)和塔熱量分布。因?yàn)橐何坏目刂婆c進(jìn)出裝置各物流量密切相關(guān)，實(shí)際操作中，要么以進(jìn)料量大小調(diào)節(jié)液位的高低，要么液位的高低，要么以液位的高低控制出裝置的物流流量，液位和流量的穩(wěn)定是裝置平穩(wěn)操作的關(guān)鍵。 加熱爐 工藝參數(shù)操作指標(biāo) 一 ． 溫度 加熱爐是利用燃料在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量，將爐內(nèi)爐管中通過(guò)的物料加熱至下游工藝過(guò)程所需的溫度，很好的滿(mǎn)足下游工藝過(guò)程對(duì)工藝介質(zhì)溫度的要求。 16 包括： 有爐膛壓力、燃料氣壓力和霧化蒸汽壓力。 分餾塔控制 方案設(shè)計(jì) 分餾塔的控制方案設(shè)計(jì)要保證分餾塔的能夠安全、平穩(wěn)的運(yùn)行。氣液 相平衡是指氣液兩相不同狀態(tài)的混合物，存在一個(gè)系統(tǒng)中，在兩相間進(jìn)行物 17 質(zhì)傳遞，最終系統(tǒng)的溫度、壓力保持恒定，各相的組成保持不變。熱量平衡是物料平衡和氣液相平衡得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，反過(guò)來(lái)又依附于他們。 為克服回流方面的干擾，確保塔頂溫度穩(wěn)定，通常 采用塔頂溫度回流流量串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 。頂回流量的溫度早 40℃左右，回流罐壓力在 ～，塔頂溫度為 85～ 120℃。所以，常壓塔頂?shù)膲毫Σ辉O(shè)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 （ 4） 常壓塔側(cè)線(xiàn)抽出流量控制 常壓塔側(cè)線(xiàn)引出噴氣燃料和輕重柴油等餾分，對(duì)側(cè)線(xiàn)汽提塔的液位汽提塔塔底餾出量分別采用單回路定值控制。增大側(cè)線(xiàn)抽出量，抽出溫度升高，減小抽出量， 側(cè)線(xiàn)溫度降低。 圖 常壓塔側(cè)線(xiàn)抽出流量控制 （ 5） 回流控制 中段回流的控制一般傾向于大流率小溫差。 圖 常壓塔中段回流取熱控制 （ 6） 常壓塔底液位與液位控制 圖 常壓塔底液位與流量的串級(jí)控制 常壓塔塔底產(chǎn)物為常壓重油。塔底 液位做主變量可以使塔底儲(chǔ)存的油與蒸汽能有充分的接觸，確保停留時(shí)間，有利于輕餾分的吹出。如圖 所示 對(duì)常壓塔控制影響的量還有很多，在這里我們只對(duì)起主要作用的量進(jìn)行了控制。 （ 2）進(jìn)料量 對(duì)于常壓爐的進(jìn)料 （ 原料油 ） 采用單回路流程控制，這樣可以保持進(jìn)料量穩(wěn)定 。 22 爐膛負(fù)壓是指內(nèi)壓力與爐外同標(biāo)高處大氣壓力之差。 燃料壓力也 是加熱爐日常操作中的一個(gè)重要工藝指標(biāo)，我們通過(guò)燃料壓力與爐出口溫度串級(jí)控制。在油田，原油經(jīng)過(guò)脫水和穩(wěn)定，可以把大部分水及水中的鹽脫除，但仍有部分水不能脫除，因?yàn)檫@些水是以乳化狀態(tài)存入原油中。 電脫鹽的原理 原油中的鹽大部分溶于所含水中，故脫鹽脫水是同時(shí)進(jìn)行的。 原油電化學(xué)脫鹽過(guò)程一般要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：一是向原油中注水，目的是稀釋和洗滌原油中的鹽分 。經(jīng)國(guó)外煉油廠多年實(shí)踐，摸索并形成了一整套包括原油脫鹽、注堿、注氨（或胺）、注水和注緩蝕劑的工藝防腐措施，即所謂的“一脫 四注”措施。 （ 3） 選擇表面涂層技術(shù) 26 （ 4） 操作條件的優(yōu)化 [9] 蒸餾裝置節(jié)能措施 ，減少工藝總用能 ； （ 1）優(yōu)化塔的設(shè)計(jì)，減少分離用能 （ 2）采用新 的節(jié)能型工藝流程 （ 3）減少工藝用汽 ，提高熱量回收率 ； （ 1）優(yōu)化塔的取熱比例 （ 2）實(shí)施裝置熱聯(lián)合 （ 3）優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，提高原油換熱終溫 ； （ 1）提高加熱爐效率 （ 2）采用高效換熱器，提高換熱效率 （ 3）采用變頻電機(jī)，降低電能損耗 [6] 27 第 4 章 蒸餾裝置控制系統(tǒng)在組態(tài)軟件中的實(shí)現(xiàn)及設(shè)備選型 組態(tài)軟件介紹 從工業(yè)自動(dòng)化控制角度 來(lái)看， 一般將監(jiān)控軟件稱(chēng)為工業(yè)組態(tài)軟件或組態(tài)控制軟件。 設(shè)立“設(shè)備工具箱”，針對(duì)外部設(shè)備的特征，用戶(hù)從中選擇某種“構(gòu)件”，設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi)，賦予相關(guān)的屬性，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制。用變化大小、改變顏色、明暗閃爍、移動(dòng)翻轉(zhuǎn)等多種手段，增強(qiáng)畫(huà)面的動(dòng)態(tài)顯示效果。如： 28 實(shí)時(shí)曲線(xiàn)構(gòu)件、歷史曲線(xiàn)構(gòu)件、報(bào)警顯示構(gòu)件、自由表格構(gòu)件等。隨著工作的積累，對(duì)象元件庫(kù)將日益擴(kuò)大和豐富 ，組態(tài)工作將會(huì)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單方便。 圖 組態(tài)軟件的整體結(jié)構(gòu) 組態(tài)工程的五大部分 組態(tài)軟件所建立的工程由 運(yùn)行策略、 主控窗口、設(shè)備窗口、用戶(hù)窗口 和 實(shí)時(shí) 29 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行策略五部分構(gòu)成 [9]，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。在主控窗口中可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶(hù)窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開(kāi)或關(guān)閉。 用戶(hù)窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線(xiàn)圖表等。當(dāng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中測(cè)控對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒆兓臄?shù)據(jù)采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的變量中，該變量是與動(dòng)畫(huà)屬性相關(guān)的變量，數(shù)值的變化，使圖形的狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的變化（如大小變化）。 在儀表選用 原則 ： 在側(cè)穩(wěn)定壓力時(shí)，最大量程應(yīng)選擇接近而又大于正常值的 倍。 精度的選擇要以經(jīng)濟(jì)，實(shí)用為原則。 （ 4）帶粉塵氣體的測(cè)量需裝置除塵器。 （ 2）遠(yuǎn)距離指示，需要遠(yuǎn)距離指示就地也要有指示的用遠(yuǎn)傳壓力表，不必要就地指示的可用壓力變送器。 我們選用， 型號(hào)： PDS403H，由 重 慶川儀自動(dòng)化股份有限 公司生產(chǎn)。 （ 2）連續(xù)、開(kāi)關(guān) ， 一般儀表的輸出為連續(xù)量，而開(kāi)關(guān)量可用于簡(jiǎn)單的二位式控制或設(shè)備保 護(hù)，要求可靠性良好。 流量?jī)x表常由于安裝不當(dāng)無(wú)法正常工作，如方向裝反、流速分布不理想，引壓管中出現(xiàn)兩項(xiàng)等。 （ 1）高溫 ， 流量?jī)x表的檢測(cè)部分無(wú)法避開(kāi)，則應(yīng)是變速器部分遠(yuǎn)離高溫區(qū)。 （ 5）防爆易燃 ， 選防爆型儀表。 （ 4）運(yùn)行費(fèi) ， 流量?jī)x表一般均有永久損失，因此會(huì)帶來(lái)額外的運(yùn)行費(fèi)，特別是管徑較大時(shí)，七年運(yùn)行費(fèi)可能數(shù)倍于購(gòu)置費(fèi)。 各種物位檢測(cè)儀表都有其特點(diǎn)和使用范圍，有些可以檢測(cè)液位，有些可以檢測(cè)料位。在料位檢測(cè)中可以采用電容式、超聲式、射線(xiàn)式等測(cè)量方法。 38 溫度測(cè)量?jī)x表選用 在溫度測(cè)量?jī)x表選型時(shí)，一般應(yīng)從以下考慮： （ 1） 工藝角度 為了滿(mǎn)足工藝過(guò)程對(duì)溫度測(cè)量的要求，在選型時(shí)應(yīng)主要考慮溫度測(cè)量范圍，測(cè)量準(zhǔn)確度要求，操作條件、測(cè)量對(duì)象條件、工藝介質(zhì)、場(chǎng)所條件、維護(hù)方便、可靠性高等內(nèi)容。 C； （ 5） 熱電偶形式的選擇 一般指示用但是熱電偶。 調(diào)節(jié)閥的選用 調(diào)節(jié)閥是由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥組成。 （ 4） 根據(jù)閥桿受力大小，選擇足夠推力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 儀表清單及概算 在常壓蒸餾部分控制所用儀表的名稱(chēng)、生產(chǎn)廠商、型號(hào)和價(jià)格列于表 。通過(guò)近幾年針對(duì)性的科學(xué)研究和技術(shù)改造，原油蒸餾技術(shù)較以前有了很大的進(jìn)展。經(jīng) 統(tǒng)計(jì)，用大慶油生產(chǎn)潤(rùn)滑油的十二套裝置中，減壓爐 出口溫度在 385～ 400℃之問(wèn)，此溫度每升高 1O℃，減壓拔出率可提高 5％以上，但過(guò)高又影響真空度 和引起重組分裂解，要綜合考慮多方面的影響，爐溫的優(yōu)選應(yīng)服從工藝 42 要求。 （ 1）入塔溫度 入 減壓塔的油溫對(duì)拔出率及產(chǎn)品質(zhì)量影響很 大，所以選擇合適的減壓爐出口溫度極為重要。用于強(qiáng)化原油蒸餾的活性劑有：芳烴濃縮 物，如潤(rùn)滑油選擇精制抽出物等富含芳烴的組分；表面活性物質(zhì)，如 c— c加高級(jí)脂肪醇、合成脂肪醇原油蒸餾裝置是煉廠中的用能大戶(hù)，節(jié)能工作 極為重要。提高換熱終溫，節(jié)省燃料是節(jié)能的重點(diǎn)，由于初餾塔進(jìn)料溫度和餾出量直接影響換熱終溫，也影響后部的物料平穩(wěn)，因此，合理選擇初餾塔進(jìn)料溫度和餾出量是很重要的，減少重復(fù) 復(fù)性的汽化、冷凝，可使換熱終溫普遍保持在 290～ 310℃。據(jù)測(cè)定，過(guò)汽化率每降低 1％，加工每噸原油能耗可下降 ，推 薦值為 1％。通過(guò)改進(jìn)吹灰器，減少加熱爐的排煙溫度提高量，保證最低溫度下排出。 常 壓 蒸 餾 常用來(lái)表示 煉 油 廠 的加工能力 ，所以對(duì)它 的設(shè)計(jì)是十分必要的，常壓蒸餾控制設(shè)計(jì)十分的嚴(yán)格，本文采用常規(guī)