【文章內(nèi)容簡介】 氫反應器操作條件 :溫度 0~40℃ 。壓力 1 6~3 6 MPa。催化劑 0 1%(質(zhì)量分數(shù) )鈀 /氧化鋁。 混合相反應器出口物流冷卻后進入分離塔 ,塔釜富含 C3 組份液體引入 高壓脫丙烷塔頂作為回流液 ,分離塔頂氣相物流經(jīng)蒸汽加熱后進入氣相加氫反應器。任何乙炔選擇加氫催化劑都可用在此種氣相加 氫反應器中 ,目前最普遍使用的是鈀催化劑 ,而且其性能也較好。氣相加氫反應器出口物流通過冷箱 ,用 C3 冷卻劑進行冷卻和部分冷凝后 ,進入分離塔分離成一種氣相物流和一種液相物流。富含乙烯、甲烷和 氫氣等輕組份的氣相從塔頂送往下游的脫甲烷塔和 /或脫乙烷塔及其它進一步分離各組份的分離設備。富含丙烯和丙烷的液體從塔釜引出 ,用泵輸送 ,一部分與分離塔塔釜液合并作為前脫丙烷塔頂回流液 ,另 一部分作為混合相加氫反應器 進料。 3． 6 裂解氣混合相選擇加氫工藝 Cosyns 等 [23]提出裂解氣混合相選擇加氫工藝 (圖 5)。該工藝將裂解氣干燥器出口氣相 (裂解氣 )和液相 (已加氫的裂解汽油 )混合進入列管式混合相加氫反應器 (開車時液相進料改用甲苯 ),反應器出口物流冷卻后送入有 10 塊塔盤的蒸餾塔 ,塔頂氣相物流含有氫氣、甲烷、 C2餾份、 C3 餾份和 C4 餾份 ,送往下游分離裝置 。塔釜液相物流含有 C5~C9 裂解汽油和少量 C4,一部分用泵循環(huán)與氣相裂解氣混合 ,其余作為汽油出售或送往芳烴裝置。 裂解氣混合相選擇 加氫反應條件 :氣相空速 2500h1(標準狀況 )。壓力 20MPa。溫度 40℃ 。液相空速 10 h1(標準狀況 )。催化劑 0 05%(質(zhì)量分數(shù) )鈀 /氧化鋁。 裂解氣混合相選擇加氫反應結果 :C2 餾份中乙炔摩爾分數(shù) 5 106。裂解汽油中順丁烯二酸酐值 3。辛烷值約 98。雙烯烴摩爾分數(shù) 0 3%。烯烴摩爾分數(shù)約10%。運行 2個月的反應結果見表 1。華東理工大學 自動化工程設計報告 工業(yè)上乙炔選擇加氫一般采用絕熱式固定床反應器 ,碳二原料經(jīng)過換熱和預熱 ,反應器入口溫度在 25~100℃ ,當溫度較高時有利于副反應的發(fā)生 ,特別是乙炔直接加氫生成乙烷伴隨著 大量的反應熱生成 ,使物料溫度繼續(xù)升高 ,這樣整個反應過程會進入惡性循環(huán) ,最后催化劑床層有可能會出現(xiàn)飛溫現(xiàn)象。所以碳二加氫反應對催化劑的選擇性要 求很高 ,另外實際操作過程中對工藝參數(shù)的控制也很重要 ,應控制較低的入口溫度和合適的氫氣量 主反應 C2H2+H2C2H4(1) 副反應 C2H4+H2—— C2H6(2) C2H2+2H2—— C2H6(3) 剩余乙炔被加氫至小于 5ppm 以下 在初始反應穩(wěn)定后，反應器入口條件為 溫度 25~34℃ 壓力 物料流量 12020~14000m3/hr 氫氣流量 90~140 m3/hr 華東理工大學 自動化工程設計報告 乙炔濃度 ~% 利用這些數(shù)據(jù)對反應器模擬計算，計算結果如表 從表中模擬計算結果看，反應出口溫度和乙炔濃度計算結果和實際相差不大。由于工業(yè)操作參數(shù)的變化，有時反應器出口溫度和乙炔濃度的相應變化會有一些滯后，所以有個別數(shù)據(jù)偏差較大。一般來說在穩(wěn)定操作條件下，模擬結果能很好地和實際運行結果吻合。 由于初期催化劑活性和選擇性好，與小試得出動力學方程的條件相似。在這種條件下利用動力學方程模擬計算結果與實際相差較小。但是當催化劑運行一段時間后，由于副反 應的增加，加上反應生成的低聚物覆蓋在催化劑表面，此時的反應過程與小試條件相差大，在這種條件下模擬計算結果誤差較大。 為了保證 C2加氫等溫反應器及絕熱反應器的反應效果 , 要求 C2 加氫的進料流量與氫氣的流量按著一定的比值進行調(diào)節(jié) , 氫氣量隨著進料量的變化而變化。氫氣 /進料流量比值要根據(jù)氫氣 /乙炔比計算得出 , 首先根據(jù)進料中炔烴的摩爾含量 ( 由在線分析儀測量 ) 計算出加氫所需的氫氣的摩爾量 , 再換算成重量 , 進而得出氫氣 / 進料流量比值。因此 , 氫氣 / 乙炔進料流量比值控制又可稱為氫氣 /乙炔進料流量變比值控制。 氫炔比控制，要求根據(jù)乙炔動戀數(shù)泣，及時調(diào)節(jié)各床氫加入量，蔚足規(guī)定的華東理工大學 自動化工程設計報告 氫炔比條件，保證各床轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品中乙炔合格。 四、 儀表自控設計方案 罐體控制工作原理是 : 原料在煅燒時由于某種原因出現(xiàn)偏差 e 時 , 控制器便按設置的控制溫度對偏差進行運算 , 然后再輸出一個控制量 v u到執(zhí)行機構以減 少偏差 , 直到滿足控制要求為止 , 此時控制器輸出 u 便維持在一定的值上不再改變。整個系統(tǒng)采用閉環(huán)控制 , 能有效的消除給定值與被控參數(shù)的偏差 , 以及與煅 （ 7）罐體單回路控制 燒溫度和時間的跟蹤。模塊輸出 4~ 20mA 信號 , 控制執(zhí)行機構動作 , 改變煤氣流量 , 達到控制溫度的目的 ,同時 , 為保證燃燒的經(jīng)濟性 , 煤氣與空氣必須按一定比 例混合 , 本系統(tǒng)采用比值與反饋控制系統(tǒng) , 通過控制煤氣空氣的流量 , 使溫度保持在一定范圍內(nèi)。 加氫裂化加熱爐的串級控制 華東理工大學 自動化工程設計報告 （ 8）加氫裂化工藝流程簡圖 加熱爐的主要作用是把待加熱的物料加熱到規(guī)定的溫度后送出，因此要求自動控制系統(tǒng)能快速、準確地克服擾動對加熱爐物料出口溫度的影響。對自動控制系統(tǒng)的要求主要體現(xiàn)在快速性和準確性兩個方面。而影響加熱爐出口物料溫度的因素有以下幾個方面：燃料的流量（壓力）、燃料的質(zhì)量、物料的流量，即負荷、物料的溫度、環(huán)境的溫度以及加熱爐的結構。 主要任務是把原 制 油或重油加熱到一定溫度，以保證下一道工序（分餾或裂解）的順利進行。加熱爐的工藝流程圖如圖 所示。燃料油經(jīng)過蒸汽霧化后在爐膛中燃燒，被加熱油料流過爐膛四周的排管中，就被加熱到 出口溫度 θ1 。在燃料油管道上裝設一個調(diào)節(jié)閥，用它來控制燃油量以達到調(diào)節(jié)溫度 θ1 的目的。 （ 1）主、副操縱變量的選擇 主操縱變量：應選擇具有較快動態(tài)響應的操縱變量 副操縱變量：應選擇較好靜態(tài)性能的操縱變量 主、副控制器的選擇 雙重控制系統(tǒng)的主、副控制器均起定值控制作用，為了消除余差，主、副調(diào)節(jié)器均應選擇 PI 控制的控制器，通常不加微分控制作用，當被控對象的時間常數(shù)較大時，為加速主對象的響應，可適當加入微分。對于副控制，由于起緩慢調(diào)節(jié)作用，因此，也可以選用純 積分的控制器。 （ 2）主、副控制器正、反作用的選擇 先確定控制閥的氣開、氣關形式，然后根據(jù)動態(tài)響應被控對象的特性確定主控制器的正、反作用形式，最后根據(jù)慢響應被控對象的特性確定副控制器的正、反作用方式。 （ 3）雙重控制系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定 與簡單控制系統(tǒng)投運相同。在手、自動切換時，應該無擾動切換；投運方式是先主后副，即先使快響應對象切入自動，然后再切入慢響應控制回路。 主控制器參數(shù)整定要求：具有快的動態(tài)響應。 副控制器參數(shù)整定以緩慢變化、不造成對系統(tǒng)的擾動為目標，可采用寬比例度和大積分時間、甚至可采用純積分作用。 五、 儀表計算和選型 檢測儀表（元件）選型 1)工藝過程的條件 工藝過程的溫度、壓力、流量、粘度、腐蝕性、毒性、脈動等因素是決定儀表選型的主要條件，它關系到儀表選用的合理性、儀表的使用壽命及車間的防火、防爆、保安等問題。 2)操作上的重要性 各檢測點的參數(shù)在操作上的重要性是儀表的指示、記錄、積算、報警、控制、遙控等功能選定依據(jù)。一般來說，對工藝過程影響不大，但需經(jīng)常監(jiān)視的變量，可選指示型；對需要經(jīng)常了解變化趨勢的重要變量，應選記錄式；而一些對工藝華東理工大學 自動化工程設計報告 過程影響較大的，又需隨時監(jiān)控的變量，應設控制；對關系到物料衡算和動力消耗而要求計量或經(jīng)濟核算的變量，宜設積算；一些可能影響生產(chǎn)或安全的變量，宜設報警。 3)經(jīng)濟性和統(tǒng)一性 儀表的選型也決定于投資的規(guī)模，應在滿足工藝和自控的要求前提下，進行必要的經(jīng)濟核算，取得適宜的性能／價格比。為便于儀表的維修和管理，在 選型時也要注意到儀表的統(tǒng)一性。盡量選用同一系列、同一規(guī)格型號及同一生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。 4)儀表的使用和供應情況 選用的儀表應是較為成熟的產(chǎn)品，經(jīng)現(xiàn)場使用證明性能可靠的；同時要注意到選用的儀表應當是貨源供應充沛，不會影響工程的施工進度。 . 檢測儀表（元件）及控制閥選型 檢測儀表（元件）及控制閥選型的一般原則如下： （ 1）工藝過程的條件 工藝過程的溫度、壓力、流量、粘度、腐蝕性、毒性、脈動等因素是決定儀表選型的主要條件，它關系到儀表選用的合理性、儀表的使用壽命及車間的防火、防爆、保安等問題。 （ 2）操作上的重要性 各檢測點的參數(shù)在操作上的重要性是儀表的指示、記錄、積算、報警、控制、遙控等功能選定依據(jù)。一般來說，對工藝過程影響不大，但需監(jiān)視的變量，可選指示型；對需要經(jīng)常了解變化趨勢的重要變量，應選記錄式；而一些對工藝過程影響較大的，又需隨時監(jiān)控的變量，應設控制；對關系到物料衡算和動力消耗而要求計量或經(jīng)濟核算的變量，宜設積算；上些可能影響生產(chǎn)或安全的變量，宜設報警。 （ 3）經(jīng)濟性和統(tǒng)一性 儀表的選型也決定于投資的規(guī)模，應在滿足工藝和自控的要求前提下，進行必要的經(jīng)濟核算，取得適宜的性能 /價格比。為便 于儀表的維修和管理，在選型時也要注意到儀表的統(tǒng)一性。盡量選用同一系列、同一規(guī)格型號及同一生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。 （ 4）儀表的使用和供應情況 選用的儀表應是較為成熟的產(chǎn)品，經(jīng)現(xiàn)場使用證明性能可靠的；同時要注意到選用的儀表應當是貨源供應充沛，不會影響工程的施工進度。 溫度儀表的選型 ． 1 一般原則 （ 1）單位及標度（刻度） 溫度儀表的標度（刻度）單位，統(tǒng)一采用攝氏溫度（℃）。 （ 2）檢出（測）元件插入長度 1）插入長度的選擇應以檢出（測）元件插至被測介質(zhì)溫度變化靈敏具有華東理工大學 自動化工程設計報告 代表性的位置為原則。但在一般情況下，為了便于互換，往往整個裝置統(tǒng)一選擇一至二擋長度。 2）在煙道、爐膛及帶絕熱材料砌體設備上安裝時，應按實際需要選用。 （ 3）檢出（測）元件保護套材質(zhì)不應低于設備或管道材質(zhì)。如定型產(chǎn)品保護套太薄或不耐腐蝕（如鎧裝熱電偶），應另加保護套管。 （ 4）安裝在易燃易爆場所的就地帶電接點的溫度儀表、溫度開關、溫度檢出（測）元件和變送器等，應選用防爆型。 集中溫度儀表的選型 （ 1）檢出（測）元件 1）根據(jù)溫度測量范圍，選用相應分度號的熱電偶、熱電阻或熱敏電阻。 2）熱電偶適用于一般場合。熱電阻適用于無振動場合。熱敏電阻適用于要求測量反應速度快的場合。 3）根據(jù)測量對象對響應速度的要求，可選用下列時間常數(shù)的檢出（測）元件： ①熱電偶： 600s、 100s 和 20s 三級； ②熱電阻： 90～ 180s、 30～ 90s、 10～ 30s 和＜ 10s 四級； ③熱敏電阻：＜ 1s。 4）根據(jù)使用環(huán)境條件，按下列原則選用接線盒： ①普通式：條件較好的場所； ②防濺式、防水式：潮濕或露天的場所； ③隔爆式：易燃、易爆的場所； ④插座式：僅適用于特殊場合。 5）一般情況可選用螺紋連接方式，對下列場合應選用法蘭連接方式： ①在設備、襯