【正文】 以成為業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)，尤其對(duì)煉油 化工這一能源支柱產(chǎn)業(yè)，更是迫在眉睫。 工藝特征 潤滑油型減壓塔為后續(xù)的加工過程提供潤滑油料，它的分餾效果的優(yōu)劣直接影響到其后的加工過程和潤滑油的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對(duì)潤滑型減壓塔的分餾精確度的要求與原油常壓分餾差不多，故它的設(shè)計(jì)計(jì)算也與常壓塔大致相同。有的減壓側(cè)線抽出板采用升氣管式抽出板。減壓塔各點(diǎn)的溫度條件的求定方法按理應(yīng)與常壓塔相同，但是在減壓塔中，內(nèi)回流對(duì)油氣分壓的作用比較難以確定，因此 ，對(duì)減壓塔的溫度條件常按如下經(jīng)驗(yàn)來求定： 側(cè)線溫度 —— 取抽出板上總壓的 30%~50%作為油氣分壓計(jì)算在該分壓下側(cè)線油品的泡點(diǎn)； 塔頂溫度 —— 是不凝氣和水蒸氣離開塔頂?shù)臏囟龋话惚人斞h(huán)回流進(jìn)塔溫度高出 28~40℃； 塔底溫度 —— 通常比汽化段溫度低 5~10℃，也有多達(dá)攝氏十幾度者 [3]。原油中重餾分沸點(diǎn)約 370～ 535176。C 以上 ,而在此溫度下 ,重餾分會(huì)發(fā)生一定程度的裂化。在約 2～ 8kPa 的絕對(duì)壓力下，使在不發(fā)生明顯裂化反應(yīng)的溫度下蒸餾出重組分。C 送入減壓蒸餾塔。前者各餾分的分離精確度要求較高，塔板數(shù) 24～ 26， 后者要求不高，塔板數(shù) 15～ 17[7]。 C 2: 常壓塔 。 C 3, C 5, C 6: 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 5 汽提塔 。 F 2: 減壓塔加熱爐 。在加熱爐中，燃料在爐膛內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫火焰與煙氣，傳熱給爐管內(nèi)流動(dòng)的油品使其達(dá)到工藝需要的溫度，為蒸餾過程提供穩(wěn)定的氣化量和熱量。 塔 C4頂油氣、水蒸氣由揮發(fā)線引出（為了防腐注有氨水），分三路進(jìn)行冷卻，冷凝油水進(jìn)行油水分離，未冷凝油汽經(jīng)過 蒸汽抽空器進(jìn)行冷卻，最后的不凝氣引到爐子燃燒，或向塔 C4頂放空排入大氣。 減壓二線自塔 C4第 17層集油箱餾出，由泵抽出，然后進(jìn)行冷卻至 60 ~ 80℃，作加氫裂化或催化原料，進(jìn)行冷卻前一部分打回塔 C4作減二回流。 減壓三線自塔 C4第 11層 餾出，由泵抽出后，一小部分作減三輕洗油打回塔 C4第 10層，另外大部分減三油 一部分作減三回流打回塔 C4第 16層，另一部分油冷卻至 60 ~ 80℃，作加氫裂化或催化原料出裝置。 減底渣油由泵抽出，經(jīng)換熱后進(jìn)入冷卻器，然后作氧化瀝青，焦化或丙烷脫瀝青原料出裝置。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際情況，采用板式塔。 ①加熱爐煙氣 煙氣中的 so2 與燃料中 硫含量有關(guān)，使用燃料氣及低硫燃制能有效降低so2。 NO2 的排放與燃料中的 N2 含量及燃燒火嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。 ③無組織排放廢氣 一般情況下含硫廢水中硫化氫及氨的氣味較大，輸送這種含硫廢水必須密閉，如有泄漏則毒害嚴(yán)重。減 少措施是控制好塔頂注氨。管線閥門的泄漏率應(yīng)小于 2％ c。 ①電脫鹽排水 制電脫鹽過程所排的廢水，來自原油進(jìn)裝置時(shí)自身攜帶水和溶解原油中無機(jī)鹽所注入的水。由于這部分水與油品直接接觸，溶人的污染物較多，特別是電脫鹽罐油水分離效率不高時(shí)，這部分排水中石油類和 COD 均較高。 篩選好的破乳劑、確定合適用量、提高電脫鹽效率都對(duì)提高油水分離效果有利；用含硫污水汽提后的凈化水回注電脫鹽可減少新鮮水用量，同時(shí)減少凈化水排放的揮發(fā)酚含量；增加油水鑭離時(shí)間，嚴(yán)格控制油水界面 (必要時(shí)設(shè)二次收油設(shè)施 )可減少油含量。這部水是由原油加工過程中的加熱爐注水，常壓塔和減壓塔底注汽產(chǎn)品汽提塔所用蒸汽冷凝水，大氣抽空器冷凝水，塔頂注水，緩蝕劑所含水分等組成。排水中帶隋況與油水分離器中油水分離時(shí)間、界面控制是否穩(wěn)定有關(guān)。 ③機(jī)泵冷卻水機(jī)泵冷卻水由兩部分構(gòu)成，一部分是冷卻泵體用水，全部使用循 K 冷卻后進(jìn)循環(huán)水回水管網(wǎng)循環(huán)使用。一般熱油泵需冷卻水較多，如端面十漏油較多．則冷卻水帶油嚴(yán)重。 ④裝置其他排水 a．油品采樣該裝置有汽油、煤油、柴油等油品采樣口用于采 j 品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。這部分油品會(huì)污染排水。 b．設(shè)備如拆卸油泵、換熱器等，需將設(shè)備內(nèi)的存油放掉進(jìn)入系統(tǒng)。 c．停工掃線 裝置停工需將設(shè)備、管線中的存油用蒸汽吹掃于此階段排放污染物最為嚴(yán)重。 d．地面沖洗原油泵、熱油泵、控制閥等部位所在地面最易遭受污染。 e,裝置廢水排放計(jì)量 各種廢水排出裝置進(jìn)入全廠含油廢水系統(tǒng)之前，要設(shè)置計(jì)量井，并制定排水定額。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 9 3 控制方案 控制方案擬定的基本原則 要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制， 首先要擬訂控制方案?？刂葡到y(tǒng)只能按照預(yù)定的規(guī)律來代替人們的部分操作。 （ 2）控制方案能否達(dá)到預(yù)定的工藝要求，在方案與控制規(guī)律的選擇上必須是合適的。這時(shí)，除了要很好選擇檢測(cè)點(diǎn)和控制手段外，而且 必要時(shí)某些復(fù)雜的控制回路。對(duì)于某些具有危險(xiǎn)性的生產(chǎn)過程，安全上的考慮要放在重要的位置。 （ 4）控制方案的評(píng)價(jià)，要看有無顯著的經(jīng)濟(jì)效果。經(jīng)濟(jì)效果的分析通常包括自動(dòng)化投資、增產(chǎn)的產(chǎn)量和產(chǎn)值、勞動(dòng)力的節(jié)約、成本的降低、自動(dòng)化的總收益與投回收 項(xiàng)目。 2）噴淋、軟化水壓力及溫度變化：噴淋大、壓力高或水溫低，空冷器冷卻 效果增強(qiáng)，真空度上升，反之，真空度下降。 但如果塔頂溫度低，使塔頂負(fù)荷過小， 易產(chǎn)生增壓器倒汽現(xiàn)象，而使整個(gè)操作發(fā)生異常。 塔頂溫 度影響因素 1）塔頂回流量：塔頂回流量過小，會(huì)造成塔頂溫度升高，反之溫度降低。 3）進(jìn)料量及進(jìn)料性質(zhì)：進(jìn)料量增大或性質(zhì)變輕，塔頂負(fù)荷增大，塔頂溫度 高，反之溫度低。 1）減爐進(jìn)料量及性質(zhì)：進(jìn)料量大，減渣油量大；反之，渣油量小。反之，渣油量增多。反之，渣油量增多。 4）測(cè)線量變化：測(cè)線液面正?？刂茣r(shí)，測(cè)線量的變化對(duì)塔底液面影響不大， 但當(dāng)減三、四集油箱滿而溢流時(shí)，測(cè)線量減少，渣油量上升。因此提高減壓塔汽化段真空度，提高 拔出率是其主要控制目標(biāo)。常規(guī)的控制方法是：在各支路上安裝各自的流量變送器和控制閥，而用爐出口總管溫度來調(diào)節(jié)爐用燃料量。這種人為操作顯然無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的均衡控制，往往是各支管流量較均衡，而分支溫度有相當(dāng)大的差異，某一爐管因局部過熱而結(jié)焦的可能性很大。近年來出 現(xiàn)的差動(dòng)式平衡控制、解藕控制以及多變量預(yù)測(cè)控制等方法能夠收取一定的效果。另外，針對(duì)系統(tǒng)的非線性、強(qiáng)耦合特性，模糊控制等智能控制方法也能實(shí)現(xiàn)較好的控制。最簡(jiǎn)單的控制方法就是采用單回路的反饋控制。但該方法沒有考慮燃料量變化的影響，所以出口溫度不容易穩(wěn)定，在一定程度上也會(huì)造成燃料的浪 費(fèi)。這種控制方案也比較簡(jiǎn)單，效果比簡(jiǎn)單控制的效果要好一些，但因?yàn)闆]有考慮原油進(jìn)料量的波動(dòng)，所以出口溫度仍不容易穩(wěn)定，另外沒有考慮空氣量與燃料量之間的配比控制，燃燒也不能達(dá)到較為理想的狀態(tài)，這也是出口總管溫度不容易穩(wěn)定的一個(gè)原因。這種串級(jí)控制利用爐膛溫度的重要信息，有利于克 服某些裝置燃料壓力的波動(dòng)，但反過來對(duì)爐膛溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性要求較高。采用原油進(jìn)料前饋控制后，在原油進(jìn)料流量有變化時(shí)，控制系統(tǒng)能很快使燃料流量發(fā)生相應(yīng)的變化，從而得到補(bǔ)償，使進(jìn)料流量波動(dòng)對(duì)出口溫度的影響較小。實(shí)際 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 13 上，由于系統(tǒng)的大時(shí)延、非線性以及時(shí)變特性， PID 控制很難取得理想的控制效果，采用先進(jìn)控制如目前在工業(yè)過程中 應(yīng)用最廣泛的預(yù)測(cè)控制成為改善控制品質(zhì)的必要手段。由于加熱爐是蒸餾裝置中耗能最大的環(huán)節(jié)，能耗占整個(gè)裝置的 70%以上，因此加熱爐熱效率的提高對(duì)于整個(gè)蒸餾裝置的節(jié)能具有決定性的意義。一般可以采用前饋加反饋的控制方法。 控制任務(wù)概述： 2. 控制爐膛 壓力在規(guī)定的范圍內(nèi) 3. 控制煙氣含氧量在設(shè)定值附近波動(dòng) 其中：保持出口溫度是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量合格；后兩個(gè)控制任務(wù)是為了保證加熱爐的安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行，當(dāng)加熱爐運(yùn)行平穩(wěn)后，也有利于產(chǎn)品質(zhì)量的保證。爐膛壓力過高時(shí)，爐膛向外噴火，不僅使大量有效熱量散失，增加爐子的燃料消耗，而且也易燒壞爐子的鋼結(jié)構(gòu)，降低爐子的使用壽命，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致勞動(dòng)環(huán)境的惡化，危及操作人員的安全；爐壓過低時(shí)，會(huì)吸入大量的冷風(fēng)，漏風(fēng)熱損失和排煙熱損失加大，引風(fēng)機(jī)電耗增加。煙氣含氧量的大小能反映出加熱爐的燃燒情況，含氧量不足時(shí)，燃料燃燒不充分，造成大量的化學(xué)能損失，并且煙氣中含有大量的 CO，對(duì)環(huán)境造成了危害；含氧量過大時(shí)，過?？諝膺^多，煙氣要帶走大量的熱量，造成排煙熱損失，并且空氣中的 N2在高溫下與 O2 發(fā)生化學(xué)反映生成 NOX，也對(duì)環(huán)境造成污染。 加熱爐燃燒控制 加熱爐燃燒控制 的任務(wù)是提高加熱爐的熱效率，以達(dá)到節(jié)能增效的目的。常規(guī)的控制系統(tǒng)中，加熱爐出口溫度、爐膛負(fù)壓、煙氣氧含量等變量是獨(dú)立的、互不關(guān)聯(lián)的，而實(shí)際上各變量之間相互影響。如：反饋調(diào)節(jié)對(duì)象選擇加熱爐的熱效率或煙氣氧含量，執(zhí)行手段采用調(diào)節(jié)控制量；在燃燒控制的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步實(shí)施燃燒優(yōu)化，即采用高級(jí)優(yōu)化策略通過煙氣氧含量或熱效率反饋尋求最佳的過?？諝庀禂?shù)。 控制任務(wù)概述： 2. 控制爐膛壓力在規(guī)定的范圍內(nèi) 3. 控制煙氣含氧量在設(shè)定值附近波動(dòng) 其中：保持出口溫度是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量合格；后兩個(gè)控制任務(wù)是為了保證加熱爐的安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行，當(dāng)加熱爐運(yùn)行平穩(wěn)后，也有利于產(chǎn)品質(zhì)量的保證。爐膛壓力過高時(shí)，爐膛向外噴火，不僅使大量有效熱量散失，增加爐子的燃料消耗，而且也易燒壞爐子的鋼結(jié)構(gòu)，降低爐子的使用壽命，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致勞動(dòng)環(huán)境的惡 化，危及操作人員的安全；爐壓過低時(shí)，會(huì)吸入大量的冷風(fēng)，漏風(fēng)熱損失和排煙熱損失加大，引風(fēng)機(jī)電耗增加。煙氣含氧量的大小能反映出加熱爐的燃燒情況，含氧量不足時(shí)，燃料燃燒不充分，造成大量的化學(xué)能損失，并且煙氣中含有大量的 CO，對(duì)環(huán)境造成了危害；含氧量過大時(shí)，過?？諝膺^多，煙氣要帶走大量的熱量，造成排煙熱損失，并且空氣中的 N2在高溫下與 O2 發(fā)生化學(xué)反映生成 NOX，也對(duì)環(huán) 境造成污染。 爐膛壓力控制方案：爐膛壓力主要與進(jìn)風(fēng)量和引風(fēng)量直接相關(guān)，同時(shí)也受到加熱爐燃燒狀況以及燃料油、燃料氣比例的影響，不同的燃料下，燃燒后的產(chǎn)物會(huì)不同，對(duì)爐膛壓力的影響也就不一樣，但這些影響因素處于次要地位可以不加考慮，采用單變量控制加上送風(fēng)量前饋調(diào)引風(fēng)來進(jìn)行控制，控制圖如圖 。 煙氣含氧量控制方案：煙氣含氧量是標(biāo)志燃燒狀況的重要參數(shù)。與引風(fēng)機(jī)變頻器類似，對(duì)于鼓風(fēng)機(jī)的變頻器的動(dòng)作也有如下限制 ： (1)鼓風(fēng)機(jī)的負(fù)荷不可過大，限制鼓風(fēng)機(jī)變頻器的開度。 圖 煙氣含氧量控制系統(tǒng)框圖 加熱爐的單回路控制方案 加熱爐的最主要控制指標(biāo)往往是工藝介質(zhì)的出口溫度。（ 1～ 2）℃。在這些擾動(dòng)因素中有的是可控的，有的是不可控的。圖 13 為某一燃油加熱爐控制系統(tǒng)示意圖，其主要的控制系統(tǒng)是以爐出口溫度為控制變量、燃料油流量為操縱變量組成的單回路控制系統(tǒng)。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 16 (2)燃料油總壓控制，總壓控制一般調(diào)回油量，如入 P1C控制系統(tǒng)。假如燃料油壓力變化較大時(shí)，單采用霧化蒸汽壓力控制就不能保 證燃料油得到良好的霧化，可以根據(jù)燃料油閥后壓力與霧化蒸汽壓力之差來調(diào)節(jié)霧化蒸汽，還可以采用燃料油閥后壓力與霧化蒸汽壓力比值控制。此外，也可以采用二者流量的比值控制，則能克服上述缺點(diǎn)，但所用儀表多且重油流量測(cè)量困難。當(dāng)燃料油的壓力或熱值有波動(dòng)時(shí)，就會(huì)引起爐出口溫度的顯著變化。因此單回路控制系統(tǒng)僅適用于對(duì)爐出口溫度要求不十分嚴(yán)格；其外來擾動(dòng)緩慢而較小，且不頻繁；爐膛容量較小，即滯后不大。因此單回路控制系統(tǒng)僅適用于對(duì)爐出口溫度要求不十分 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 17 嚴(yán)格；其外來擾動(dòng)緩慢而較小，且不頻繁；爐膛容量較小，即滯后不大