dcs的石化厂加氢装置的控制系统设计
现如今，随着工业化的发展，集散控制系统被广泛运用。加氢装置即是用集散控制系统来监控。加氢是指石油馏分在化学反应中的加工过程，加氢裂化的工业装置可分为两种，为一段法及两段法，此次设计主要是通过对加氢装置的一段法来进行。本次设计采用浙大中控的JX-300X监控软件对加氢装置进行监控，设计主要分为软件组态和硬件组态，历时共两个月。硬件组态主要是完成主机设置、I/O输入设置以及加氢裂化装置的卡件配置；软件组态主要完成加氢装置的控制站和操作站的组态设计。最后用浙大中控的监控软件对装置进行实时监控。关键词 集散控制系统，加氢装置，浙大中控，监控
目 录
1 绪论 1
1.1 选题的背景及其意义 1
1.2 本文主要的研究工作 1
2 加氢裂化工艺 1
2.1 工艺流程 1
2.2 加氢工艺参数变量控制 2
3 浙大中控JX300X集散控制系统 3
3.1 JX300X集散控制系统系统概述 3
3.2 JX300X集散控制系统系统特点 3
3.3 浙大中控JX300X集散控制系统硬件 4
3.4 浙大中控JX300X集散控制系统软件 8
4 加氢裂化装置硬件组态 9
4.1 主机硬件设置 9
4.2 I/O输入 10
4.3 加氢裂化装置卡件配置 12
5 加氢装置的软件组态 14
5.1 总体信息组态 14
5.2 控制站组态 15
5.3 操作站组态设置 20
5.4 组态设计树状图 24
6 实时监控 25
6.1 启动实时监控软件 25
6.2 实时监控软件画面 26
7 现场仪表的选择 32
8 集散控制系统的发展与展望 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
附录1 加氢装置组态设计树状图 37
附录2 加氢装置系统总貌画面 38
附录3 加氢装置工艺流程图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
39
1 绪论
1.1选题的背景及其意义
上学期我与同学通过淮安电化厂的实习，了解到许多关于加氢及石化方面的知识，通过在石化厂的实习，我们知道了如今我国的石化厂正面临一个急需改革的过程，技术方面还是跟不上国外发达国家，很多器材机械都需要从国外引进，技术人员十分欠缺。
目前，我国对重质及含硫原油的需求量非常大，生活工作的方方面面都少不了需要加氢技术的工艺成品，例如一些喷气燃料、柴油、润滑油等清洁油品的需求量就非常大，所以，发展和不断完善加氢技术对我国的石化厂炼油工作起着不可磨灭的作用，石油化工厂需要大量的引入新的技术，需要灌输新鲜的活力，所有从事石油化工方面的技术人员需要了解更多关于加氢裂化技术方面的理论与实际操作知识[1]。
我国的炼油工作者，早在50年代就涉及页岩油及焦煤油加氢裂化技术的开发，为发展近代加氢裂化技术积累了经验。进入60年代中期，我国开发成功了第一代加氢裂化技术，并实现了工业化。改革开放以来，在国内开发技术的同时，我国又从国外先后引进了几套加氢裂化装置，进一步促进了我国加氢裂化技术的发展，三十多年来，我国培养和锻炼了大批专业人才，从而使我国加氢裂化技术在科研、设计、生产等各方面达到了世界先进水平[2~3]。
1.2 本文主要的研究工作
本课题主要是用浙大中控JX300X集散控制系统来设计对石化厂加氢装置进行集散控制系统设计，设计主要有软件部分和硬件部分两大块。硬件部分要有整个系统的硬件组成，卡件组成，I/O接口。软件部分包括系统组态软件设计以及试试监控设计。
2 加氢裂化工艺
2.1 工艺流程
目前的加氢裂化工艺绝大多数都采用固定床反应器，根据原料性质、产品要求和处理量的大小，加氢裂化装置一般按照两种流程操作：一段加氢裂化和两段加氢裂化。除固定床加氢裂化外，还有沸腾床加氢裂化和悬浮床加氢裂化等工艺[4]。
本次设计主要采用一段加氢裂化工艺，如图21所示。
原料油在泵里升压到16.0MPa后与氢混合，它们在换热后进入加热炉进行加热，随后产物再进入反应器进行反应。反应器的温度要维持在370～450℃。当反应产物与原料换热至200℃左右后再冷却至30～40℃后进入高压分离器。分离器顶部分出循环氢，循环氢经压缩机升压后再返回系统循环使用；分离器底部分出生成油，在产物减压至0.5MPa后进入低压分离器，脱除水，一部分溶解成气体。随后生成油加热进入稳定塔蒸出液化气，塔底液体加热至320℃后进入分馏塔，产物得到航空煤油、轻汽油、低凝柴油和塔底油[5]。
图21一段加氢裂化
2.2 加氢工艺参数变量控制
所有以化学反应为基础的工艺过程，它的反应速率、历程及反应方向等主要因素都容易受到干扰。在有关石油加工方面工作的反应式中，通过化学反应以此来改变各种分子大小以及烃和（或）非烃类化合物的结构的工艺过程，都要受到各种反应参数的影响。它们将直接影响到工艺生产的平直，所有的产品，特别是目的产品的分布和收率，将影响到许多产品或者产物的质量问题。或者就是直接改变工业设备的工程消耗以及它的操作成本。
近几十年来，通过前人的大量研究和工业实践，分别在气液流体均匀分布及高效传质传热方面取得不断进展，通过对反应器结构及分配器的改进使得加氢裂化反应器中其物流随轴向流动的分布已达到接近理想的活塞流。
2.2.1 温度控制
加氢裂化反应如果温度增加了，那么此时的反应速率也会随之增加，从而释放出更多的热量，此时如果不尽快调整反应的温度，势必会使反应器床层温度突然升高，随之引起反应的温度突然升高，导致反应温度失控，不尽快处理可能会损坏催化剂及反应器。
2.2.2 压力控制
加氢裂化装置的压力控制都是调节气体的压力。因为气体压力是系统内进出物料不平衡的量度，因而压力控制会改变流量。因为加氢及加氢裂化一系列反应会消耗氢气，而且要控制氢气的压力，因此，为了保证系统氢气压力维持在一定高度以及提供反应所需的氢气，必须要及时补充新鲜的氢气并且放出循环氢气。反应系统的压力控制点在高压分离器。
目 录
1 绪论 1
1.1 选题的背景及其意义 1
1.2 本文主要的研究工作 1
2 加氢裂化工艺 1
2.1 工艺流程 1
2.2 加氢工艺参数变量控制 2
3 浙大中控JX300X集散控制系统 3
3.1 JX300X集散控制系统系统概述 3
3.2 JX300X集散控制系统系统特点 3
3.3 浙大中控JX300X集散控制系统硬件 4
3.4 浙大中控JX300X集散控制系统软件 8
4 加氢裂化装置硬件组态 9
4.1 主机硬件设置 9
4.2 I/O输入 10
4.3 加氢裂化装置卡件配置 12
5 加氢装置的软件组态 14
5.1 总体信息组态 14
5.2 控制站组态 15
5.3 操作站组态设置 20
5.4 组态设计树状图 24
6 实时监控 25
6.1 启动实时监控软件 25
6.2 实时监控软件画面 26
7 现场仪表的选择 32
8 集散控制系统的发展与展望 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
附录1 加氢装置组态设计树状图 37
附录2 加氢装置系统总貌画面 38
附录3 加氢装置工艺流程图 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
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1 绪论
1.1选题的背景及其意义
上学期我与同学通过淮安电化厂的实习，了解到许多关于加氢及石化方面的知识，通过在石化厂的实习，我们知道了如今我国的石化厂正面临一个急需改革的过程，技术方面还是跟不上国外发达国家，很多器材机械都需要从国外引进，技术人员十分欠缺。
目前，我国对重质及含硫原油的需求量非常大，生活工作的方方面面都少不了需要加氢技术的工艺成品，例如一些喷气燃料、柴油、润滑油等清洁油品的需求量就非常大，所以，发展和不断完善加氢技术对我国的石化厂炼油工作起着不可磨灭的作用，石油化工厂需要大量的引入新的技术，需要灌输新鲜的活力，所有从事石油化工方面的技术人员需要了解更多关于加氢裂化技术方面的理论与实际操作知识[1]。
我国的炼油工作者，早在50年代就涉及页岩油及焦煤油加氢裂化技术的开发，为发展近代加氢裂化技术积累了经验。进入60年代中期，我国开发成功了第一代加氢裂化技术，并实现了工业化。改革开放以来，在国内开发技术的同时，我国又从国外先后引进了几套加氢裂化装置，进一步促进了我国加氢裂化技术的发展，三十多年来，我国培养和锻炼了大批专业人才，从而使我国加氢裂化技术在科研、设计、生产等各方面达到了世界先进水平[2~3]。
1.2 本文主要的研究工作
本课题主要是用浙大中控JX300X集散控制系统来设计对石化厂加氢装置进行集散控制系统设计，设计主要有软件部分和硬件部分两大块。硬件部分要有整个系统的硬件组成，卡件组成，I/O接口。软件部分包括系统组态软件设计以及试试监控设计。
2 加氢裂化工艺
2.1 工艺流程
目前的加氢裂化工艺绝大多数都采用固定床反应器，根据原料性质、产品要求和处理量的大小，加氢裂化装置一般按照两种流程操作：一段加氢裂化和两段加氢裂化。除固定床加氢裂化外，还有沸腾床加氢裂化和悬浮床加氢裂化等工艺[4]。
本次设计主要采用一段加氢裂化工艺，如图21所示。
原料油在泵里升压到16.0MPa后与氢混合，它们在换热后进入加热炉进行加热，随后产物再进入反应器进行反应。反应器的温度要维持在370～450℃。当反应产物与原料换热至200℃左右后再冷却至30～40℃后进入高压分离器。分离器顶部分出循环氢，循环氢经压缩机升压后再返回系统循环使用；分离器底部分出生成油，在产物减压至0.5MPa后进入低压分离器，脱除水，一部分溶解成气体。随后生成油加热进入稳定塔蒸出液化气，塔底液体加热至320℃后进入分馏塔，产物得到航空煤油、轻汽油、低凝柴油和塔底油[5]。
图21一段加氢裂化
2.2 加氢工艺参数变量控制
所有以化学反应为基础的工艺过程，它的反应速率、历程及反应方向等主要因素都容易受到干扰。在有关石油加工方面工作的反应式中，通过化学反应以此来改变各种分子大小以及烃和（或）非烃类化合物的结构的工艺过程，都要受到各种反应参数的影响。它们将直接影响到工艺生产的平直，所有的产品，特别是目的产品的分布和收率，将影响到许多产品或者产物的质量问题。或者就是直接改变工业设备的工程消耗以及它的操作成本。
近几十年来，通过前人的大量研究和工业实践，分别在气液流体均匀分布及高效传质传热方面取得不断进展，通过对反应器结构及分配器的改进使得加氢裂化反应器中其物流随轴向流动的分布已达到接近理想的活塞流。
2.2.1 温度控制
加氢裂化反应如果温度增加了，那么此时的反应速率也会随之增加，从而释放出更多的热量，此时如果不尽快调整反应的温度，势必会使反应器床层温度突然升高，随之引起反应的温度突然升高，导致反应温度失控，不尽快处理可能会损坏催化剂及反应器。
2.2.2 压力控制
加氢裂化装置的压力控制都是调节气体的压力。因为气体压力是系统内进出物料不平衡的量度，因而压力控制会改变流量。因为加氢及加氢裂化一系列反应会消耗氢气，而且要控制氢气的压力，因此，为了保证系统氢气压力维持在一定高度以及提供反应所需的氢气，必须要及时补充新鲜的氢气并且放出循环氢气。反应系统的压力控制点在高压分离器。
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