dcs的石化厂制氢装置的控制系统设计
氢气是一种非常重要的工业原料，也是一种无污染的燃料。随着工业发展，传统的制氢工艺难以满足氢气的需求，。分布式控制系统(Distributed Control System)是一个基于微处理器的分布式控制系统。DCS集成了计算机技术，自动控制技术，网络通讯技术，备份和诊断等先进技术，能够适应现代管理和控制的需求。本设计采用的是催化裂化干气制氢工艺，将制氢工艺与DCS相结合，使用浙大中控的JX-300X组态软件与监控软件。在完成了卡件的选择，输入输出点的设置，回路的设置，流程图的绘制等工作之后，将总貌画面、趋势画面、分组画面、一览画面根据设置的输入信号点以及回路进行组态，编译，最后能使用监控软件完成对制氢工艺过程的监控。关键词 干气制氢，DCS，浙大中控JX-300X
目 录
1 引言 1
2 制氢工艺 1
2.1 催化裂化干气组成及工艺过程简述 1
2.2 催化裂化干气制氢工艺的特点 3
3 SUPCON JX300X DCS 系统硬件 4
3.1 工程师站 4
3.2 操作站 4
3.3 控制站 4
4 SUPCON JX300X DCS 系统软件 6
4.1 SC Key 组态软件6
4.2 JX300X 流程图制作软件 7
4.3 JX300X 报表制作软件 7
4.4 JX300X 实时监控软件 7
5 硬件设计 7
5.1 输入输出点的选择 7
5.2 制氢装置卡件连接图 8
5.3 输入输出点明细表 9
5.4 控制回路明细表 10
5.5 现场仪表的选择11
6 催化裂化干气制氢的软件组态11
6.1 总体信息组态 12
6.2 控制站组态 14
6.3 操作站组态 19
7 实时监控 23
7.1 概述 23
7.2 实时监控操作 24
8 DCS技术的今后发展趋向 31
结论 32
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致谢 33
参考文献34
1 引言
最早的过程控制是装置单元仪表的组合，使用原始分散控制，各控制电路彼此独立，具有故障回路不影响其它回路的正常工作的优点，缺点是设备太多，因此自动化程度小，难以实现对整个系统的优化控制。之后的集中控制，有计算机控制回路的控制和显示功能，具有降低设备成本，易于收集和分析信息的优点，非常容易达到最佳的控制系统，缺点是危险集中，局部故障会影响到整体。总结上述原因，科研人员开始开发集中分散控制，采用了控制技术，通信技术，计算机技术，图像显示技术，由此，研究设计出了分布式控制系统[12]。
分布式控制系统（DCS）是一个基于微处理器的分布式控制系统。DCS集成了计算机技术，自动控制技术，网络通讯技术，备份和诊断等先进技术，并且使用了多层次分级的层次结构，以适应现代管理和控制的需求。如今，集散控制系统成为了生产过程中主要控制系统。
分布式控制系统在我国的化学工业中得到了广泛的应用，许多大中型化工厂使用DCS改进传统生产工艺，一种使用DCS硬件和软件功能来代表复杂的控制回路的控制系统取得了显著的节能效果，然后研究操作方法和人工智能等管理策略，优化发展，让我国化工自动化水平提高到一个新的层次[35]。
2 制氢工艺
这次是采用催化裂化干气制氢的工艺，这个工艺的主要技术是：1、使用低温和良好的活性共存的饱和烯烃，提高了有机硫的转化率，增加了新的催化剂，使反应温度对催化剂活性影响大大减小，从而加强了催化剂对放热反应的承受力; 2、使用了氢化反应器的一个新的可行结构; 3、可以有效地吸收放热反应所释放的大量热能。
2.1 催化裂化干气组成及工艺过程简述
催化裂化干气的成分见表2.1。我国许多石化厂开发了多套PSA装置用于提纯催化裂化干气。但是气体中的氢浓度低，氢的产量有限，难以满足不断增长的氢气的消耗。所以经过技术人员的研究，发现如果可以先将催化干气中的烃类变成氢，那么氢气的产量能够有巨大的提升。所以技术人员在原来提纯催化干气的工艺基础上，研发出了由催化裂化干气制氢的新工艺。这个工艺可以分为五个部分（如图2.1）。
表2.1 催化裂化干气成分表
组分名称
Md%
组分名称
Md%
氢气
24.185
乙烷
13.209
氮气
20.40
乙烯
13.207
水
0.766
丙烷
0.086
二氧化碳
1.319
丙烯
1.808
氧气
0.750
异丁烷
0.064
甲烷
24.205
总硫
＜20ppm
合计
100
图2.1 制氢工艺图
图中的中间三个部分直接确定了氢气的产率和纯度，是整个设备的最关键部分。因此，它们必须严格的控制参数，以确保氢的生产和纯度。该项目将使用浙大中控JX300X控制系统严格控制上述的三个部分，
在原料预处理部分（如图2.2），干气先进入原理气缓冲罐（D211）存储过渡。经过原料气压缩机（K201）的加压至3.5Mpa后，进入原料气预热炉（F201）将干气加热。当加热至260℃时，根据烯烃含量，干气被分成两个部分。一部分进入变温反应器（R201），在催化剂的作用下，进行烯烃饱和反应。此反应会产生大量的热量，因此设置等温气泡（D206），用除氧水带走多余的热量，并生成3.8Mpa的水蒸气。将变温反应器中生成的气体温度控制在290℃左右，通入钴钼加氢反应器（R202），与原料气预热炉（F201）中的另一部分气体进行发生部分气体的烯烃饱反和应以及全部气体的氢解反应。反应结束后，将气体温度控制在360℃左右，通入除氯槽（R203）与除硫槽（R204A/B），将干气中的有机氯转化为氯化氢，有机硫转化为硫化氢。此处除氯槽与除硫槽既可以串联设置也可以并联设置。这样，经过除氯除硫的气体，完成了预处理部分，通往转化部分。
目 录
1 引言 1
2 制氢工艺 1
2.1 催化裂化干气组成及工艺过程简述 1
2.2 催化裂化干气制氢工艺的特点 3
3 SUPCON JX300X DCS 系统硬件 4
3.1 工程师站 4
3.2 操作站 4
3.3 控制站 4
4 SUPCON JX300X DCS 系统软件 6
4.1 SC Key 组态软件6
4.2 JX300X 流程图制作软件 7
4.3 JX300X 报表制作软件 7
4.4 JX300X 实时监控软件 7
5 硬件设计 7
5.1 输入输出点的选择 7
5.2 制氢装置卡件连接图 8
5.3 输入输出点明细表 9
5.4 控制回路明细表 10
5.5 现场仪表的选择11
6 催化裂化干气制氢的软件组态11
6.1 总体信息组态 12
6.2 控制站组态 14
6.3 操作站组态 19
7 实时监控 23
7.1 概述 23
7.2 实时监控操作 24
8 DCS技术的今后发展趋向 31
结论 32
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致谢 33
参考文献34
1 引言
最早的过程控制是装置单元仪表的组合，使用原始分散控制，各控制电路彼此独立，具有故障回路不影响其它回路的正常工作的优点，缺点是设备太多，因此自动化程度小，难以实现对整个系统的优化控制。之后的集中控制，有计算机控制回路的控制和显示功能，具有降低设备成本，易于收集和分析信息的优点，非常容易达到最佳的控制系统，缺点是危险集中，局部故障会影响到整体。总结上述原因，科研人员开始开发集中分散控制，采用了控制技术，通信技术，计算机技术，图像显示技术，由此，研究设计出了分布式控制系统[12]。
分布式控制系统（DCS）是一个基于微处理器的分布式控制系统。DCS集成了计算机技术，自动控制技术，网络通讯技术，备份和诊断等先进技术，并且使用了多层次分级的层次结构，以适应现代管理和控制的需求。如今，集散控制系统成为了生产过程中主要控制系统。
分布式控制系统在我国的化学工业中得到了广泛的应用，许多大中型化工厂使用DCS改进传统生产工艺，一种使用DCS硬件和软件功能来代表复杂的控制回路的控制系统取得了显著的节能效果，然后研究操作方法和人工智能等管理策略，优化发展，让我国化工自动化水平提高到一个新的层次[35]。
2 制氢工艺
这次是采用催化裂化干气制氢的工艺，这个工艺的主要技术是：1、使用低温和良好的活性共存的饱和烯烃，提高了有机硫的转化率，增加了新的催化剂，使反应温度对催化剂活性影响大大减小，从而加强了催化剂对放热反应的承受力; 2、使用了氢化反应器的一个新的可行结构; 3、可以有效地吸收放热反应所释放的大量热能。
2.1 催化裂化干气组成及工艺过程简述
催化裂化干气的成分见表2.1。我国许多石化厂开发了多套PSA装置用于提纯催化裂化干气。但是气体中的氢浓度低，氢的产量有限，难以满足不断增长的氢气的消耗。所以经过技术人员的研究，发现如果可以先将催化干气中的烃类变成氢，那么氢气的产量能够有巨大的提升。所以技术人员在原来提纯催化干气的工艺基础上，研发出了由催化裂化干气制氢的新工艺。这个工艺可以分为五个部分（如图2.1）。
表2.1 催化裂化干气成分表
组分名称
Md%
组分名称
Md%
氢气
24.185
乙烷
13.209
氮气
20.40
乙烯
13.207
水
0.766
丙烷
0.086
二氧化碳
1.319
丙烯
1.808
氧气
0.750
异丁烷
0.064
甲烷
24.205
总硫
＜20ppm
合计
100
图2.1 制氢工艺图
图中的中间三个部分直接确定了氢气的产率和纯度，是整个设备的最关键部分。因此，它们必须严格的控制参数，以确保氢的生产和纯度。该项目将使用浙大中控JX300X控制系统严格控制上述的三个部分，
在原料预处理部分（如图2.2），干气先进入原理气缓冲罐（D211）存储过渡。经过原料气压缩机（K201）的加压至3.5Mpa后，进入原料气预热炉（F201）将干气加热。当加热至260℃时，根据烯烃含量，干气被分成两个部分。一部分进入变温反应器（R201），在催化剂的作用下，进行烯烃饱和反应。此反应会产生大量的热量，因此设置等温气泡（D206），用除氧水带走多余的热量，并生成3.8Mpa的水蒸气。将变温反应器中生成的气体温度控制在290℃左右，通入钴钼加氢反应器（R202），与原料气预热炉（F201）中的另一部分气体进行发生部分气体的烯烃饱反和应以及全部气体的氢解反应。反应结束后，将气体温度控制在360℃左右，通入除氯槽（R203）与除硫槽（R204A/B），将干气中的有机氯转化为氯化氢，有机硫转化为硫化氢。此处除氯槽与除硫槽既可以串联设置也可以并联设置。这样，经过除氯除硫的气体，完成了预处理部分，通往转化部分。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2502.html
