DCS的炼油催化装置自动控制系统的设计
目 录
1 引言 5
2 炼油催化工艺 5
2. 1 反应-再生系统 6
2. 2 分馏系统 6
2. 3 吸收—稳定 7
3 SUPCON JX-300X DCS 系统硬件 7
3.1 JX-300X DCS基本结构 7
4 SUPCON JX-300X DCS 系统软件 12
4.1 SCKey 组态软件 12
4.2 JX-300X 流程图制作软件 13
4.3 JX-300X 报表制作软件 13
4.4 JX-300X 实时监控软件 13
5 炼油催化装置硬件组态 13
5.1 输入输出点的选择 13
5.2 炼油催化装置卡件连接图 14
5.3 控制回路明细表 15
5.4 代号、变量名、仪表代码对应表 16
6 炼油催化裂化的软件组态 17
6.1 总体信息组态 17
6.2 控制站组态 19
6.3 操作站组态 26
7 实时监控 31
7.1 概述 31
7.2 实时监控操作 33
8 DCS技术的今后发展趋向 39
结 论 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
1 引言
起初工业过程控制是通过仪器单元使用原来的分散控制，控制电路是相互独立的，其优点是控制电路故障，不影响其他电路的正常工作。缺点是太多的硬件。由于自动化水平较低,整个系统较难实现控制的最优化。随之集中控制产生，控制的循 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
环操作，控制和显示被它运用计算机整合成一体。硬件花费不高，收集及剖析信息方便，系统容易实现最优控制等是它的长处，弊端是风险集中，破坏会影响整体。正是因为如此，人们着手考虑集中分散控制,集中分散控制系统跟着控制技术、计算机技术、通信技术、图像显示技术的进展而诞生了[7]。
基于微处理器的集散控制系统(distributed control system)是一种分散型综合控制。DCS不仅利用多层分级的布局方式，也将计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及诊断技术等先进技术结合，满足现代化的控制和管理的要求，就当前形势来看，DCS在工业过程控制俨然是主流趋势[2]。
集散控制系统（DCS）随着我国发展而得到广泛使用，很多大中型企业在原有的工艺流程基础上使用DCS改良，先进控制系统也是使用DCS研发出来的，形成的控制回路不但复杂而且具有明显节能效果，以及优化的操作方法和人工智能的控制策略进行了深入的研究，为促进中国化工行业的自动化水平有了进一步提高。
2 炼油催化工艺
经过高温催化剂下原料油和油的混合物存在的提升管反应器，在催化剂的裂化反应再生系统可以不断再生和回收，反应油气在石油和天然气管道进入分馏塔底的“人”下的挡板，和循环浆液逆流接触，清洗油气携带催化剂和减温至分馏分馏塔顶部，由上往下的方向按顺序可以提取塔顶富气、粗汽油、轻柴油、回炼油。加氢装置里的原料是被直接送去罐区的轻柴油。吸收稳定系统里的粗汽油同被气体压缩机压缩过的分馏塔塔顶富气经过吸收和解吸的步骤，从而提取出脱乙烷汽油与干气，随后继续通过稳定塔的操作，在稳定塔的顶部和底部分别获到达到要求的液化气和稳定汽油。发送到罐中稳定的液化气和汽油是在产品精制后去除硫化氢和硫醇处理。下图2.1是工艺流程图。
图2.1 炼油催化工艺流程示意图
2. 1 反应-再生系统
加热后的原料油气化之后在提升管反应器中裂化。在提升管催化剂运输形态是稀相流动，且催化剂和反应器中的反应产物和反应的产品用于蒸汽汽提段汽提，反应后的反应物进行旋风，进入催化剂再生器。通过空气再生器催化剂流动，并烧掉焦炭。催化剂的回收利用是通过旋风分离器分开烟气与催化剂后使之脱离装置。
反应器和再生器共同组成了反应系统。在反应器中的催化剂促使原料油进行裂化，催化剂表面附着焦炭沉积。在再生器中再生是通过烧焦的方式，催化剂再生之后的重新利用是在反应器中进行。
再生器的重要功能是：将催化剂上由于反应产生的积炭烧掉，便于催化剂恢复活性。从主风机回转式空气通过蓄热室的空气供应，而由辅助燃烧室和分配管进入。
反应系统中的水蒸气的影响：
（1）雾化——从立管底部雾化成油雾化，分散，并与催化剂充分接触；
（2）剥离——从沉降器底部剥离部分进入，剥离催化剂颗粒内外的油气，降低焦炭产量与油气损失，达到降低再生器的承载目的。总水蒸汽的量很多部分是由于汽提。
（3）吹扫、松动——反应器、再生器某些地方添加少许水蒸气避免催化剂堆积、堵塞。
2. 2 分馏系统
油气是在反应器中反应后的产物，它从分馏塔的底部进入并且脱热过段，随后分馏段将其分成几种中间产物：塔顶产物是富气和汽油，塔中产物是轻柴油、重柴油与回炼油，塔底产物为油浆。剥离后，轻、重柴油通过传热和冷却方式从设备中提取。
分馏塔具有的特点有:
（1）分馏塔在其底部设置脱过热段，油气通过利用冷却的油浆将其冷却并达到饱和，同时为了防止堵塞塔盘与方便分馏而附着的粉尘洗去。
（2）建立了许多循环回流：塔顶的循环回流前，一到两中回流，回流的油浆。
（3）塔顶回流不采用冷回流却只是选用循环回流。
2. 3 吸收—稳定
吸收塔、再吸收塔、解吸塔与稳定塔是这个系统的重要构成部分。富气是分馏塔顶油气分离器的一部分，并包含部分汽油，而C3和C4溶于汽油。
吸收—稳定系统的功能便是通过吸收与精馏方式，把富气与粗汽油分离为干气（C2），液化气（C3 、C4）及蒸汽压合格的稳定汽油[6]。
3 SUPCON JX-300X DCS 系统硬件
3.1 JX-300X DCS基本结构
工程师站，操作站的网络，控制站和过程控制网络是JX-300 DCS中的主要成分。
3.1.1 工程师站
专门为工程技术人员设置了相应的组态软件与维护系统工具。为满足生产工艺需求而利用系统组态软件组态出相应的应用系统，作用大概包含：生成系统、定义数据结构、操作组态、绘制流程图、编制报表程序等。
3.1.2 操作站
用户能够配置的控制程序有4Mbit，数据区有4Mbit，保证了用户在复杂的控制程序和数据区可以提供足够的存储容量进行设计。
用户程序的存储介质采用大容量的FLASH存储器，控制程序可实现在线更换，功率损耗，可靠保存。
在断电的条件下可以利用内设的后备锂电池保障主控制卡里的SRAM的数据不被丢失。
卡件供电：DC5V，280mA；DC24V,5mA。
Sp211 一体化机笼
Sp243x 主控制卡
吸收解吸塔压力控制 32 PIC04 45 PIC04
1 引言 5
2 炼油催化工艺 5
2. 1 反应-再生系统 6
2. 2 分馏系统 6
2. 3 吸收—稳定 7
3 SUPCON JX-300X DCS 系统硬件 7
3.1 JX-300X DCS基本结构 7
4 SUPCON JX-300X DCS 系统软件 12
4.1 SCKey 组态软件 12
4.2 JX-300X 流程图制作软件 13
4.3 JX-300X 报表制作软件 13
4.4 JX-300X 实时监控软件 13
5 炼油催化装置硬件组态 13
5.1 输入输出点的选择 13
5.2 炼油催化装置卡件连接图 14
5.3 控制回路明细表 15
5.4 代号、变量名、仪表代码对应表 16
6 炼油催化裂化的软件组态 17
6.1 总体信息组态 17
6.2 控制站组态 19
6.3 操作站组态 26
7 实时监控 31
7.1 概述 31
7.2 实时监控操作 33
8 DCS技术的今后发展趋向 39
结 论 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
1 引言
起初工业过程控制是通过仪器单元使用原来的分散控制，控制电路是相互独立的，其优点是控制电路故障，不影响其他电路的正常工作。缺点是太多的硬件。由于自动化水平较低,整个系统较难实现控制的最优化。随之集中控制产生，控制的循 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
环操作，控制和显示被它运用计算机整合成一体。硬件花费不高，收集及剖析信息方便，系统容易实现最优控制等是它的长处，弊端是风险集中，破坏会影响整体。正是因为如此，人们着手考虑集中分散控制,集中分散控制系统跟着控制技术、计算机技术、通信技术、图像显示技术的进展而诞生了[7]。
基于微处理器的集散控制系统(distributed control system)是一种分散型综合控制。DCS不仅利用多层分级的布局方式，也将计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及诊断技术等先进技术结合，满足现代化的控制和管理的要求，就当前形势来看，DCS在工业过程控制俨然是主流趋势[2]。
集散控制系统（DCS）随着我国发展而得到广泛使用，很多大中型企业在原有的工艺流程基础上使用DCS改良，先进控制系统也是使用DCS研发出来的，形成的控制回路不但复杂而且具有明显节能效果，以及优化的操作方法和人工智能的控制策略进行了深入的研究，为促进中国化工行业的自动化水平有了进一步提高。
2 炼油催化工艺
经过高温催化剂下原料油和油的混合物存在的提升管反应器，在催化剂的裂化反应再生系统可以不断再生和回收，反应油气在石油和天然气管道进入分馏塔底的“人”下的挡板，和循环浆液逆流接触，清洗油气携带催化剂和减温至分馏分馏塔顶部，由上往下的方向按顺序可以提取塔顶富气、粗汽油、轻柴油、回炼油。加氢装置里的原料是被直接送去罐区的轻柴油。吸收稳定系统里的粗汽油同被气体压缩机压缩过的分馏塔塔顶富气经过吸收和解吸的步骤，从而提取出脱乙烷汽油与干气，随后继续通过稳定塔的操作，在稳定塔的顶部和底部分别获到达到要求的液化气和稳定汽油。发送到罐中稳定的液化气和汽油是在产品精制后去除硫化氢和硫醇处理。下图2.1是工艺流程图。
图2.1 炼油催化工艺流程示意图
2. 1 反应-再生系统
加热后的原料油气化之后在提升管反应器中裂化。在提升管催化剂运输形态是稀相流动，且催化剂和反应器中的反应产物和反应的产品用于蒸汽汽提段汽提，反应后的反应物进行旋风，进入催化剂再生器。通过空气再生器催化剂流动，并烧掉焦炭。催化剂的回收利用是通过旋风分离器分开烟气与催化剂后使之脱离装置。
反应器和再生器共同组成了反应系统。在反应器中的催化剂促使原料油进行裂化，催化剂表面附着焦炭沉积。在再生器中再生是通过烧焦的方式，催化剂再生之后的重新利用是在反应器中进行。
再生器的重要功能是：将催化剂上由于反应产生的积炭烧掉，便于催化剂恢复活性。从主风机回转式空气通过蓄热室的空气供应，而由辅助燃烧室和分配管进入。
反应系统中的水蒸气的影响：
（1）雾化——从立管底部雾化成油雾化，分散，并与催化剂充分接触；
（2）剥离——从沉降器底部剥离部分进入，剥离催化剂颗粒内外的油气，降低焦炭产量与油气损失，达到降低再生器的承载目的。总水蒸汽的量很多部分是由于汽提。
（3）吹扫、松动——反应器、再生器某些地方添加少许水蒸气避免催化剂堆积、堵塞。
2. 2 分馏系统
油气是在反应器中反应后的产物，它从分馏塔的底部进入并且脱热过段，随后分馏段将其分成几种中间产物：塔顶产物是富气和汽油，塔中产物是轻柴油、重柴油与回炼油，塔底产物为油浆。剥离后，轻、重柴油通过传热和冷却方式从设备中提取。
分馏塔具有的特点有:
（1）分馏塔在其底部设置脱过热段，油气通过利用冷却的油浆将其冷却并达到饱和，同时为了防止堵塞塔盘与方便分馏而附着的粉尘洗去。
（2）建立了许多循环回流：塔顶的循环回流前，一到两中回流，回流的油浆。
（3）塔顶回流不采用冷回流却只是选用循环回流。
2. 3 吸收—稳定
吸收塔、再吸收塔、解吸塔与稳定塔是这个系统的重要构成部分。富气是分馏塔顶油气分离器的一部分，并包含部分汽油，而C3和C4溶于汽油。
吸收—稳定系统的功能便是通过吸收与精馏方式，把富气与粗汽油分离为干气（C2），液化气（C3 、C4）及蒸汽压合格的稳定汽油[6]。
3 SUPCON JX-300X DCS 系统硬件
3.1 JX-300X DCS基本结构
工程师站，操作站的网络，控制站和过程控制网络是JX-300 DCS中的主要成分。
3.1.1 工程师站
专门为工程技术人员设置了相应的组态软件与维护系统工具。为满足生产工艺需求而利用系统组态软件组态出相应的应用系统，作用大概包含：生成系统、定义数据结构、操作组态、绘制流程图、编制报表程序等。
3.1.2 操作站
用户能够配置的控制程序有4Mbit，数据区有4Mbit，保证了用户在复杂的控制程序和数据区可以提供足够的存储容量进行设计。
用户程序的存储介质采用大容量的FLASH存储器，控制程序可实现在线更换，功率损耗，可靠保存。
在断电的条件下可以利用内设的后备锂电池保障主控制卡里的SRAM的数据不被丢失。
卡件供电：DC5V，280mA；DC24V,5mA。
Sp211 一体化机笼
Sp243x 主控制卡
吸收解吸塔压力控制 32 PIC04 45 PIC04
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