HOLLiAS MACS系统在荆门石化40万吨/年酮苯脱腊装置中的应用

分类：技术教程日期：2009-07-17 08:22:40 来源：厂商

一、概述

酮苯脱腊装置工艺流程长，设备数量、种类繁多,是生产润滑油的主要装置。随着我国经济的快速发展，高品质润滑油的需求量越来越大。但由于历史的原因，我国酮苯脱腊生产装置大都设备陈旧、自动化控制水平落后，润滑油品质低下，为了满足市场的高品质要求。就必须对老装置进行技术改造，提升控制水平和产品质量。

本文以北京和利时公司SmartProDCS系统为例，详细阐述了在大型石化酮苯脱腊老装置技改中的仪表控制系统具体实施和应用。

二、工艺流程简介

　　其工艺过程包括结晶系统、过滤系统、冷冻系统、溶剂回收系统、安全气系统等五部分。其工艺原理流程示意图如下：

1、结晶系统

其作用是将原料油和溶剂混合的溶剂冷却到所需温度，使蜡从溶液中结晶出来。

　2、过滤系统

　　　其作用是将已冷却好的溶液通过此系统将油与蜡分开。过滤系统的主要功能是通过过滤石蜡和油进行分离。主要设备是多台并联的过滤机。温洗溶剂的温度、时间、周期是影响温洗效果的主要因素。因有多台过滤机并联，需要打开、关闭一些阀门，故需要时间程序控制。

　3、剂回收系统

　　　其作用是将油与蜡中的溶剂分离出来，包括从蜡、油、水中回收溶剂。目前国内多采用加热炉加热流程三效蒸发工艺。

　4、冷冻系统

　　　其作用是制冷曲轴结晶释放出的热量。是为原料油、溶剂、安全性（惰性）气体降温提供冷量，使含蜡原油中的蜡结晶出来，并达到要求的分离温度，也使溶剂、惰性气体分别达到工艺过程要求的温度（一般都选用氨做制冷剂）。

5、惰性气系统

　　其作用是为了防暴，在过滤系统以及溶剂罐中用安全气封闭。

三、系统配置

　　和利时第四代DCS是用一个开放的系统软件平台将各种控制系统与管理功能相结合，构成了一个集成开放的综合性混合管控一体化的控制系统。它分为底层控制（过程控制）、操作优化(优化操作和生产调度)、上层管理（MES\ERP）3层，在本装置中，DCS控制系统（SmartPro）配置有4个冗余Profibus-DP总线型的控制站（10#控制站、11#控制站、12#控制站、13#控制站）、8套操作员站（每台都可以兼做工程师站），操作室与控制室之间相距1000米，通过冗余光纤（100M工业以态网）连接，进行远程控制模式操作。为了便于统一管理和维护， 10#、11#控制站用于轻套生产装置；12#、13#控制站用于重套和公用工程生产装置;8个操作员站可选任一操作员站兼作工程师站。由于该装置设备多、工艺流程长、测控点多，为了保证生产的连续运行，控制单元，系统电源，操作员站1：1冗余，60％以上的主要控制回路I/O卡件1:1冗余，I/O网络冷备冗余(FM系列底座全部串联，DP重复器并联安装)。

系统具体配置如下：

　　I/O测点清单

酮苯脱腊装置	测点类型	备注	实际测点	备用测点
	AI（4---20 mA 输入）		374点	98点
	AO(4---20 mA 输出)		271点	49点
	RTD(热阻输入信号)		38点	10点
	DI（开关量输入）	干结点	171点	53点
	DO（开关量输出）	干结点	30点	18点
	TC(热偶输入信号)		160点	40点
	PI(脉冲输入信号)		10点	6点

四、系统网络结构图

五、主要控制策略及实施

　1、双液位选择控制（冷122/2液位与冷123液位切换控制）

　　在本装置的氨冷系统中，有-20OC、-42OC的两种工况要求，冷换123为-20OC工况、冷换122/2为-42OC工况，但冷换123和冷换122/2物料出口十一条管线。在用常规仪表控制时，必须用两套各自独立的控制机构；但在和利时DCS系统中采用双液位共用一个调节阀的控制策略，从而既能满足工艺生产的指标又能降低仪表成本。具体控制原理如下：

2、变频泵的控制（LIC1121容105液位控制输出选择）9套

　　在石化装置中，泵是物料往返的主要驱动设备，需要连续运转。为了降低装置能耗，在重要的部位选用变频泵和调节阀两套控制方案。开停车时用调节阀控制物料，而当装置运行平稳后采用变频控制，在组态过程中通过软选择开关输出实现。具体控制如下：

3、分程控制（容301液位分程控制）

　　容301的容积不是很大，但工艺要求其液位必须保证稳定。为了满足工艺要求，在容槽进料口分别设计了大口径的调节阀和小口径的调节阀；当液位粗调时，使用大口径的调节阀，细调时使用小口径的调节阀。在组态过程中采用分程控制策略。具体控制原理如下：

4、串级控制（塔214液位与炉201进口流量串级控制）

　　串级控制策略的主要目的是保证主调的稳定（主参数的品质）。在本装置中，塔214出料要送往炉201去加热，并且塔214液位要求稳定，为此采用串级控制策略。

　　具体控制原理如下：

5、简单PID回路控制（换101/1入口原料流量控制）

　　本装置中控制策略大部分采用常规简单PID回路控制共257套．

　　举例如下：

6、程序控制（过滤机温洗程序控制）

　　在本装置中，为了减轻过滤岗位操作工人的劳动强度，对装置的29台过滤机的194个气缸闸阀进行了温洗程序控制。该程序即可手动也可自动，程序分为脱蜡、脱油温洗。每套程序必须具备关进料阀、放料阀打开、、关放料阀、关温洗阀、打开进料阀、打开低真空阀、开中真空阀、开高真空阀八个阶段，并且分为阀门操作、阀门回讯及报警两部分，共5套。

程序开始，停止进料，关进料阀（HV2313）,脱油过滤机开始脱蜡饼，转鼓运行6分钟后，开始关底部真空阀（HV2323A）, 关中部真空阀（HV2323B）, 关冷洗阀（HV2333）, 开温洗阀（HV2343）, 开底槽阀（HV2303）,滤机开始温洗4分钟后，关温洗阀（HV2343）, 开冷洗阀（HV2333）, 滤机开始冷洗，冷洗3分钟后，关底槽阀（HV2303）, 关高部真空阀（HV2323C）, 开进料阀（HV2313）,30秒后开底部真空阀（HV2323A）, 开中部真空阀（HV2323B）, 开高部真空阀（HV2323C）,运行程序时间共计13分钟。