專利名稱：常壓蒸餾塔汽相線速補償控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于石油煉制加工常壓蒸餾過程的工藝控制方法。
蒸餾塔汽相線速是指原油被加熱后由輕烴生成的汽相產物在蒸餾塔內向上升騰的速度，是石油煉制過程中的一個重要技術參數(shù)。該參數(shù)是否穩(wěn)定將直接影響蒸餾塔的工作狀況，影響到蒸餾塔輕油收率及餾份切割精度。長期以來至目前，在生產實際中通常需要在設計階段、操作過程中采取各種措施來努力維持這一“不可控”參數(shù)的相對穩(wěn)定。例如，在設計階段需要根據(jù)所加工原油的性質、計劃處理量認真核算，確定合適的塔徑和塔盤開口率，既不能過大，又不能過小。在操作過程中，則要保證原料油的性質與原設計相同或相近；要嚴格控制原油含水率不能有明顯增高；進入生產裝置的原料油流量要保持相對穩(wěn)定；入塔油溫度要相對恒定；各回流量要相對穩(wěn)定。上述諸多條件因素中任一項發(fā)生變化都將使汽相線速這一參數(shù)發(fā)生變化，影響、破壞塔內壓力梯度和溫度梯度，從而影響蒸餾塔的精餾效果。然而，目前眾多煉廠普遍采用的溫度控制手段難以維持兩個梯度都保持相對穩(wěn)定，在很多情況下塔內壓力梯度受到破壞，因而不能保證蒸餾塔的良好工況。
本發(fā)明的目的在于提供一種在石油煉制過程中可以自動控制通常被認為“不可控”參數(shù)的蒸餾塔汽相線速，從而增強蒸餾塔工作穩(wěn)定性、提高常壓收率、保證產品餾出口合格率的常壓蒸餾塔汽相線速補償控制方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。該控制方法乃是在常壓蒸餾塔汽化段(或稱進料段)引入一路過熱蒸汽對汽化段壓力進行補償，并采用一套差壓自動控制儀表測量常壓塔精餾段壓力降，根據(jù)壓力降的變化測取汽相線速度變化量并進行蒸汽補償量自動調節(jié)控制，使蒸餾塔汽相線速在諸多干擾因素變化影響的情況下仍能保持穩(wěn)定，從而穩(wěn)定塔內壓力梯度和溫度梯度，穩(wěn)定各餾出口的露點溫度控制點，保證原油餾份的切割精度，達到增強蒸餾塔工作穩(wěn)定性和提高常壓收率及產品質量的目的。此種控制方法的原理如下當塔盤或填料設置完成之后，現(xiàn)有塔盤或填料的阻力便確定下來，且可認為該阻力是固定不變的。然而，其壓力降卻要隨汽相上升速度高低而發(fā)生變化，即汽相速度高時塔盤或填料壓力降大，反之則小。因而，測得壓力降的大小即可得知當時汽相線速的快慢，據(jù)此可見，如能穩(wěn)定壓力降，便可穩(wěn)定汽相線速。由于常壓塔頂部近乎常壓，為相對恒定值，要想影響或控制精餾段壓降(亦即控制汽相線速)，只有從改變汽化段壓力(或稱塔底體系壓力)入手。本發(fā)明正是在蒸餾塔汽化段適當?shù)匾脒^熱蒸汽，使之補償原油綜合汽化率的的相對變化量，使塔底體系壓力保持穩(wěn)定，從而達到控制汽相線速的目的。該控制方法的實施步驟及要點如下1、塔壁開孔、管路、調節(jié)閥通徑的確定?；谘a償蒸汽引入量與原油加工量成比例的原則，可采用一個簡單適用的計算方法，即以2倍的原油加工量選取調節(jié)閥流量系數(shù)，進而選用合適的調節(jié)閥。例如，一套年加工量為5--7萬噸的小型裝置，按年生產日300天計算，每小時進料量為7--10噸，則可選用額定流量系數(shù)為20、通徑DN40的中溫型單芯調節(jié)閥；若年加工量為100萬噸，則可選用額定流量系數(shù)為200、通徑DN125的調節(jié)閥。如此類推，確定了額定調節(jié)閥的通徑孔就同時確定了管路和塔壁開孔的口徑。在此，應當注意塔壁開孔的相對高度應在原料油入口的水平位置或高于水平位置500mm之內選取，蒸汽管路的終端應引入塔中心，并用彎頭導向使蒸汽向上吹，防止沿水平方向直吹塔壁。
2、差壓變送器測量范圍的選取和儀表量程的確定。盡管由于蒸餾塔塔盤結構形式不同導致塔盤壓降有所差異，差壓變送器的測量范圍一般選取為20KPa均能滿足需要。然后，根據(jù)實測或使用情況在儀表測量范圍內確定實際使用儀表量程即可。
3、配套自動化儀表的選型。
根據(jù)本廠實際使用情況選擇用表，以便與原有儀表型號統(tǒng)一配套，盤面規(guī)整。目前普遍使用的國產DDZ--III型各系列儀表或進口儀表均可滿足使用要求。
4、根據(jù)現(xiàn)有常、減壓蒸餾裝置有無有初餾塔確定采用塔外循環(huán)升溫開工方法或冷油進塔開工方法，在用補償蒸汽給蒸餾塔加熱升溫的同時即可引原油進入裝置，并調整各相關設備正常運轉。a、對于有初餾塔的常、減壓蒸餾裝置可采用塔外循環(huán)升溫開工方法，即在原油循環(huán)升溫期間不進常壓塔，而是通過新增設于原料油入塔閥前至常壓塔底抽出閥后的連通管線構成循環(huán)通路；在原油循環(huán)升溫的同時，常壓塔用補償蒸汽升溫，此時，需打開常壓塔頂放空閥和安裝在塔底抽出閥前用于排出冷凝水的導淋閥；在常壓塔升溫期間要啟動冷卻水泵，調整好各冷卻器水量；塔升溫結束后要按順序關閉塔頂放空閥，打開各側線餾出閥，關閉塔底導淋閥，打開原料入塔閥和塔底抽出閥，關閉塔底連通管線上的連通閥，建立并調整塔底液位保持在40--60％之間，按具體工藝卡片要求調整加熱爐出口溫度并注意爐膛不超溫；因此時換熱器無“熱源”，爐負荷較大，故可適當降低進料量來維持爐出口溫度；各側線見液位后，要調整保持液位在40-60％之間；原油入塔后，對補償蒸汽在塔內此前初步建立的溫度梯度和壓力梯度稍加適當調整，即可正常，達到產品合格；b，對于沒有初餾塔的常、減壓裝置可采用冷油進塔開工方法，即通過塔底連通管線開路循環(huán)升溫給原油罐加溫，罐區(qū)脫水；塔升溫工作完成后，按塔外循環(huán)升溫開工方法一樣，開關相關閥門，引原油入塔，因油溫較低，在建立塔底液位后需保持一段開路循環(huán)狀態(tài)；適當降低原料油流量，調整加熱爐升溫，爐出口溫度達250℃后按60℃/h速度升溫；爐出口溫度達工藝卡片要求后，適時改開路循環(huán)為常底甩重油或開減壓。
5、汽相線速自動調控系統(tǒng)的設置及工作。自動調控系統(tǒng)由差壓變送器、比例、積分、微分三作用顯示調節(jié)器、自動控制調節(jié)閥構成一閉環(huán)調節(jié)回路。其工作過程如下差壓變送器測得蒸餾塔精餾段差壓值，并將其轉換成4--20mm標準電流信號，通過信號導線將該信號送給室內盤裝三作用顯示調節(jié)器的測量端子；調節(jié)器接受該信號后，其比較環(huán)節(jié)即將該信號與人為給定值信號相比較，比較后的差值結果通過放大環(huán)節(jié)放大后，以比例、積分、微分規(guī)律產生一個正向或反向輸出；該輸出值通過信號導線送給作為執(zhí)行機構的調節(jié)閥，使調節(jié)閥根據(jù)該輸出值(命令)做相應的開閥或關閥趨勢動作；如此連續(xù)測量和調控使測量值維持在給定值，保持蒸餾塔工作相對穩(wěn)定。
本發(fā)明提供的常壓蒸餾塔汽相線速補償控制方法構思新穎，應用該方法可以實現(xiàn)蒸餾塔汽相線速的自動控制，增強蒸餾塔工作的穩(wěn)定性，明顯改善餾份切割效果，保證常壓收率和產品質量的穩(wěn)定提高。本方法為常壓塔工作提供了一個效果良好的新的調控手段，應用該技術方法還可簡化常減壓裝置的開工程序，獲得良好的經濟效益。
附圖
為本發(fā)明提供的常壓蒸餾塔汽相線速補償控制方法工藝流程示意圖。
以下結合附圖對本方法的實施作進一步說明。
圖中，各標號所代表的裝置零部件、元器件分列如下1-差壓變送器；21、22--差壓變送器正、負壓取壓閥門；3--常壓塔頂餾出線閥門；4--常壓塔頂放空閥門；5--精餾段塔盤；6--儀表信號導線；7--比例、積分、微分(PID)三作用調節(jié)器；8--儀表測量導壓管；9--補償蒸汽自動控制調節(jié)閥；10--汽提蒸汽手動閥門；11--過熱蒸汽管線；12--彎頭；13--原料油入口；14--原料油入塔閥門；15--轉油線；16--連通閥；17--連通管線；18--常壓塔底導淋閥；19--常壓塔底抽出閥。
圖中標號I、II、III分別為常壓蒸餾塔內的精餾段、汽化段和提餾段。
權利要求
1.一種常壓蒸餾塔汽相線速控制方法，其特征在于，該方法乃是在常壓蒸餾塔汽化段引入一路過熱蒸汽對汽化段壓力進行補償，并采用一套差壓自動控制儀表測量常壓塔精餾段壓力降，根據(jù)壓力降的變化測取汽相線速變化量并進行蒸汽補償量自動調節(jié)控制，使蒸餾塔汽相線速在諸多干擾因素變化影響的情況下仍能維持穩(wěn)定，從而穩(wěn)定塔內壓力梯度和溫度梯度，穩(wěn)定各餾出口的露點溫度控制，保證原油餾份的切割精度，達到增強蒸餾塔工作穩(wěn)定性和提高常壓收率及產品質量的目的；該控制方法的實施步驟及要點如下1)塔壁開孔、管路、調節(jié)閥通徑的確定以2倍的原油加工量選取調節(jié)閥流量系數(shù)，進而選用合適的調節(jié)閥，確定調節(jié)閥的通徑也就同時確定了管路和塔壁開孔的口徑；2)差壓變送器測量范圍的選取和儀表量程的確定差壓變送器測量范圍可選取20KPa，然后根據(jù)實測或使用情況在儀表測量范圍內確定實際使用儀表的量程；3)配套自動化儀表的選型根據(jù)本廠實際使用情況選擇用表，以便與原有儀表型號統(tǒng)一配套，盤面規(guī)整。4)據(jù)現(xiàn)有裝置是否有初餾塔確定常減壓裝置采用塔外循環(huán)升溫開工方法或冷油進塔開工方法，在用補償蒸汽給蒸餾塔加熱、升溫的同時引原油進入裝置，并調整各相關設備正常運轉；a、對于有初餾塔的常、減壓蒸餾裝置可采用塔外循環(huán)升溫開工方法，即在原油循環(huán)升溫期間不進常壓塔，而是通過新增設于原料油入塔閥前至常壓塔底抽出閥后的連通管線構成循環(huán)通路；在原油循環(huán)升溫的同時，常壓塔用補償蒸汽升溫，此時，需打開常壓塔頂放空閥和安裝在塔底抽出閥前用于排出冷凝水的導淋閥；在常壓塔升溫期間要啟動冷卻水泵，調整好各冷卻器水量；塔升溫結束后要按順序關閉塔頂放空閥，打開各側線餾出閥，關閉塔底導淋閥，打開原料入塔閥和塔底抽出閥，關閉塔底連通管線上的連通閥，建立并調整塔底液位保持在40-60％之間，按具體工藝卡片要求調整加熱爐出口溫度并注意爐膛不超溫；因此時換熱器無“熱源”，爐負荷較大，故可適當降低進料量來維持爐出口溫度；各側線見液位后，要調整保持液位在40-60％之間；原油入塔后，對補償蒸汽在塔內此前初步建立的溫度梯度和壓力梯度稍加適當調整，即可正常，達到產品合格；b，對于沒有初餾塔的常、減壓裝置可采用冷油進塔開工方法，即通過塔底連通管線開路循環(huán)升溫給原油罐加溫，罐區(qū)脫水；待塔升溫工作完成后，按塔外循環(huán)升溫開工方法一樣，開關相關閥門，引原油入塔，因油溫較低，在建立塔底液位后需保持一段開路循環(huán)狀態(tài)；適當降低原料油流量，調整加熱爐升溫，爐出口溫度達250℃后按60℃/h速度升溫；爐出口溫度達工藝卡片要求后，適時改開路循環(huán)為常底甩重油或開減壓。5)汽相線速自動調控系統(tǒng)的設置及工作自動調控系統(tǒng)由差壓變送器、比例、積分、微分三作用顯示調節(jié)器、自動控制調節(jié)閥構成一個閉環(huán)調節(jié)回路；差壓變送器將測得的蒸餾塔精餾段差壓值轉換成電流信號并傳送給三作用顯示調節(jié)器，經比較、放大，輸出信號至調節(jié)閥執(zhí)行，做出相應的開、關閥趨勢動作，如此連續(xù)測量和調控，使測量值維持在給定值，保持蒸餾塔工作相對穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于石油煉制加工領域的常壓蒸餾塔汽相線速補償控制方法。該控制方法乃是在常壓蒸餾塔汽化段引入一路過熱蒸汽對汽化段壓力進行補償,并采用一套差壓自動控制儀表測量常壓塔精餾段壓力降,根據(jù)壓力降的變化測取汽相線速變化量,并進行蒸汽補償量自動調控,使蒸餾塔汽相線速在諸多干擾因素變化影響下仍能維持穩(wěn)定,從而穩(wěn)定塔內壓力梯度和溫度梯度,保證原油餾份的切割精度,達到增強蒸餾塔工作穩(wěn)定性和提高常壓收率及產品質量的目的。本發(fā)明為常壓塔工作提供了一個效果良好的新的調控手段,應用該方法還可簡化常減壓裝置的開工程序,獲得良好的經濟效益。
文檔編號B01D3/42GK1346689SQ01128189
公開日2002年5月1日 申請日期2001年9月21日 優(yōu)先權日2001年9月21日
發(fā)明者王升亮 申請人:王升亮