HOLLiAS MACS系統(tǒng)在荊門石化40萬噸/年酮苯脫臘裝置中的應用

分類：技術教程日期：2009-07-17 08:22:40 來源：廠商

一、概述

酮苯脫臘裝置工藝流程長，設備數(shù)量、種類繁多,是生產(chǎn)潤滑油的主要裝置。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高品質潤滑油的需求量越來越大。但由于歷史的原因，我國酮苯脫臘生產(chǎn)裝置大都設備陳舊、自動化控制水平落后，潤滑油品質低下，為了滿足市場的高品質要求。就必須對老裝置進行技術改造，提升控制水平和產(chǎn)品質量。

本文以北京和利時公司SmartProDCS系統(tǒng)為例，詳細闡述了在大型石化酮苯脫臘老裝置技改中的儀表控制系統(tǒng)具體實施和應用。

二、工藝流程簡介

　　其工藝過程包括結晶系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、冷凍系統(tǒng)、溶劑回收系統(tǒng)、安全氣系統(tǒng)等五部分。其工藝原理流程示意圖如下：

1、結晶系統(tǒng)

其作用是將原料油和溶劑混合的溶劑冷卻到所需溫度，使蠟從溶液中結晶出來。

　2、過濾系統(tǒng)

　　　其作用是將已冷卻好的溶液通過此系統(tǒng)將油與蠟分開。過濾系統(tǒng)的主要功能是通過過濾石蠟和油進行分離。主要設備是多臺并聯(lián)的過濾機。溫洗溶劑的溫度、時間、周期是影響溫洗效果的主要因素。因有多臺過濾機并聯(lián)，需要打開、關閉一些閥門，故需要時間程序控制。

　3、劑回收系統(tǒng)

　　　其作用是將油與蠟中的溶劑分離出來，包括從蠟、油、水中回收溶劑。目前國內(nèi)多采用加熱爐加熱流程三效蒸發(fā)工藝。

　4、冷凍系統(tǒng)

　　　其作用是制冷曲軸結晶釋放出的熱量。是為原料油、溶劑、安全性（惰性）氣體降溫提供冷量，使含蠟原油中的蠟結晶出來，并達到要求的分離溫度，也使溶劑、惰性氣體分別達到工藝過程要求的溫度（一般都選用氨做制冷劑）。

5、惰性氣系統(tǒng)

　　其作用是為了防暴，在過濾系統(tǒng)以及溶劑罐中用安全氣封閉。

三、系統(tǒng)配置

　　和利時第四代DCS是用一個開放的系統(tǒng)軟件平臺將各種控制系統(tǒng)與管理功能相結合，構成了一個集成開放的綜合性混合管控一體化的控制系統(tǒng)。它分為底層控制（過程控制）、操作優(yōu)化(優(yōu)化操作和生產(chǎn)調度)、上層管理（MES\ERP）3層，在本裝置中，DCS控制系統(tǒng)（SmartPro）配置有4個冗余Profibus-DP總線型的控制站（10#控制站、11#控制站、12#控制站、13#控制站）、8套操作員站（每臺都可以兼做工程師站），操作室與控制室之間相距1000米，通過冗余光纖（100M工業(yè)以態(tài)網(wǎng)）連接，進行遠程控制模式操作。為了便于統(tǒng)一管理和維護， 10#、11#控制站用于輕套生產(chǎn)裝置；12#、13#控制站用于重套和公用工程生產(chǎn)裝置;8個操作員站可選任一操作員站兼作工程師站。由于該裝置設備多、工藝流程長、測控點多，為了保證生產(chǎn)的連續(xù)運行，控制單元，系統(tǒng)電源，操作員站1：1冗余，60％以上的主要控制回路I/O卡件1:1冗余，I/O網(wǎng)絡冷備冗余(FM系列底座全部串聯(lián)，DP重復器并聯(lián)安裝)。

系統(tǒng)具體配置如下：

　　I/O測點清單

酮苯脫臘裝置	測點類型	備注	實際測點	備用測點
	AI（4---20 mA 輸入）		374點	98點
	AO(4---20 mA 輸出)		271點	49點
	RTD(熱阻輸入信號)		38點	10點
	DI（開關量輸入）	干結點	171點	53點
	DO（開關量輸出）	干結點	30點	18點
	TC(熱偶輸入信號)		160點	40點
	PI(脈沖輸入信號)		10點	6點

四、系統(tǒng)網(wǎng)絡結構圖

五、主要控制策略及實施

　1、雙液位選擇控制（冷122/2液位與冷123液位切換控制）

　　在本裝置的氨冷系統(tǒng)中，有-20OC、-42OC的兩種工況要求，冷換123為-20OC工況、冷換122/2為-42OC工況，但冷換123和冷換122/2物料出口十一條管線。在用常規(guī)儀表控制時，必須用兩套各自獨立的控制機構；但在和利時DCS系統(tǒng)中采用雙液位共用一個調節(jié)閥的控制策略，從而既能滿足工藝生產(chǎn)的指標又能降低儀表成本。具體控制原理如下：

2、變頻泵的控制（LIC1121容105液位控制輸出選擇）9套

　　在石化裝置中，泵是物料往返的主要驅動設備，需要連續(xù)運轉。為了降低裝置能耗，在重要的部位選用變頻泵和調節(jié)閥兩套控制方案。開停車時用調節(jié)閥控制物料，而當裝置運行平穩(wěn)后采用變頻控制，在組態(tài)過程中通過軟選擇開關輸出實現(xiàn)。具體控制如下：

3、分程控制（容301液位分程控制）

　　容301的容積不是很大，但工藝要求其液位必須保證穩(wěn)定。為了滿足工藝要求，在容槽進料口分別設計了大口徑的調節(jié)閥和小口徑的調節(jié)閥；當液位粗調時，使用大口徑的調節(jié)閥，細調時使用小口徑的調節(jié)閥。在組態(tài)過程中采用分程控制策略。具體控制原理如下：

4、串級控制（塔214液位與爐201進口流量串級控制）

　　串級控制策略的主要目的是保證主調的穩(wěn)定（主參數(shù)的品質）。在本裝置中，塔214出料要送往爐201去加熱，并且塔214液位要求穩(wěn)定，為此采用串級控制策略。

　　具體控制原理如下：

5、簡單PID回路控制（換101/1入口原料流量控制）

　　本裝置中控制策略大部分采用常規(guī)簡單PID回路控制共257套．

　　舉例如下：

6、程序控制（過濾機溫洗程序控制）

　　在本裝置中，為了減輕過濾崗位操作工人的勞動強度，對裝置的29臺過濾機的194個氣缸閘閥進行了溫洗程序控制。該程序即可手動也可自動，程序分為脫蠟、脫油溫洗。每套程序必須具備關進料閥、放料閥打開、、關放料閥、關溫洗閥、打開進料閥、打開低真空閥、開中真空閥、開高真空閥八個階段，并且分為閥門操作、閥門回訊及報警兩部分，共5套。

程序開始，停止進料，關進料閥（HV2313）,脫油過濾機開始脫蠟餅，轉鼓運行6分鐘后，開始關底部真空閥（HV2323A）, 關中部真空閥（HV2323B）, 關冷洗閥（HV2333）, 開溫洗閥（HV2343）, 開底槽閥（HV2303）,濾機開始溫洗4分鐘后，關溫洗閥（HV2343）, 開冷洗閥（HV2333）, 濾機開始冷洗，冷洗3分鐘后，關底槽閥（HV2303）, 關高部真空閥（HV2323C）, 開進料閥（HV2313）,30秒后開底部真空閥（HV2323A）, 開中部真空閥（HV2323B）, 開高部真空閥（HV2323C）,運行程序時間共計13分鐘。