催化裂化装置自动控制解决方案

催化裂化装置自动控制解决方案

一、前言

中控WebField系列控制系统在炼油、石化的典型装置上得到了广泛应用，在国内炼油和石化行业市场占有率一直居于领先地位，是国内唯一的与中石化建立了MES建设战略合作伙伴关系的DCS厂家。

中控在石化行业有着完善的装置解决方案，丰富的工程实施经验。目前WebField系列控制系统已在诸如常减压蒸馏、催化裂化、加氢精制、延迟焦化、溶剂脱沥青、气体分离、各类制氢、硫磺回收、PVC、苯酐、苯胺、环己酮等炼油及石化行业的各个主流装置得到广泛应用，包括中石化、中石油所属的镇海炼化、扬子石化、茂名石化、齐鲁石化、大庆石化等大中型石化企业中均已采用中控提供的控制系统和解决方案实现了对炼油及石化生产过程的控制。目前，中控WebField系列控制系统在催化裂化装置都有成功应用的工程案例。

二、工艺流程简介

催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的，是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350~ 540℃馏分的重质油，催化裂化装置分为三个主要部分：反应再生部分、分馏部分和吸收稳定部分，催化裂化所得的产物经分馏后可得到气相油品、汽油、柴油和重质馏份油，见图1所示。

干气气态烃液化气汽油轻柴油重柴油

油浆

图1 催化裂化装置的工艺流程图

三、催化裂化装置控制策略

3.1 控制方案

在炼油厂，催化裂化装置是工艺复杂、操作难度大的装置之一。世界上许多国家都把催化裂化工艺作为原油深加工和提高炼厂经济效益的重要手段。因此，工艺、设备、控制等方面有较小的改进，都可能会产生很大的效益。

对催化裂化装置来说最终目标一方面是平稳操作，另一方面是要求产品分配达到最优。

反应器温度控制

反应温度是影响催化裂化装置产品产率和产品分布的关键参数，它直接影响产品的质量和数量，可以通过调节再生催化剂的循环量来控制。具体来讲，通过调节再生滑阀开度来改变再生催化剂循环量达到控制温度。本方案引入提升管温度TI01与再生滑阀差压组成低值选择控制，其中再生滑阀差压起到超驰控制的作用，以实现再生滑阀低压差软限保护，防止催化剂倒流，如图2所示。

1）正常工况时,再生塞阀TV101（风开阀FC）上有较高压差，用于维持催化剂的正常流化，所以再生滑阀差压PDI105测量值PV总是大于设定值SV，调节器PDICA105设置为正作用，而且其比例带P和积分时间常数T设置得都比较小，所以其输出值较大，正常情况下总是大于温度调节器TICA101的输出值，低选择器ORST101一般是选中TICA101的输出来控制再生塞阀TV101动作，达到温度控制的目的，当提升管温度TI101降低时，调节器TICA101设置为反作用，其输出增大，控制再阀TV101增大开度，加大催化剂循环量，使温度升高。

图2 提示管出口温度控制示意图

2) 异常情况下, 二个系统之间压差减小或当再生塞阀TV101开度太大，阀上的压差就会减小，当压差小于设定值SV时，调节器PDICA105输出会迅速减小，当它小于温度TICA101输出时就被选中去控制再生塞阀TV101，使阀门开度减小以维持阀门的压差，以确保油气催化剂能正常循环，防止出现倒流造成事故。

这种在不同工况下实现对再阀TV101控制权的转换，是本控制方案的核心所在。

反应沉降器压力－分馏塔顶压力控制

反应器压力可以根据不同工况阶段通过选择开关控制三个不同的阀来实现：

两器烘炉及流化阶段:利用安装在沉降器顶出口油气管线上的放空调节阀来控制。

反应器进油前建立汽封至两器流化升温阶段：由测压点设在催化分馏塔顶的压力调节器调节塔顶出口油气蝶阀的开度来控制两器压力。

反应器进油至启动富气压缩机前阶段：通过调节气压机入口富气放火炬小阀的开度来控制，并遥控与放火炬小阀并联的大口径阀以保证进油阶段反应压力稳定。

正常生产阶段：富气压缩机投入运行后，反应器压力由催化分馏塔顶压力调节器控制汽轮机调速器，通过控制汽轮机转速来保正反应压力的稳定。同时防喘振投自动，富气压缩机入口压力调节器控制压缩机入口富气放火炬大阀投自动。

沉降器和再生器之间差压、再生器压力控制以及烟机转速控制

大型催化装置一般有烟机，再生器出来的烟气驱动烟机同时回收压力能量。再生器的压力控制、再生器与沉降器之间的压力差维持以及烟机转速控制显得尤为重要，也是整个控制方案的难点。

沉降器和再生器之间差压由差压调节器控制，它设置为正作用，当反应器（沉降器）不正常，压力下降时，沉降器与再生器的差压变小，当小于安全给定范围以下时,差压调节器的输出很快减小

，低选器1选中再生器与沉降器的差压调节器的输出（它的比例带P和积分时间常数T设置得小）

信号，无扰动地取代再生器压力调节器的输出信号。使双动滑阀和高温蝶阀的开度增加，以降低再生器的压力，维持沉降器与再生器差压在给定值范围内。所以这个沉降器与再生器的差压信号起到超驰软限保护。当反应器压力恢复后,系统又会无扰动地自动转入再生器压力控制烟机入口高温蝶 …… 此处隐藏：1978字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……