氨合成气分子筛净化装置程控系统的工艺分析和工艺控制说明

广东化工2015年第23期174www.gdchem.com第42卷总第313期氨合成气分子筛净化装置程控系统的工艺分析和工艺控制说明梁朝旭1,石毅强2,陈厂英3(1.广东政和石油化工建筑设计有限公司,广东广州510380;2.中国化学工业桂林工程有限公司南宁分公司,广西南宁530022:3.广西工联工业工程咨询设计有限公司,广西南宁530013)[摘要]对变压吸附分子筛净化装置进行工艺系统分析的过程中形成了工艺系统变量分析简表和工艺系统控制逻辑分析表,并给出了程序控制每一步的简要工艺说明。[关键词]份分子筛净化装置;程序控制;工艺分析;系统变量[中图分类号TQ63[文献标识码]A[文章编号]007-1865(2015)23017403he Process analysis and Control description on the molecular Sieve PurificationInstallation for the Ammonia Synthesizing GasLiang Chaoxu, Shi Yiqiang?, Chen Changying'1. Guangdong Gem-Horse Petrochemical Architecture Engineering Design Co, Ltd, Guangzhou 510380:2. Nanning Branch of China Chemical Guilin Engineering Co, Ltd, Nanning 5300223. Guangxi Gonglian Industrial Engineering Consultant Design Co, Ltd, Nanning 530013, ChinaAbstract: Base on the process analysis about the molecular sieve purification installation for the ammonia synthesizing gas, carry out the process altematingquantity analysis tabulation and the process control logic analysis tabulation, in consequence, work out the brief process control descriptionKeywords: molecular sieve purification installation: programmable control system; process analysis; systematic alternating quantity在为凯洛格合成氨厂中配设分子筛净化装置时,拟为分子筛分子筛系统净化装置配备程序控制系统时,因而需进行必要的工艺系统分析并明确工艺控制说明。1分子筛净化装置工艺分析1.1分子筛净化装置简要介绍采用变压吸附分子筛净化装置,配设在105F之后,103-J高压段第一个入口之间,其工作基本参数:高压低温状态下(63Mpa,7℃)进行吸附,在低压高温状态下(26Mpa,288℃进行解吸再生。拟配备两套分子筛吸附器,交替循环使用4。分子筛净化装置流程如下图1.2工艺系统简要分析基于分子筛干燥器以及所配干燥剂的特性,结合凯洛格Kellogg)年产30万吨传统合成氨厂特有的操作要求,通过对变压吸附分子筛净化装置工艺系统多种变量(变量组)进行深入分析形成了变压吸附分子筛净化装置工艺系统变量分析简表(见表1)。1分子筛净化系统流程图Fig 1 PID of molecular sieve purification system表1变压吸附分子筛净化装置工艺系统变量分析简表Tab.I The process alternating quantity analysis tab of molecular sieve purification installation序号变量(组)名称受控变量/操作变量/待测变量分析结果作用氨合成气组成、温度、压力、热力学性质明确吸附总量和通量、定义吸附器和吸附剂2氨合成塔媒特点、寿命、堆密度、热力学性质明确进塔氨合成气的纯度、定义控制精度吸附器的特性形式、大小、材质定义并优化吸附器、明确操作点4合成气压缩系统离心式压缩机、回路分析压缩系统操作与净化装置的相互影响5吸附剂的特性型号、装载要求、寿命、堆密度、吸附特性(曲线)、热力学性质明确操作点以及饱和时间、再生要求等等吸附温度温度变化范围明确操作点、温度变化要求等6789吸附压力压力变化范围明确操作点、压力变化要求等再生温度温度变化范围明确操作点、温度变化要求等再生压力压力变化范围用确操作点、压力变化要求等10现场环境及气象气温、气压、空气湿度明确干燥剂装填要求和更换要求等11温度变化速率曲线、斜率明确操中国煤化工[收稿日期]2015-11-12CNMHG[作者简介]梁朝旭(1975-),男,广西平南人,本科EMBA,高级工程师注册咨询工程师(投资)/注册安全工程师注册安全评价师,198年起主要从事化工石化/精细化工等项目设计、项目管理、劳动安全与职业卫生咨询等工作2015年第23期广东化工第42卷总第313期www.gdchem.com17:续表1变量(组)名称。受控变量操作变量待测变量分析结果作用压力变化速率曲线、斜率明确操作点、明确阀门相应次序等调节阀类型、特点、流通量、响应速度提出阀门数据表、明确阀门动作时间等34567类型、特点、流通量、响应速度提出阀门数据表、明确阀门动作时间等再生气组成、温度、压力、热力学性质明确再生气来源、换热要求等压力管道材料、管径、走向、柔性要求明确能够承受的载热负荷,修正压力和温度变化速率等蒸汽组成、温度、压力、热力学性质定再生气换热器、换热时间、温升斜率等1.3工艺控制简要分析2),同时整理出程序控制的基本逻辑要求实现每一个步骤的自基于该层次的分析结果,结合各变量的可能变化时间及时动顺序控制,组织对应阀门在对应时间做出相应的动作或保持相将净化装置一个工作循环细分为三个阶段20个步骤,并明应的状态;实现当按下自动控制按钮后,就处在自动控制状态,确定义每个步骤的主要任务(职能)、时长、动作要求和需要达到由时点和状态来决定程序应该如何做出响应,并遵循精确设置的的效果,形成了变压吸附分子筛净化装置工艺控制分析表(见表步进程序自动顺畅切换表2变压吸附分子筛净化装置工艺控制分析表Tab. 2 The process control logic analysis tab of molecular sieve purification systemN。"补先说明2"H设定时间《分芬设时s670572084892361425程控步进顺序门状b(一周期c温压变化斜坡规陣线26=2E:电磁网得电,门打开:-与飞功能相反H:门接收2CmA信号,全开:L:门接收40二倍号,全关:/:信号由低渐高,两渐开:丶:信号由高渐低,门渐关2分子筛装置程序控制过程简要工艺说明由PC-5607控制PV5607,使109DA压力维持在26Mpa变压吸附分子筛净化装置一个工作循环可分为三个阶段2分钟后,进入下一步。(1)109DA吸附(此时109DB再生)第六步:109-DA预升温(设定时间:1分钟)109DA和109-DB并联吸附;开启:XV5607、XV-5605、TV5612A:关闭:PV5607(并确3)l09DB吸附(此时109DA再生)认:XV5607、XV5605、TV5612A全开;PV5607全关)。1分可将上述三个阶段细分为20个步骤,为便于说明,假设钟后,进入下一步109-DA正在吸附,109DB正在再生,并从顺控的第二步(并联吸第七步:109DA升温(设定时间:359分钟)。由TVv5612A调节,使109-DA温度逐步由7℃升至288℃附)开始叙述。在该时点,109DA正在吸附,109DB完成再生且并使温度TIC612维持在288℃。设定时间到了就进入下一步。已经处于准备投运;阀门开关状态为:XV5601、XV5603、XV5604第八步:109DA预降温(设定时间:1分钟)。第二步、并联吸附(设定时间:15分钟)。闭Tv5612A;同时开启TV-5612B(确认:TV5612A全关开XV-5602(并确认XV-5602全开);此时,109-DA、109DBTV5612B全开)。1分钟后,进入下一步均处于吸附状态。15分钟后,进入下一步第九步:109-DA降温(设定时间:189分钟)第三步、切换(设定时间:1分钟由TV5612B调节,使109-DA温度逐步由288℃降至7℃关闭XV5601,XV5603(并确认XV-5601,ⅩV-5603全关)确认温度降至7℃后在设定时间的最后1分钟关闭TV5612B(确从该时点起,进入109DB吸附,109DA再生的阶段。1分钟后,认TV5612B全关)。进入下一步进入下一步第十步、109DA升压(充压)设定时间:15分钟)关闭XV56第四步、109-DA降压(设定时间:13分钟)。步由全关到全开(确开PV5607,逐步由全关到全开(并确认PV5607全开)认XV5607,X中国煤化工109DA压力(PC-5607)由63Mpa逐步降至26Mpa。压力与时间109DA的至6.5MPa,在充变化关系见表2确认压力在设定时间到降至26Mpa即进入下压时间内,完成CNMH(。两塔之间的压差△P与充压时间变化的关系见表2。确认压力升至65MPa且设定第五步、109-DA恒压(设定时间:2分钟)时间到便进入下一步广东化工2015年第23期176www.gdchem.com第42卷总第313期第十一步、109DA准备投运(设定时间124分钟)压时间内,完成109DB、109DA之间的均压。两塔之间的压差开启XV5603,关HV5609在设定时间最后4分钟内由全开△P与充压时间变化的关系见表2。确认压力升至65MPa且设定到全关)。(确认XV5603全开,HV5609全关)时间到便进入下一步设定时间到便进入下一步。第一步、109DB准备投运(设定时间124分钟)。第十二步、并联吸附(设定时间15分钟)。开启XV5604,关HV5609,在设定时间最后4分钟内由全开XV-5601确认Xv-5601全开),此时,109DA,109DB均开到全关(确认XV5604全开,HV-5609全关)。设定时间到便进处于吸附状态。设定时间到便进入下一步第十三步、切换(设定时间1分钟)。以上20个步骤即为净化装置一个工作循环,其中,第三步至关闭XV-5602、5604确认XV-5602、5604全关)。此时进入第十步为109DA吸附(此时109DB再生)阶段;第十三步至第109DA吸附,109-DB再生的阶段。设定时间到便进入下十步为109DB吸附(此时109DA再生)阶段第十四步、109-DB降压(设定时间13分钟开PV5608,逐步由全关到全开(确认PV5608全开)由3结语26Ma。压力与时间变化关系见表2。确认压力在设定时间到降作顺畅运行稳定:有力保障氨合成塔催化剂高效使用超过8年,第十五步、109-DB恒压(设定时间2分钟)。由PIC5608控制PV5608,使109DB压力维持在26Mpa参考文献设定时间到便进入下一步[]牛继舜. Kellogg合成氨工艺进展[,大氮肥,1996,05:39322+340第十六步:109DB预升温(设定时间1分钟)[2]王景行,等.合成气分子筛净化系统问题及处理[,贵州化工,2006启XV5608、XV5606、TV5612A;关闭PV-5608(确认06:55-56XV5608、XV2560、TV5612A全开,P608全关)。设定时间(3姚崎峻,等.分子筛纯化系统程序控制异常的分析与处理门,深冷技术,到便进入下一步。2008,01:55-57第十七步:109-DB升温(设定时间359分钟)。[4]梁朝旭,等.在凯洛格年产30万吨氨合成装置中配设分子筛净化系统由Tv-5612A调节,使109-DB温度逐步由7℃升至288℃的涉及体会团,广东化工,2015,42(19:130-132当温度TIC5612维持在288℃且设定升温时间到便进入下一步[5]刘辉,阎建民,杨茹译.化工厂的简单和稳健化设计,北京:化学工业第十八步:109DB预降温(设定时间1分钟)关闭TV5612A,同时开启TV5612B(确认TV5612A全关出版社,2009,03:248-250TV5612B全开)。设定时间到便进入下一步[6]杨敏。用PLC实现空分分子筛吸附器切换控制系统的改造[辽宁化第十九步:109-DB降温(设定时间189分钟)工,2005.03:130-132.由TV-5612B调节,使109-DB温度逐步由288℃降至7℃[7刘化章,等,A301氨合成氨催化剂最佳操作条件与催化活性的关系确认温度降至7℃后在设定时间的最后1分钟关闭Tv-5612B(确化学反应工程与工艺认TV5612B全关)。进入下一步。第二十步、109DB升压(充压)设定时间15分钟)(本文文献格式:梁朝旭,石毅强,陈厂英.氨合成气分子筛净化关XV5606、XV-5608;开HV5609,逐步由全关到全开(确装置程控系统的工艺分析和工艺控制说明[J.广东化工,201542(23):174-176)认XV-5606、XV-5608全关,HV5609全开)109DB的压力P5608逐步由26Mpa升至65Mpa,在充(上接第201页)图40.05mg/kg苹果基质加标 LC/MS/MS色谱图图2苹果基质空白 LC/MS/MS色谱图Fig 4 0.05 mg/kg lemon matrix plus standard LC/MS/MSFig 2 Apple matrix blank LC/MS/MS参考文献[I]Smith A G, Gangolli S D, Caprioli M. Food Chem, 2002, 40: 767-779[2 European Commission. Maximum Residue Levels of Pesticides in or onFood and Feed of Plant and AnimalOrigin, Regulation(EC) 396/200[Li M, Jin Y, Li H F, et al. J Sep Sci, 2013, 36: 2522-2529[4]Ho Y M, Tsoi Y K, Leung KSY. J Sep Sci, 2012, 775: 58-66[5]刘亚伟,董一威,孙宝利,等.食品科学,2009,9:1002-66306] Bueno M J, Aguera A, Hernando M D, et al. J Chromatogr A, 2009图30.05μg/mL苹果基质混合标准工作液 LCMS/MS色谱图(本文文献格式:李海涛,周丽,张景然,等. QuEChERS-LC/MS/MSFig30.05 ug/mL apple matrix mixed with standard working fluid法检测苹果中105种农药残留[J].广东化工,2015,42(23):LC/MS/MS chromatogram200201)中国煤化工CNMHG