Control Scheme Discussion for Bottom Oil Slurry System of FCCU Fractionator Control Scheme Discussion for Bottom Oil Slurry System of FCCU Fractionator

Control Scheme Discussion for Bottom Oil Slurry System of FCCU Fractionator

  • 期刊名字:石油化工自动化
  • 文件大小:782kb
  • 论文作者:马涛,张国磊,胡玉臣,董爱娜
  • 作者单位:中国石油天然气华东勘察设计研究院
  • 更新时间:2020-11-03
  • 下载次数:
论文简介

第47卷第6期石油化工自动化Vol. 47, No. 62011年10月AUTOMATION IN PETRO CHEMICAL INDUSTRYOctober, 2011FCCU分馏塔底油浆系统控制方案探讨马涛,张国磊 ,胡玉臣,董爱娜(中国石油天然气华东勘察设计研究院,山东青岛266071)摘要:流化催化裂化装置(FCCU)分馏塔底油浆系统的控制效果对整个装置的平稳安全运行具有重要意义。近年来国内新建了许多大型FCCU,既包含国内各设计院自已的技术,也有部分引进国外的工艺包,其分馏塔底油浆系统的控制方案也有多种形式。总结了近年来国内新建FCCU常用的三种较为典型的油浆系统控制方案,阐述了各方案的特点,对其进行了简要的对比和分析。在此基础上尝试性地提出了这三种方案的适用场合,方便设计人员根据每个项目的特点设计合理的控制方案,达到最佳控制效果。关键词:催化裂化装置;分馏塔;油浆系统;控制方案中图分类号: TP273文献标志码: B文章编号: 1007 -7324(2011)06 -0025 -03Control Scheme Discussion for Bottom Oil Slurry System of FCCU FractionatorMa Tao, Zhang Guolei, Hu Yuchen, Dong Aina .(CNPC EastChina Design Institute, Qingdao, 266071, China)Abstract: The control effect of bottom oil slurry system of fractionator in the fluid catalytic cracking unit(FCCU) is of great significance for the FCCU's smooth and safe operation. Many large FCCUs havebeen constructed in China in recent years. Some adopt domestic technologies and others adopt foreigntechnology packages with varies types of control scheme for bottom slurry oil system of these FCCUfractionators. Three typical control schemes are summarized. In recent years, they have been applied inthe bottom slurry oil system of fractionator on new domestic FCCU. The properties are described,briefly compared and evaluated for each individual control scheme. On this basis, their applicablesituations have been put forward for designer to design reasonable control scheme for each individualproject based on characteristics to reach best control effect.Key words: FCCU; fractionator; slurry oil system; control scheme0引言塔脱过热段上部,小部分返回分馏塔底,以便于控分馏塔底油浆系统的控制方案是流化催化裂制脱过热后油气的温度和塔底温度[1]。化装置(FCCU)最重要的控制方案之一,其控制效在正常情况下,分馏塔底液位是油浆换热段的果的优劣不仅影响着分馏塔的分馏效果和操作的“热平衡指示器”。当反应产物带人的热量增加时,稳定性,而且对整个FCCU的平稳安全运行也具.塔底温度上升,油浆馏分变重,塔底液位降低;相有重要意义。近年来国内新建扩建的FCCU,其分反,反应产物带人的热量减少时,塔底温度下降,油馏塔油浆系统的控制方案各有特点。笔者对近年浆馏分变轻,塔底液位上升。当液位上升过高时,来国内常用的油浆系统的三种典型控制方案进行很容易漫过塔的油气人口,进人反应油气管线,阻了总结分析,对每种控制方案的特点进行了阐述,碍反应油气流人,从而导致反应器压力升高,甚至并尝试性地提出了各方案的适用场合,与各位读者造成超压事故。当液位过低时,油浆泵会抽空,油探讨。浆回流中断造成塔内超温超压,并影响到反应系1系统简介FCCU油浆系统的- -般流程:油浆用泵从分收稿日期:中国煤化工馏塔底部抽出后,一路直接送至提升管反应器回作者简介::TCHCNMHG',2004年毕业于炼;若不回炼,可经冷却送出装置;另一路先与原料山东大学自动化专业,2007年毕业于中国石油大学(华东)控制理换热器换热,再进人油浆蒸气发生器等回收反应油论与控制工程专业,一直从事仪表及自控工程设计工作,任工气的部分过剩热量,大部分通过循环回流返回分馏程师。26石油化工自动化第47卷统。此外,塔底油浆液位波动也会影响到分馏塔上但是该控制方案有如下缺点:无论用分馏塔底液部的热平衡和气液相负荷,及整个分馏塔的操作。位还是温度来控制油浆蒸气发生器的取热量,都是因此分馏塔底油浆液位是分馏系统很重要的操作将循环油浆返塔的温度作为调节变量,改变返塔温参数,必须保持平稳[2。度变化,换热段的气相温度亦随之变化,容易影响根据上述分析,油浆系统的主要作用是通过循分馏塔的正常操作和产品质量的平衡稳定。由于.环油浆冷却反应油气,消除过剩热量以便分馏;洗要通过调节循环油浆的温度改变分馏塔底的油气去油气中夹带的催化剂粉末,并回收反应油气的过冷凝量,因此存在调节滞后的问题。当需要通过降剩热量;同时尽量保持分馏塔底液位的平稳。低返塔温度来升高液位时,换热旁路控制阀开度可油浆系统控制的要点:油浆密度和固体含量不能长时间内都较小,尤其在北方地区的冬季,容易.要过高;外甩油浆或回炼油浆流量小,且满足反应要造成换热旁路油浆凝固结焦,影响正常生产。求;在满足产品分离要求的前提下,将反应油气的过2.2控制方案二剩热量尽量从塔底回收,提高回收热量中高温位热如图2所示,通过分馏塔底换热段上部温度控量(分馏塔顶循环、一中段油、二中段油、循环油浆由制油浆上返塔量和油浆换热量,分馏塔底液位与外上到下依次从分馏塔抽出,回收过剩热量,其中循环甩油浆流量构成串级控制,下返塔量采用定值流量油浆的最高温度达350C)的比例;塔底油浆换热段控制。该控制方案改变了单纯通过控制返塔温度温度不能太高,以防止分馏塔底部结焦可。来调节液位的方式,通过控制分馏塔换热段油气离2油浆系统典型控 制方案开温度和返塔量,以及外甩油浆流量来一起调节分2.1 控制方案一馏塔底的液位和温度,具有灵敏性。当分馏塔底液如图1所示,采用分馏塔底液位与温度选择控位有大幅度波动时,能快速控制分馏塔的液位。同制油浆蒸气发生器的取热量;上下返塔量及外甩油时换热段温度也相对稳定,有利于分馏塔的平稳浆流量采用定值流量控制。当反应油气带人的热量操作。增加时,塔底温度上升,油浆馏分变重,塔底液位降低;反之反应油气带人的热量减少时,塔底温度下降,油浆馏分变轻,液位上升。因此用分馏塔底液位H3.5 MPa或者温度控制油浆换热系统的取热量既可控制换热FIO饱和段的热平衡,也能控制塔底的液位。循环反应油除氟水工油浆气自反应器来蒸汽发生器r←低压蒸汽(FIC |除氧水T油浆Ls-→FLICA)油浆产品油浆四- +冷却器(FIC--;奉装置外FI9炼油桨返回提升管冷却器FIC至装置外循环油外 甩油炼油浆返浆泵浆泵图2油浆系统控制方案二循环油外甩油该方案近年来在国内运用较多,其不足之处:浆泵L牛温度降低,换热段图1油浆系统控制方 案一的取热中国煤化工减少。若上返塔量该控制方案简单易行,操作方便,对油气中催过度减CHCNI. M H正化剂洗涤不足,催化剂的洗涤效果好,能有效防止塔底温度过高造成化剂容易进人其他产品,以及造成分馏塔换热挡板的结焦,各种控制参数容易测量,应用比较广泛。结焦。另外,由于没有对分馏塔底的温度进行直接第6期马涛等.FCCU分馏塔底油浆系统控制方案探讨控制,要在分馏塔底设置温度报警,在温度过高时致上返塔油浆的温度出现波动,这样换热段的温度采取措施,防止结焦。不如方案二稳定,容易影响分馏塔的正常操作和产b)由于液位与外甩油浆流量构成了串级控品质量的平衡稳定。制,因此当液位变动频繁时,控制外甩油浆流量的综上所述,笔者认为,在设计原料油质好,产品.阀门频繁动作,对其磨损较大。油浆量小的FCCU时可以考虑采用方案一,有利2.3 控制方案三于分馏塔的正常操作和产品质量的稳定,但需要采上述两种方案均为国内FCCU装置常用的控取措施,避免在冬季时由于换热旁路控制阀长时间制方案,方案三是UOP公司为国内某大型FCCU设开度较小造成的换热旁路中的油浆凝固结焦;当设计的油浆系统控制方案。如图3所示,采用分馏塔计原料油质重、产品油浆多的FCCU时,可以考虑底温度控制下返塔量,上返塔量和外甩油浆流量采采用方案二,能较好地控制分馏塔底油浆的液位,用流量定值控制。该方案通过控制下返塔量来控保证装置的分馏效果;当原料油较重,容易结焦时,制分馏塔底温度,由方案一中所述分馏塔底温度和笔者认为在设计此类FCCU时,可以考虑采用第液位之间的关系,控制分馏塔底温度,同时也就控三种控制方案,减少结焦现象,有益于保证装置的制了塔底的液位。另外,方案以分馏塔底温度为控长周期运行。制量,最大程度避免了分馏塔底的结焦,并且该方3结束语案通过改变下返塔量来直接调节塔底温度,还避免上述三种典型的FCCU分馏塔底油浆系统的了方案一中换热旁路容易结焦的弊端。为了保证控制方案各有特点、各有优劣,目前在国内都有成上返塔量的流量稳定,需要在换热器前引一根回流功的应用案例,不存在哪个方案控制效果最好的问线,在下返塔量增大时保证上返塔循环油浆量满足题。在今后FCCU的设计中,设计人员可参考以对油气冲洗和降温的最小要求,有利于冲洗反应油上方案,根据每个项目的特点设计合理的控制方.气带人分馏塔的催化剂粉末,尽量避免了分馏塔下案,以求达到最佳控制效果,保证装置稳定高效长部塔盘的结焦。周期运行。参考文献:[1] 程丽华.石油炼制工艺学[M].北京:中国石化出版OTI社,2005.[2] 马伯文.催化裂化装置技术问答[M].2版.北京:中国石化反应油出版社,2003.气自反FIC[3] 中国石化总公司催化裂化科技情报站.中国流化催化二应器来十年[M].洛阳:中国石化总公司催化裂化科技情报LIAE站,1985.[4]《石油 和化工工程设计工作手册》编委会炼油装置工程设LS-nc低压油浆计[M].东营:中国石油大学出版社,2010.蒸汽发生器[5]胡寿松.自动控制原理[M].4版.北京:科学出版社,2001.饱和[6]陆德民,张振基,黄步余.石油化工自动控制设计手册[M].除氧水3版.北京:化学工业出版社,000.[7]袁晓云,韦勇,赵飞.全臧压渣油催化裂化分馏塔油浆系统结焦控制对策[J].炼油技术与工程,2009,39(8):IC25 -27.[8]吴来正,焦来生,庞清民,等小型催化裂化装置分馏塔底液循环油浆泵位控制方案的改进[J].石油化工自动化,2002, 38(5):-HH两ζ油浆至产50-51.品油浆泵[9]王兆俊.小型FCCU分馏塔底液位控制方案探讨[J].催化图3油浆系统控制方案三裂化,1995,(4): 31-33. .当然这种方案也有其不足:该方案以控制分[10]赵斌义. 大型原油储罐设计规范的对比分析[J].化工设备与管道,2011,(1); 9-10.馏塔底温度为主,尽量避免了分馏塔底的结焦。但[11]程丽华。 催中国煤化工i措施[J].石油是由于有回流线直接补充到上返塔油浆中,可能导天然气与:MYHCNMHG

论文截图
版权:如无特殊注明,文章转载自网络,侵权请联系cnmhg168#163.com删除!文件均为网友上传,仅供研究和学习使用,务必24小时内删除。