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乙烯装置急冷水自动控制技术应用.docx

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  • 卖家[上传人]:ji****81
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    •           乙烯装置急冷水自动控制技术应用                    摘要:乙烯装置急冷水pH值在自动控制技术条件限定下,以手工调节为主,容易发生波动,不利于乙烯装置的有效生产,也会产生一定的风险并造成经济损失本文以此为出发点,选取乙烯装置急冷水自动控制技术应用作为研究题目,概述了急冷水酸碱度波动问题,剖析了pH值自动控制系统硬件开发、软件系统开发,并对其应用及效果进行了具体讨论关键词:乙烯装置;急冷水;自动控制技术;应用在乙烯装置生产过程中,进行乙烷裂解时急冷注碱单元十分关键,当急冷塔中急冷水的pH值过高时会引发乳化现象,过低时又会腐蚀换热器因而,在急冷水pH值不稳定时,酸碱工波动容容易危及乙烯装置的安全生产、影响其使用寿命从实践经验看,危害较轻时通常会造成非计划停车,严重时则会使整个生产处于风险之中,并给企业的综合效益造成严重阻碍因此,需要引入一些自动控制技术1、乙烯装置急冷水pH值自动控制系统硬件开发在应用先进调节控制技术前,需要改造乙烯装置配套仪表、设计急冷水塔pH值自动控制器与工艺水汽提塔pH值自动控制器、借助离线仿真优化设计方案等1.1以乙烯装置配套仪表的改造为例通常可以按照当前比较成熟的改造经验,进行具体操作:(1)选择具有抗油污功能的传感器(pH),并将其设置到急冷水塔pH值控制回路。

      2)对于碱注入工艺管线流程方面的改造,可以选择安装变频计量泵这样,可以将碱液注入到急冷水循环泵入口并对其注入量进行远程控制3)对于工艺水汽提塔pH值控制回路的改造,只需要配套设置一个测量仪表用于测量PH值即可4)碱罐上改造方面可以设置NaOH浓度传感器,实时的为注碱控制系统提供相关信息,并将此类信息作为手工配置碱液的参考依据需要注意的是,在改造过程中,应该先保障乙烯装置pH传感器精准采集数据,再结合乙烯装置生产工艺,选择适用性较好的计量泵、变频加调速器等1.2以急冷水塔pH值与工艺水汽提塔自动控制器设计为例乙烯装置控制机理中控制难点集中在大滞后、非线性、耦合方面,此类控制难点是传统控制方案中的劣势所在,因此,需要在全面考虑pH值数据、注碱浓度与流量、工艺水流量的综合条件下,借助对此类要素的合理调节,确保能够将急冷水塔pH值波动控制到最小程度并使工艺水汽提塔pH值满足乙烯装置生产工艺要求简单讲,需要配置先进的控制器例如:(1)选择美国通控集团博软公司的MFA控制器;(2)结合实际需求借助离线仿真研究,剖析大滞后、非线性、耦合产生的原因,从而根据离线仿真研究成果对其相关操作数据进行适当优化,确保编制自动控制数据库时的精准性与有效性。

      在这个方面可以通过DCS用户界面对软硬件系统实施调试2、乙烯装置急冷水pH值自动控制系统软件开发首先,应该以改造后的硬件设施为准,登录到DCS用户界面,通过软件编制方法,编制一套适用性强、调节性较好的自动控制数据库软件目前,大部分企业为了节约投入资本、提高自动控制技术应用效用,需要以经验数据判别为途径,输入对应的注碱量,实现对现场控制器的有效控制例如,在自动控制数据库软件程序方面,可以根据将控制运行公式——经验数据表(对应判断)——给定注碱量,与泵连接起来,并借助计量返回、泵运行返回信号等方面的连接,完成对整个控制数据库软件程序的设置(见下图1)图1 自动控制数据库软件程序图其次,在编写控制运行公式时可以通过切割变量范围,对应经验数据表经验配碱量直接给定变频泵输出,以此达到对注碱量的有效控制具体实践中可以分为两个步骤进行操作:(1)应该根据现有工艺对经验数据进行一些探索,制作好经验数据表,以此实现对pH波动区间的限定2)采用积累方式使新pH值逐渐成为经验数据,实现对注碱量的自动化控制pH值自动控制系统运行路线以新pH值——NaOH浓度、pH值——注碱量(作用时间)为准(见下图2)第三,在DCS用户界面结合经验数据表设定对应的注碱量、手动控制pH值(见下表1,FI=裂解炉进料流量、pH1=急冷水pH值、LI=急冷水塔液位)。

      根据现阶段部分企业的实践经验看,变频泵输出调节设定时,可以将手动控制经验数据输入到自动控制数据库,并结合乙烯装置生产工艺进行自动化控制表1 近海水下结构物的检测技术比较3、乙烯装置急冷水pH值自动控制技术应用及效用首先,通过改造后的急冷水、稀释蒸汽系统等硬件与编写的软件系统联合应用,发现某企业在2020年11月上半月应用急冷水pH自动调节系统后,pH值相对稳定,而且其中的6号样、10号样等变化值也一直处于正常范围之内具体数据如下:(1)在6号样的急冷水pH值设定方面选择了6,在运行数据控制方面则将其范围控制在5.89到6.57区间,通过半个月的数据记录结果分析,45个数据中43个均在稳定范围之内,并且,超出设定值正负0.5个数值的有2个点,整体上的运行数据平稳率一直在95.56%2)10号样属于外排水,与急冷水相比,它的设定值为8,运行数据控制范围在7.87到9.13区间,根据与6号样相同的数据统计方法,结果显示,在2020年11月的1号到4号之间,系统pH值存在小幅度的波动,之后的数据运行相对平稳,超过设定值正负0.5个数值的点只有1个,整体上的平稳率为96.97%急冷水与外排水的pH值变化情况见下图3:图3 某企业应用自动控制技术后急冷水与外排水pH值变化情况其次,应用自动控制技术后碱注入泵时可以完成自动调节,而且,大部分企业中的乙烯装置中,原来的废碱汽油含碱量、流量比较稳定,所以,当碱罐液位降低时保持在平稳状态,其变化具有一定的规律性。

      例如,在G-1007-P1泵冲程、G-1007-P2泵冲程中,同一时间段内的碱注入泵改造为变频调节方式后,检泵冲程既不需要进行调节,且一直处于恒定的状态由此也化解了频繁调节泵冲程时的高强度劳动与调节误差等弊端另外,根据上述企业的实践经验看,碱浓度监测表能够辅助提升配碱质量分数并将其控制在12%左右,从而以恒定值消除变量值产生的干扰问题伴随着自动控制系统的持续安全、有效运行,乙烯装置急冷水pH值控制方面的劳动强度、潜在风险等均获得了有效解决结束语总之,乙烯装置生产过程中的pH值控制十分重要,通过以上初步分析可以看出,借助对急冷水塔注碱量的自动控制,能够实现对急冷水塔pH值的控制,使其达到平稳状态并改善乙烯装置的运行条件因此,建议在乙烯装置急冷水自动控制技术方面加大研发设计投入,凭借对急冷水、稀释蒸汽系统运行周期的延长等减少人工劳动强度过大的问题,进而使整个乙烯装置在较长的运行周期下克服非线性因素、滞后因素的干扰,最终实现pH控制与节省投资成本的目标参考文献[1]白宇辰.乙烯装置的本质安全设计与操作[J].安全、健康和环境,2020,20(1):16-21. [2]张昆.乙烯装置急冷水系统pH值自动控制的研究与应用[J].炼油与化工,2020,31(3):52-54. [4]吴卫.HK1412急冷水破乳剂在乙烯装置的应用[J].石油化工技术与经济,2018,34(2):54-57.   -全文完-。

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