本文選題：制氫 + 測(cè)量儀表��； 參考：《北京化工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：伴隨著國內(nèi)煉油技術(shù)水平的不斷進(jìn)步,對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的提高,今后中國煉油工業(yè)加氫工藝還會(huì)有很大的發(fā)展空間,所以石油化工企業(yè)對(duì)制氫裝置的建設(shè)和擴(kuò)能需求量還會(huì)有大發(fā)展。烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫仍是未來煉廠制氫的基本工藝選擇。制氫裝置中的水碳比控制、變壓吸附控制、轉(zhuǎn)換爐燃燒是組成煉油生產(chǎn)工藝流程的重要環(huán)節(jié),是輕烴蒸汽轉(zhuǎn)換制氫過程中提高氫純度、延長催化劑壽命、節(jié)約能源、資源的主要控制方案。所以,高水平的自動(dòng)化控制能實(shí)現(xiàn)使制氫裝置生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)的連續(xù)性、控制的穩(wěn)定可靠性。我國烴類制氫和國外綜合水平還有差距,制氫綜合能耗還較高。主要原因：設(shè)備質(zhì)量不過關(guān),儀表控制水平不高,操作難度大經(jīng)驗(yàn)不足,制氫裝置由于原料組成波動(dòng)常常使水碳比不準(zhǔn)、PSA吸附時(shí)間難以確定；但實(shí)際上不少安全聯(lián)鎖邏輯程序設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致非計(jì)劃開停車較多也是制氫能耗較高。本文在深度研究分析輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝流程的基礎(chǔ)上,應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的儀表控制技術(shù),設(shè)計(jì)出制氫裝置控制系統(tǒng)的主要回路的控制方案包括變壓吸附、水碳比控制、汽包液位三沖量控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換爐溫度控制和安全生產(chǎn)聯(lián)鎖保護(hù)等,并根據(jù)制氫裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)關(guān)鍵控制進(jìn)行優(yōu)化；利用DCS控制系統(tǒng)強(qiáng)大的運(yùn)算控制能力,FOXBORO公司提供的先進(jìn)PID控制算法達(dá)到理想的控制效果,從而達(dá)到降能減耗的目的。在檢測(cè)主要的控制參數(shù)、計(jì)量水、蒸汽、風(fēng)等公共能源,與緊急停車的安全聯(lián)鎖相關(guān)的溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)時(shí)根據(jù)工況條件及工藝數(shù)據(jù),正確的選擇國內(nèi)外成熟技術(shù)的自動(dòng)化儀表。針對(duì)水碳比控制不穩(wěn),增加進(jìn)口在線分析儀表,精準(zhǔn)測(cè)量混合原料氣組成,及準(zhǔn)確分析碳含量,以便精確控制水碳比及燃燒的瓦斯量,達(dá)到明顯的節(jié)能效果。通過優(yōu)化變壓吸附部分吸附時(shí)間的調(diào)整方式,提高了產(chǎn)品純度及回收率。最后根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況,結(jié)合生產(chǎn)需求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),利用I／A系統(tǒng)和TRICON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了制氫裝置的自動(dòng)化控制與安全保護(hù)。通過對(duì)優(yōu)化后運(yùn)行裝置的耗能數(shù)據(jù)采集、比較,裝置達(dá)到最終節(jié)能降耗的控制目標(biāo)。
[Abstract]:With the continuous progress of domestic refining technology and the improvement of environmental protection requirements, the hydrogenation process of China's refining industry will have a lot of room for development in the future.Therefore, petrochemical enterprises will have a great development in the construction and expansion of hydrogen production units.Hydrogen production by steam conversion of hydrocarbons is still the basic process choice in future refineries.The water / carbon ratio control, pressure swing adsorption control and conversion furnace combustion in hydrogen production unit are the important links of oil refining production process, which is to improve hydrogen purity, prolong catalyst life and save energy in hydrogen production process by light hydrocarbon steam conversion.The main control scheme of resources.Therefore, high level automatic control can realize the continuity of process parameters and the stability and reliability of the control in the production process of hydrogen production unit.There is still a gap between the comprehensive level of hydrocarbon hydrogen production in China and abroad, and the comprehensive energy consumption of hydrogen production is still relatively high.The main reasons are: the equipment quality is not up to standard, the instrument control level is not high, the operation difficulty is insufficient, the hydrogen production unit often because of the raw material composition fluctuation, it is difficult to determine the water carbon ratio not to be able to determine the PSA adsorption time;But in fact, many safety interlocking logic programs are not reasonably designed, resulting in more unplanned opening and stopping and high energy consumption for hydrogen production.On the basis of deep research and analysis of the process flow of hydrogen production by light hydrocarbon steam reforming, the main control schemes of the control system of the hydrogen production unit including pressure swing adsorption and water / carbon ratio control are designed by using the modern advanced instrument control technology.The three-impulse control system of drum liquid level, the temperature control of converter and the interlock protection of safe production are optimized according to the operation experience of hydrogen production unit.By using the powerful operation control ability of DCS control system, the advanced PID control algorithm provided by FOXBORO can achieve the ideal control effect and thus achieve the purpose of reducing energy consumption.When measuring the main control parameters, measuring water, steam, wind and other public energy sources, temperature, pressure, flow rate, liquid level and other parameters related to the safety interlocking of emergency parking, according to the operating conditions and process data,Correct selection of domestic and foreign mature technology automation instrument.Aiming at the unstable control of water-carbon ratio, the imported on-line analysis instrument is added, the composition of mixed raw gas is accurately measured, and the carbon content is accurately analyzed in order to accurately control the water-carbon ratio and the amount of burning gas, and achieve obvious energy-saving effect.The purity and recovery rate of the product were improved by optimizing the adjustment of partial adsorption time of pressure swing adsorption.Finally, according to the actual production situation, the system is optimized and improved according to the production demand, and the automatic control and safety protection of the hydrogen production unit is realized by using the I / A system and the TRICON system.By collecting and comparing the energy consumption data of the optimized operation device, the device achieves the ultimate control goal of energy saving and consumption reduction.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE96;TP273

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