轻烃生产溶剂油的生产工艺流程

2013-08-15牟春成大庆油田庆升实业公司163416

化工管理 2013年12期

牟春成（大庆油田庆升实业公司163416）

引言

随着我国经济的高速发展，轻烃装置的使用范围越来越广泛，特别是在石油、天然气等方面。近年来,随着炼油企业对产品质量的要求不断提高, 作为炼油业中最重要的轻烃分馏装置,其现有的常规控制已经不能满足这一需求,为了使轻烃分馏装置的产能达到最大化的发挥, 必须对原有的控制技术作出相应的改进。

一、轻烃装置原理

烃是碳和氢这两种元素以不同的比例混合而成的一系列物质，这些物质中质量较轻的部分，叫做轻烃。天然气的主要成份是C1，含少量的C2，液化石油气的主要成份是C3、C4，它们在常温常压下呈气态，叫气态轻烃。 C5-C16 的烃在常温常压下是液态，我们就叫它液态轻烃。液态轻烃中最轻的部分是C5、C6，饱和的C5 、C6 是鼓泡制气的最好原料。目前使用的液化石油气残液也可作为轻烃燃料使用［1］。轻烃是轻烃燃气的原料，可以制成燃烧气体供热，也叫混空轻烃燃气。轻烃混合燃气是指液态轻烃借助“轻烃气化设备”以物理方式将其气化，并按工艺要求与一定比例的空气混合，通过输配管网送至用户的气体燃料，其中由液态转化为气态的轻烃组份最少不低于13%，也可根据用户燃气具对燃气参数的要求而调整混合比例。

二、轻烃生产溶剂油的生产工艺现状

轻烃分馏装置是石油化工企业中重要的分离装置之一,该装置由以下工序组成∶轻烃原料预热、产品冷却、脱丁烷塔T-201、脱戊烷塔T-202、脱己烷塔T-203、脱正己烷塔T-204 和液化气分馏塔T-205。各工序的主要作用如下∶轻烃原料预热和产品冷却主要是根据产品自身的热量使轻烃原料预热,起节能作用；脱丁烷塔T-201、脱戊烷塔T-202、脱己烷塔T-203、脱正己烷塔T-204 的主要作用都是对原料轻烃中的各种含量进行分离, 液化气分馏塔T-205 作用是生产丁烷产品以及车用液化气。轻烃分馏装置采用顺序连续精馏工艺，可生产民用液化气、车用液化气、丁烷、戊烷、混合己烷、工业庚烷、工业辛烷、工业混合烷等10 余种产品。目前，轻烃分馏装置中主要采用DCS 控制，由于受到系统本身的制约，再加上原料条件、精馏过程工艺特点等其他限制性因素，导致轻烃分馏装置存在诸多问题。首先，由于轻烃分馏装置受到物料和能量两方面的侵扰，如负荷的变化、原料条件的变化、塔底热源和塔顶冷源的波动等诸多方面的干扰因素，使轻烃分馏装置塔的平稳操作产生极大的影响，对轻烃分馏装置生产的产品质量造成影响。其次，各精馏塔与操作控制系统不相匹配，各精馏塔具有多变量、强耦合和非线性的特点，而操作与控制系统则为单变量系统，两者之间存在较大差异，给操作和控制带来诸多不便之处。再次，从轻烃分馏装置结构方式上来看，轻烃分馏装置采用串联形式的精馏塔系，精馏塔系之间相互关联性较强，上游精馏塔的如果出现工况不稳定的情况，那么下游精馏塔的工况就会受到影响。除此之外，由于轻烃分馏装置的常规控制存在诸多问题，加上在操作过程中，多是人工操作，使诸多人为因素对生产也会造成多方面的影响。因此，在轻烃分馏装置中采用多变量的控制策略使解决上述问题的最优方案，目前先进控制系统是多变量控制策略的主要手段，对轻烃分馏的安全性、可靠性、高效性等方面表现出突出的作用。

三、轻烃分馏装置的先进控制

1、先进控制系统的结构

轻烃分馏装置先进控制系统可分为基础控制层、动态控制层、监督层三个层次。基础控制层为了使源于热源或冷源的干扰影响降到最低程度，而利用多种控制实现温度、压力及各种补偿作用。动态控制层主要利用多变量模型预测控制及APC-Adcon的控制器功能，使核心工艺参数的控制精度得到保障，从而使产品质量精度得到控制，降低污染，提高节能效率。监督层主要对轻烃分馏装置的进料和进料密度的检测，当装置处于非正常工况时，监督层将非正常工况转变为正常工况。为了使轻烃分馏装置进一步优化，对装置设计个较大的APC-A dcon 控制器，在APC-A dcon 控制器下设脱丁烷塔T-201 至脱丁烷塔T-205 的先控子系统。先进控制系统主要通过DCS 上位机中的先进控制软件和DCS 中的复杂控制两者相互配合来完成对装置进行整体控制、局部控制以及辅助控制，从而使先进控制系统的作用得以充分发挥。

对先进控制进行优化是轻烃分馏装置优化的基础，要加强轻烃分馏装置优化，就需要加强对先进控制的优化，使先进控制的优化与基础控制的自动化相结合。通过加装更多的自动检测仪表和调节阀，对自动检测仪表和调节阀进行及时维修和护理，建立起较为完善的基础控制回路，通过基础控制的自动化来使装置得到优化。

2、先进控制系统软硬件通讯连接

轻烃分馏装置的软件一般在I/A s 控制系统（DCS 为Foxboro公司生产）的上位机中运行，由于I/A s 控制集合了OPCS erve 和HUB 的优点，使数据实现双向交换，使通讯数据的容量大为增加，而且在传输速度、可靠性等方面都表现出较强的优势。先进控制系统硬件即先进控制器在Foxboro I/A s 控制系统的上位机上运行，通过E SP-ISYS-A 和A PC-A dcon 软件实现对脱丁烷塔T-201、脱戊烷塔T-202 等工艺进行控制，从而使装置受到的干扰因素降到最少，同时使装置的安全约束得到满足。