恩德斯豪斯:智能仪表无纸记录仪 提升工厂生产效率--控制网

恩德斯豪斯:智能仪表无纸记录仪 提升工厂生产效率
企业:恩德斯豪斯(中国)自动化有限公司 日期:2018-11-07
领域:仪器仪表 点击数:132

目前,随着城市居民生活水平的提高,我国汽车占有率在不断地上升,汽油燃烧的不充分会对环境产生极大的影响。轻汽油醚化技术是将汽油提纯的过程,能够有效减少汽油的烯烃含量,从而提升烯烃转化率。恩德斯豪斯在保持原有醚化工艺段的基础上,使用智能仪表无纸记录仪可有效对醇烯比值分析并上传至上位机,极大方便了操作工日常的操作和检测。

1 引言

在国家质量总局联合国家标准委员会发布的新车用汽油标准中,对中国车用汽油品质提出了更严苛的标准。国V汽柴油标准早已从2017年1月1日起全面施行,而第六阶段汽柴油质量标准将于2019年1月1日起实施。这一系列的新标准中,最重要的一条体现在对烯烃含量的控制上:国VI的烯烃含量为15%,相比于国V降低了9个百分点,这也就对炼油厂成品油的生产提出了更高的要求。

本文结合我国某炼油厂40万吨/年轻汽油醚化装置,其成品油烯烃含量低于15%的基础上,使用恩德斯豪斯提供的无纸记录仪RSG45,在关键工艺段——烯烃异构化反应釜的控制系统中实时监控关键参数,有效地监测当前工艺段的反应状态,保证了反应釜的正常稳定工作。

无纸记录仪RSG45又称高级数据管理仪,它是一个灵活强大的过程值处理系统。RSG45不仅能将过程测量值清晰显示在显示屏中,还能对收集到的数据分析处理,从而达到满足用户需求、节约时间的目的。

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图1 恩德斯豪斯无纸记录仪RSG45

2 轻汽油醚化技术概述

催化裂化汽油(FCC)占据了市面上60%的成品汽油市场份额,在催化裂化汽油中含有大量的硫与烯烃,如果这些物质无法充分燃烧,就会对环境造成污染。FCC汽油醚化技术不仅能降低汽油烯烃含量,还可以提高汽油的辛烷值,不会存在像加氢工艺的辛烷值损失等问题。

轻汽油醚化技术采用FCC作为原料,利用甲醇和FCC成分(叔戊烯、叔己烯和叔庚烯)在催化作用下发生醚化反应。这种催化反应将烯烃转化成醚类,从而得到更高品质的催化汽油。

图2则是通用的轻汽油醚化工艺技术:FCC进入蒸馏塔T101,经过水洗后进入加氢反应器,然后通过催化剂催化发生醚化反应得到大量的C6和少许C7,二者从塔顶蒸出,反应过后的轻汽油成分进行回收与汽油产品调和使用。

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图2 轻汽油醚化工艺流程

3 烯烃转化率的影响因素

从上述的工艺流程中,我们不难发现:轻汽油与催化剂的比值投用是决定烯烃转化率的关键。甲醇是醚化反应的催化剂原料,必须使用足够的甲醇来和烯烃反应中和。一旦甲醇量太少,则烯烃转化率就会降低导致成品油不合标。若是甲醇的投入量太多,则会造成汽油质量不合格,回收过量甲醇也会增加甲醇回收的运行成本。

还有一个影响烯烃转化率的关键因素就是反应釜的温度,温度升高会提升化学反应速率,也就是会提高烯烃的转化率。但是并不意味着温度越高越有利于反应的发生,醚化反应是一种放热反应,过高温度反而会抑制催化剂活性,不利于烯烃转化率的提升。

在某炼油厂40万吨/年轻汽油醚化装置中,工艺要求醇烯比值设置在1.55左右,反应釜温度应设置在45摄氏度左右。在轻汽油进料管线处设有无纸记录仪实时监测烯烃的质量分数,并将反应釜的温度测量数值传入无纸记录仪中实现实时显示,随后将这些关键参数一并传入中控室中,装置现场图如图3所示。

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图3 40万吨/年轻汽油醚化装置现场图

4 无纸记录仪在醚化车间上的应用

轻汽油醚化系统是一个复杂工艺过程的集合体,涉及了温度、流量、压力、液位、分析等多个性能指标,每一个指标都决定着工艺过程是否能顺利进行,关系到工艺过程的安全和稳定。

本文主要针对该40万吨/年轻汽油醚化装置,其进料管线段处安装的无纸记录仪进行详细的阐述。RSG45既能设计安装在面板或机柜柜门上,也可安装在现场型外壳中使用。它可通过最多5个外插卡(每个卡件可实现4个信号传输)来分别拓展基本型仪表中的输入信号数量。输入信号包括电压、电流、热电偶、热电阻、脉冲和频率信号、HART输入信号、数字量输入信号等20路通用信号,同时支持12路限位继电器输出、数字量和模拟量输出信号等。

RSG45的通信接口支持USB、以太网和RS232/485等协议,可与上位机通讯,提供Modbus、ProfibusDP、PROFINET I/O或工业以太网(EtherNet/IP)通信。同时提供基本版现场数据管理器(FDM)软件,可以在个人计算机上进行SQL数据分析。

无纸记录仪可以在记录历史趋势的同时,对收集到的数据信息进行分析处理,并将分析数据实时显示在显示屏内,可以达到实时监控的目的。这也是醚化车间为何选用RSG45作为在线分析仪表的原因。RSG45提供算数、批处理、能量计算等多功能应用软件包,最大限度地满足用户的不同需求。

针对提升烯烃转化率的业主要求,RSG45可实现定制化设计显示界面,将进料管道中的甲醇流量和轻汽油流量实时记录,并在界面中直接给出轻汽油与催化剂的比值,保证了业主可直观的看到比值的变化情况。
反应釜由于温度不算很高,业主选用了恩德斯豪斯的重工业温度计TR61即可满足反应釜的正常温度测量。RSG45读取了TR61的温度测量数据,并将甲醇、轻汽油比值和流量放在同一界面中实时显示,保证了工艺人员监控设备的正常运行,极大地提升了工作效率,也保证了烯烃转化率的稳定提升趋势。

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图4 RSG45的通讯方式示意图

5 结语

无纸记录仪能够在正常传输、显示数据的同时,还会对数据分析处理,查阅历史趋势,输入数学公式进行相应计算。这一系列的功能保证了工艺流程的正常稳定运行,也为智能化工厂提供了有效的数据分析。

我国炼油厂仪器仪表虽然大部分仍旧是采用普通仪表作为测量,但随着智能工厂的普及和发展,智能仪表也渐渐在传统工艺段上绽放出它的光彩。智能仪表不仅是通讯上的方便和快捷,它更是改变了传统操作习惯,极大地简便了工厂日常工作内容,为提高工厂效率做出重要的贡献。

作者简介:

陈俊希(1991-),男,山东青岛人,初级工程师,研究生,现就职于恩德斯豪斯(中国)自动化有限公司,主要从事测控与智能仪表方面的工作。

摘自《自动化博览》2018年10月刊

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