取样器在乙烯装置裂解炉上的应用.pdf

过程控制实施技术
石油化
动化,2009,6:81
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
取样器在乙烯装置裂解炉上的应用
魏万利,喻祥星
(独山子乙烯厂仪表车间,新疆克拉玛依833600)
摘要:乙烯装置裂解炉中裂解气的取样是典型的特殊试样的取样,取样效果的好坏将直接影响裂解气的分析结果,从而
影响对裂解炉的控制。介绍一种高精度的裂解气的取样仪器,它通过温控器和相关调节阀来控制气体温度,从而得到洁净的适
合分析的试样。从探讨取样器的工作原理出发,针对影响温度平衡的儿个重要因素,并结合北方夏热冬冷的环境,重点介绍取
样器在乙烯厂裂解气处理上的应用要点及相关维护经验。
关键词:取样器;温度控制;PID调节
中图分类号:IIP273
文献标志码:B
文章编号:1007-7324(200906-0081-03
言
Pt100热电阻
随着生产工艺的发展和对节能降耗的要求,对
涡旋制冷管
裂解的深度要求越来越高,同时要求对裂解炉的优
超温关断阀
化控制越来越先进,相威于裂解气分析结果的连续
准确性要求也越来越高。
试样出
某公司的DRS2170取样器位于乙烯装置裂解
温度控制器
炉裂解气急冷器出口管道上,该处裂解气的温度约
200℃,管道压力0.05MPa,含水量大约6%,样气
气体调节阀
成分为H2,CH4,C2H4,C2H。,C3H。,C3H。,另
冷却?
流段
还有C~C。等重组分。取样器将这种高温、高含
仪表风入?
水、宽馏程的复杂样气处理成为连续的、温度合适
蒸汽注入口
的、低含油、低含水的试样,从而确保色谱分析结果
具有代表性、快速性和准确性,为裂解炉的裂解深
过滤回
度等优化控制提供了准确及时的数据,为后继产品
的效益控制提供了坚实的基础
取祥器的调节机理
2.1处理原理
图1取样器结构示意
图1中取试样由4个部分组成:过滤回流段、2.2温控机理
冷却回流段、试样出口段和温度控制器。
试样温度的自动调节气路如图2所示。
过滤回流段中装有不同空隙结构的?状过滤
当试样温度大于设定值时,Pt100热电阻将信
介质,工艺管线中的高温、高含水、高油尘试样经该号送入控制器,控制器通过电磁阀SV-1关闭仪表
段除去其中ー部分液态油滴。
风,试样传输线上的气动阀V-1动作,切断试样的
试样出口段的涡旋制冷管提供1.7~3.3℃的输出;反之,则打开试样。
冷气,冷气下流,经对流换热冷却试样,使绝大多数
PID调节用于控制冷却段温度,当温度高于设
的水分和重的烃类冷凝为液体,顺试样管流下,冲定值时,Pt100热电阻将信号送入控制器,控制器
洗过滤道流部件后,返回工艺管道
试样出口段还有一个温度检测元件Pt100热
收稿日期:2009-10-29(修改稿)
电阻,检测试样的温度,并将温度信号送温控器,温
作者简介:魏万利(1974-),男,1995年毕业于石油地球物理
控器判断样气温度是否合格。若合格,试样去色谱勘探学校仪器专业,参加了独山子乙烯工程建设,工作于独山子乙
预处理;反之,超温关断阀和涡旋制冷管动作,调节烯厂乙烯仪表车间在线分析班组至今,并参与2002年乙烯工程扩
冷气量,从而调节样气温度,使其达到合格
建的在线仪表的安装调试和运行工作
石油化工に自动化
2009年
根据PID调节量自动调节输出信号到EPC-1,精温度变化快的地区。为此进行了更加严格的温控
确控制涡管进风量。通过PID参数的设定也可使添加仪表箱,箱内用两个有一定夹角的加热棒加热,
冷却段温度保持在一个小范围内的动态平衡,从而箱内壁添加保温玻璃布。为了加大其散热面积,加
达到精确控制温度的目的。
热棒采用齿轮一样的外表面,控制温度在15℃。
3.3对试样出口段进行隔热保温
通常为密封,样品压力小
时,可选择连接抽吸泵
该段处于设定温度范围内,温度较低,即使是
RTD热电阻P100
在基本恒温的箱内,也要有隔热保温猎施,否则影
样品出口
三通D
通常为
响控制精度。该段采用ABB公司自带的附件保温
涡旋制
3.5./M)
仪表风入口冷器
棉保温。
热凤出口¨
电子压力
3.4确保仪表风量
控制器
2(EPC1サ仪表风出口
涡流管正常工作时,仪表风压力为550
球阅蒸汽690kIPa,供气管路要避开热源,避免强太阳光照
电磁阀
仪表风(空人
射。为确保仪表风量,采用较粗的(10mm)仪表
80-100psig
的蒸汽
注入阀
风管线代替了以前用的较细的(mm)管线,压力
图2温度控制气路
设定在620kPa。
3.5其他相关控制
该闭环控制的系统框图如图3所示。
为了使低含水量的试样(小于5%)回流分离
给定
???ー-以高增加最的水的于置质
4-~20mA
实际效果好,可以开发过滤段的蒸汽注入功能,适量的
油类不会沾水,水会逆流增加反洗量从而提高对试
热电阻Pt100
样和过滤段介质的反洗效果。另外试样管线的保
图3温控系统结构
温伴热也是使试样流通的重要条件,该气态试样应
保持在露点以上,采用蒸气伴热和加装保温棉的
3确保正常投用的一些措施
措施
为了使取样器的精馏原理得以应用,建立4常见故障及维护
过滤段和回流段的温度梯度是一个很关键的问题,4.1超温关断阀动作频繁和涡管风量变化问题
影响温度平衡的主要因素:试样流量、泠却气流
排除工艺试样、仪表风和环境温度的改变外,
量、环境温度。试样流量可由根部阀调节?为使试主要是温控系统的参数设置问题?
样有足够的上升压力,一般使阀全开。通过对过滤
a)自动整定参数。控制器自动根据响应,确
段进行电伴热、隔热和对回流段添加外壳、加热等定PID)控制的有效参数,一般不推荐使用。
措施,可在一定的范圃内减小环境温度的影响。而
b)手动控制。可以手动更改PID控制参数,
冷却气流量是可以通过温控器和相关调节阀来控一般是先记录控制状态较好时的参数,再在此基础
制的。根据维护经验,过滤段中部混度为50~上进行调节。先调P使输出温度能在设定温度的
75℃,为了得到合格的试样,该仪器的回流段出口合适范围内变化(土2℃),再调1,进一步减小样气
温度设为5~10℃
温度的波动幅度,最后调D,使示值变化减慢。在
3.1对过滤回流段进行电伴热和隔热保温
PID1菜单查看或改变输出1的微分项或比例项及
根椐温控要求,过滤回流段温度在50~75℃积分项,经过跟踪调试,4,5,6月份设定温度为
之间,为此,在该段缠绕了可进行控温的电伴热带,5℃,比例度为12.0,积分为0.15s,微分为
并把其温度设定在65℃。根据新疆冬季现场环境0.06s;7,8,9月份温度改为7℃,比例度为11.8,
温度的特点,当环境温度低于0℃,应有隔热保温积分为0.16s,微分为0.06s;10,11,12月份温度
设施。