遠(yuǎn)程控制技術(shù)在加氫工藝中的應(yīng)用探討

徐興開(kāi)

摘 要：加氫工藝亦稱加氫技術(shù)，指在一定溫度和氫壓下通過(guò)催化劑的作用使原料油與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)，一般用于提升油品質(zhì)量、從重油中提取輕油等工業(yè)生產(chǎn)。傳統(tǒng)的加氫工藝一般都是現(xiàn)場(chǎng)控制，本文通過(guò)對(duì)一種遠(yuǎn)程控制設(shè)備的加氫工藝進(jìn)行分析并總結(jié)一些經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：加氫工藝;遠(yuǎn)程控制

1 加氫工藝技術(shù)實(shí)測(cè)分析

1.1 加氫工藝組織流程

例如，某煉油廠計(jì)劃興建一套合成氨設(shè)備，其以副產(chǎn)品油田氣為制備氨氣的原料，但其出產(chǎn)的油田氣含硫量較高，需加入氫氣脫硫。該煉油廠并無(wú)氫氣生產(chǎn)設(shè)備，但其乙烯裂解工藝中出產(chǎn)富余氫氣，可作為氫氣的主要來(lái)源。乙烯裝置產(chǎn)富余氫氣引入后，加氫路線102-J有入口加氫和間段加氫兩種線路設(shè)置，氫氣在102-J入口加入或間段加入;油田氣經(jīng)最左端控制閥放入，在過(guò)濾器101-L進(jìn)行過(guò)濾提純，通過(guò)102-J后油田氣與氫的混合氣經(jīng)手動(dòng)打開(kāi)控制閥后進(jìn)入加熱盤(pán)管，溫度提升到370℃后去101-D進(jìn)行脫硫處理，油田氣中的有機(jī)硫化物與氫氣反應(yīng)生成硫化氫脫硫。

1.2 調(diào)試后加氫工藝設(shè)備現(xiàn)狀

該工藝采用手動(dòng)啟閉控制閥對(duì)加氫量的控制精度不足，調(diào)整量和分析作業(yè)有滯后現(xiàn)象[1]。工藝結(jié)束后加氫反應(yīng)器出口處的氫氣含量應(yīng)在3～5.5%之間，但手動(dòng)控制時(shí)氫氣含量一直不能趨于穩(wěn)定，有必要引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。

1.3 調(diào)試后壓力監(jiān)測(cè)

①油田氣壓力：在102-J原料氣壓縮機(jī)入口前壓力表顯示入口壓力為0.42MPa，經(jīng)過(guò)低壓缸后加壓至1.6MPa，經(jīng)過(guò)高壓缸后加壓到4MPa;②乙烯加氫壓力：乙烯加氫初始?jí)毫υ?02-J原料氣壓縮機(jī)入口前常壓約為2～3.5MPa之間，此常壓經(jīng)常高于低壓缸常壓，應(yīng)在低壓缸與高壓缸之間段引入較為合理。

2 加氫工藝設(shè)備產(chǎn)生的問(wèn)題

2.1 氫氣初始?jí)毫^(guò)高

乙烯加氫路線102-J入口加氫的控制閥采用人員調(diào)節(jié)，但對(duì)調(diào)節(jié)量、啟閉時(shí)間沒(méi)有直觀的測(cè)量數(shù)據(jù)，全憑感覺(jué)控制啟閉時(shí)間，瞬間通過(guò)控制閥的氫氣量有時(shí)過(guò)多有時(shí)過(guò)少。當(dāng)過(guò)多時(shí)102-J低壓缸內(nèi)氣壓過(guò)大導(dǎo)致緊急控制系統(tǒng)開(kāi)啟而停產(chǎn)。

2.2 化驗(yàn)分析時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

D鈷鉬加氫反應(yīng)器出口處所產(chǎn)生的新原料氣需要對(duì)其進(jìn)行氫含量檢測(cè)，但每次檢測(cè)需要30min左右，總流程停工時(shí)限約6-7h，缺乏時(shí)效性，對(duì)加氫調(diào)節(jié)也是一種阻礙。

3 遠(yuǎn)程控制技術(shù)探討

受加氫工藝缺乏人工判斷依據(jù)導(dǎo)致對(duì)加氫量的控制能力不足問(wèn)題困擾，可采取在102-J原料氣壓縮機(jī)處入口增設(shè)自動(dòng)化流量表等辦法進(jìn)行調(diào)節(jié)[2]。①增設(shè)流量控制閥：乙烯加氫102-J原料氣壓縮機(jī)入口控制閥前增設(shè)帶物聯(lián)功能、帶流量孔板的可調(diào)節(jié)流量控制閥FRC-106A;②增設(shè)流量壓力表：在流量控制閥FRC-106A前增設(shè)帶物聯(lián)功能的流量壓力表;③遠(yuǎn)程儀表控制系統(tǒng)：具備物聯(lián)功能的流量表和控制閥FRC-106A接入遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中設(shè)置遠(yuǎn)程控制軟件和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件，機(jī)器學(xué)習(xí)軟件負(fù)責(zé)收集加氫壓力數(shù)據(jù)與加氫量，以101-D出口氫含量作為常量值域，通過(guò)形成函數(shù)曲線關(guān)系來(lái)確定102-J入口前加氫量與油田氣之間的壓力、流量關(guān)系，確定穩(wěn)定值域。

4 改進(jìn)后的遠(yuǎn)程控制加氫設(shè)備調(diào)試分析

4.1 壓力參數(shù)

采取改良措施后的102-J入口控制閥前流量表顯示，乙烯加氫的進(jìn)入常壓在1.0-1.5MPa之間，其加氫量可在選取油田氣進(jìn)入常壓值與氫氣濃度計(jì)算機(jī)上運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)算。

4.2 控制加氫量

根據(jù)中控軟件顯示的加氫量狀態(tài)對(duì)102-J入口控制電動(dòng)閥進(jìn)行緩慢開(kāi)啟，根據(jù)流量控制閥FRC-106A顯示的數(shù)值進(jìn)行加氫操作，直至達(dá)到加氫量指標(biāo)控制值。

4.3 測(cè)量富氫含量

在101-D鈷鉬加氫反應(yīng)器出口處對(duì)氫含量進(jìn)行化驗(yàn)分析，數(shù)值為4%左右，對(duì)流量控制閥FRC-106A進(jìn)行微調(diào)開(kāi)度與流量，使加氫反應(yīng)器出口的原料氣氫含量達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，并此標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)對(duì)流量控制閥FRC-106A進(jìn)行調(diào)節(jié)并記錄。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)程控制改造以后，加氫量的控制得到了數(shù)據(jù)化，進(jìn)入102-J入口所產(chǎn)生的氫氣過(guò)量導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)現(xiàn)象得到控制，不再成為生產(chǎn)隱患，并且啟停時(shí)間由手動(dòng)操作的6-8小時(shí)下降到了1小時(shí)左右，提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊海鵬，戴波.數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的應(yīng)用[J].新型工業(yè)化，2014，33（14）：262.