重油催化裂化裝置控制方案的優(yōu)化

王 喆 趙一先

（中國(guó)石油蘭州石化公司a.機(jī)動(dòng)處；b.檢維修中心）

2019年大檢修期間，對(duì)年產(chǎn)300萬(wàn)噸重油催化裂化裝置進(jìn)行MIP工藝改造（降低汽油中的烯烴和硫含量，提高裝置的重油處理能力），主要改造催化裂化裝置提升管反應(yīng)部分，MIP改造完成后將在汽油辛烷值不降低的情況下，最大限度地降低汽油的烯烴含量，以滿足車用乙醇汽油調(diào)和組分油國(guó)Ⅵ（B）標(biāo)準(zhǔn)。此次改造中，將部分控制方案進(jìn)行了優(yōu)化。

1 主風(fēng)聯(lián)鎖投用

年產(chǎn)300萬(wàn)噸重油催化裂化裝置主風(fēng)聯(lián)鎖有一再主風(fēng)流量低低聯(lián)鎖和二再主風(fēng)流量低低聯(lián)鎖，從裝置建成至今，一再、二再主風(fēng)流量低低聯(lián)鎖從未投用，一直處于聯(lián)鎖切出狀態(tài)。雖然二再主風(fēng)流量的安裝方式在2014年檢修時(shí)改為直接安裝方式，儀表風(fēng)帶水情況明顯少于一再，但工藝一直以不穩(wěn)定為由未投用。2018年1月15日，機(jī)動(dòng)處組織煉油廠等相關(guān)部門召開(kāi)“聯(lián)鎖變更討論專題會(huì)議”，決定對(duì)一再、二再主風(fēng)流量低低聯(lián)鎖進(jìn)行變更。

2019年大檢修期間，在工藝出具聯(lián)鎖變更手續(xù)后，將年產(chǎn)300萬(wàn)噸重油催化裂化裝置一再、二再主風(fēng)流量低低聯(lián)鎖由兩個(gè)“二取二”聯(lián)鎖合并為一個(gè)“四取三”聯(lián)鎖（圖1），即：

圖1 主風(fēng)流量“四取三”聯(lián)鎖邏輯

a.一再大環(huán)主風(fēng)流量FIC3121A與一再小環(huán)流量FIS3120之和不大于750Nm3/min；

b.一再大環(huán)主風(fēng)流量FIC3121B與一再小環(huán)流量FIS3120之和不大于750Nm3/min；

c.二再主風(fēng)流量FIC3122A不大于750Nm3/min；

d.二再主風(fēng)流量FIC3122B不大于750Nm3/min。

以上4個(gè)條件中有3個(gè)同時(shí)成立時(shí)，啟動(dòng)主風(fēng)流量低低聯(lián)鎖。同時(shí)，對(duì)聯(lián)鎖動(dòng)作延時(shí)10s，ESD自動(dòng)彈出對(duì)話框，由操作人員判斷聯(lián)鎖輸出是否正確。在2019年大檢修完成7月開(kāi)工至今，該聯(lián)鎖就一直投用。

2 分餾塔塔頂控制蝶閥控制方案的優(yōu)化

年產(chǎn)300萬(wàn)噸重油催化裂化裝置再生器與沉降器壓差是催化裝置建立正常流化、保證裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行的主要參數(shù)。催化分餾塔塔頂冷凝器入口原控制方案設(shè)計(jì)由6個(gè)手操器分別控制6臺(tái)風(fēng)動(dòng)蝶閥，在2019年MIP工藝改造時(shí)又增加了2臺(tái)風(fēng)動(dòng)蝶閥，8臺(tái)風(fēng)動(dòng)蝶閥用于控制裝置開(kāi)工時(shí)的噴油量，維持沉降器壓力的平穩(wěn)。避免了由于裝置在開(kāi)工噴油時(shí)，操作時(shí)間短、步驟復(fù)雜、要求高、難度大，稍有不慎就可能造成開(kāi)工失敗、設(shè)備損壞甚至裝置爆炸等惡性事故。改造前分餾塔噴油控制流程如圖2所示。

圖2 改造前分餾塔噴油控制流程

根據(jù)工藝狀況，對(duì)該控制回路的控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，將原設(shè)計(jì)的由8個(gè)手操器（HC3201A～H）分別控制8臺(tái)風(fēng)動(dòng)蝶閥的單一控制方案，優(yōu)化為再增加1個(gè)總控制器HS3201進(jìn)行串控，即8個(gè)手操器分別手動(dòng)調(diào)節(jié)和1個(gè)總調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的可選控制方案，優(yōu)化后的控制方案如圖3所示。裝置在開(kāi)工時(shí)，投入該調(diào)節(jié)方式操作總調(diào)節(jié)器，只需將HC3201A～H控制方式選為CAS模式，就能快速準(zhǔn)確地將8臺(tái)風(fēng)動(dòng)蝶閥調(diào)節(jié)到需要的同一開(kāi)度，簡(jiǎn)化了操作人員操作的步驟，降低了操作難度，使控制更加平穩(wěn)精準(zhǔn)，使8路油氣均勻進(jìn)入后續(xù)冷凝器，保證了裝置順利開(kāi)工和后續(xù)設(shè)備的安全。

為了避免8個(gè)調(diào)節(jié)回路在投用過(guò)程中由于操作不當(dāng)引起沉降器超壓，優(yōu)化方案中還增加了對(duì)總手操器輸出的下限限位，使蝶閥最小開(kāi)度不小于12%。為保證在裝置正常開(kāi)工時(shí)，操作人員能夠?qū)γ颗_(tái)閥根據(jù)裝置運(yùn)行要求進(jìn)行個(gè)別調(diào)節(jié)，方案保留了原控制方案8臺(tái)風(fēng)動(dòng)蝶閥手操器分別控制調(diào)節(jié)各自對(duì)應(yīng)閥門的手動(dòng)調(diào)節(jié)，單獨(dú)調(diào)節(jié)某閥只需將該控制閥的模式改為自動(dòng)就可獨(dú)立調(diào)節(jié)。

優(yōu)化后，裝置開(kāi)工，工藝反應(yīng)效果很好，保證了裝置開(kāi)工的順利、平穩(wěn)。

圖3 優(yōu)化控制方案

3 全流程自動(dòng)控制優(yōu)化

年產(chǎn)300萬(wàn)噸重油催化裂化裝置的自控率在80%左右。

為了提高裝置的自控率，在2019年檢修期間對(duì)裝置的部分控制回路進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，部分單回路調(diào)節(jié)改為選擇控制，如分餾塔液位LC3201實(shí)際依靠油漿外甩流量F3224控制，將油漿外甩流量F3224改為自控回路FC3224（反作用），與分餾塔液位LC3201構(gòu)成選擇控制，組態(tài)邏輯如圖4所示。一些串控，如一再密相溫度TC3125與風(fēng)量FC3123構(gòu)成串級(jí)控制、二再稀相溫度TC3102與FC3124構(gòu)成串級(jí)控制。實(shí)際中風(fēng)量變化對(duì)機(jī)組和鍋爐影響較大，此次優(yōu)化取消了原串級(jí)控制，修改TC3125和TC3102為顯示儀表，保留風(fēng)量FC3123與FC3124單回路控制。此次全流程共優(yōu)化了10個(gè)回路。為了提高裝置的自控率，在滿足工藝操作的基礎(chǔ)上優(yōu)化調(diào)整了20個(gè)控制回路的軟限位。通過(guò)此次優(yōu)化，年產(chǎn)300萬(wàn)噸重油催化裂化裝置的自控率在控制平穩(wěn)率平臺(tái)提升為97%。

圖4 分餾塔液位組態(tài)邏輯

4 結(jié)束語(yǔ)

以裝置大檢修為契機(jī)，通過(guò)對(duì)年產(chǎn)300萬(wàn)噸重油催化裂化裝置的主風(fēng)聯(lián)鎖進(jìn)行投用，對(duì)部分控制回路進(jìn)行優(yōu)化，使得裝置的聯(lián)鎖投用率達(dá)到了100%，裝置自控投用率也由原來(lái)的80%左右提升到了97%，為裝置的安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行提供了保障。