1. Panoramica
Il petrolio è una miscela complessa composta principalmente da idrocarburi. Le masse molecolari relative degli idrocarburi e dei composti non idrocarburici nel petrolio vanno da decine a migliaia, e i corrispondenti punti di ebollizione vanno dalla temperatura normale a oltre 500 gradi. Anche le strutture molecolari sono diverse.
L'industria della raffinazione del petrolio produce benzina, cherosene, diesel e altri combustibili e materie prime per l'industria chimica. È una delle industrie pilastro più importanti dell’economia nazionale. È legato all’ancora di salvezza economica del Paese e alla sicurezza energetica. È estremamente importante per l’economia nazionale, la difesa nazionale e lo sviluppo sociale. status e ruolo. Le potenze economiche mondiali sono tutte potenti nei settori della raffinazione del petrolio e dell'industria petrolchimica.
Il petrolio non può essere utilizzato direttamente come carburante per i motori di automobili, aeroplani, navi e altri veicoli da trasporto, né può essere utilizzato direttamente come lubrificanti, oli solventi, oli di processo e altri prodotti. Deve passare attraverso vari processi di lavorazione per ottenere vari prodotti petroliferi che soddisfino i requisiti di qualità. Prodotto.
La distillazione del petrolio e dei suoi prodotti è l'attrezzatura di base dell'unità di raffinazione del petrolio. È un'attrezzatura indispensabile per qualsiasi dispositivo di lavorazione primaria e lavorazione secondaria. Il petrolio greggio può essere frazionato in frazioni di benzina, cherosene e diesel mediante distillazione atmosferica. A causa delle diverse proprietà del petrolio greggio, alcune di queste frazioni possono essere utilizzate direttamente come prodotti, mentre altre devono essere raffinate o lavorate. L'olio atmosferico del fondo della torre viene distillato a pressione ridotta. A seconda della natura del petrolio greggio o del piano di lavorazione, le frazioni risultanti possono essere utilizzate come materie prime per il cracking (cracking termico, cracking catalitico, idrocracking, ecc.) o materie prime per olio lubrificante, oppure come materie prime per il crack dell'etilene. L'olio di fondo della torre del vuoto può essere utilizzato come materia prima per olio combustibile, asfalto, coking o altra lavorazione dell'olio residuo (deasfaltazione con solventi, cracking catalitico dell'olio residuo, idrocracking dell'olio residuo, ecc.).
Per la distillazione del petrolio greggio nel mio paese, le grandi raffinerie nazionali utilizzano generalmente apparecchiature atmosferiche e sotto vuoto che trattano da 2,5 a 2,7 milioni di tonnellate di petrolio greggio all'anno. È costituito da dissalazione elettrica, torre di distillazione iniziale, torre atmosferica, torre del vuoto, forno di riscaldamento atmosferico e riscaldamento sotto vuoto. È costituito da forno, distillazione del prodotto e sistema di vapore autogenerato. Questo dispositivo non solo produce benzina qualificata, cherosene per aviazione, cherosene per lampade e diesel, ma produce anche materie prime per cracking catalitico, materie prime per asfalto ossidato e olio residuo; per le raffinerie di olio lubrificante, deve anche produrre olio base lubrificante. Ogni raffineria utilizza diversi tipi di greggio e quando si cambia tipo di greggio è necessario modificare il piano di produzione. Il flusso di processo del dispositivo atmosferico e sotto vuoto di tipo olio combustibile è: quando il greggio viene inviato dalla zona del serbatoio al dispositivo atmosferico e sotto vuoto, la temperatura è generalmente di circa 30°C, e viene inviato allo scambiatore di calore per scambio termico attraverso la pompa del petrolio greggio. Dopo lo scambio di calore, la temperatura del petrolio greggio quando raggiunge i 110°C, entra nel serbatoio di dissalazione elettrico per la dissalazione primaria e la dissalazione secondaria. Dopo la desalinizzazione, si riscalda fino a circa 220°C attraverso lo scambio di calore ed entra nella torre di distillazione primaria per la distillazione. Il petrolio greggio sul fondo della torre di distillazione iniziale viene inviato dalla pompa allo scambiatore di calore in due modi per scambiare calore a circa 290°C. Viene inviato al forno di riscaldamento a pressione atmosferica in due modi e riscaldato a circa 370°C prima di entrare nella torre a pressione atmosferica. La benzina viene distillata dalla sommità della torre atmosferica, il kerosene viene distillato dalla prima linea laterale (indicata come prima linea), il diesel viene prodotto dalla seconda linea laterale (la seconda linea viene spesso definita seconda linea), i lubrificanti o i catalizzatori vengono prodotti dalla terza linea laterale, mentre i materiali catalizzatori vengono prodotti dalla quarta linea laterale. L'olio pesante sul fondo della normale torre a pressione viene pompato nel normale forno di riscaldamento a pressione, riscaldato a 390°C e quindi inviato alla torre a vuoto per la distillazione sotto vuoto. Ridurre la prima e la seconda linea per produrre lubrificante o materiale sollecitante e ridurre la terza e la quarta linea per produrre lubrificante.
2. Introduzione al processo
1. Sistema di scambio termico del petrolio greggio
Il petrolio greggio viene inviato dal serbatoio dell'olio all'ingresso della pompa del petrolio greggio mediante pressione statica. Il filtro davanti all'ingresso della pompa del petrolio greggio viene iniettato con demulsionante e acqua utili per garantire l'effetto della dissalazione elettrica, e viene trasportato dalla pompa nel serbatoio di dissalazione elettrico per la dissalazione e la disidratazione.
Sotto l'azione del campo elettrico generato dalla corrente alternata ad alta tensione da 12.000 a 24.000 volt nel serbatoio di dissalazione elettrico e dall'azione del demulsionatore, le minuscole goccioline d'acqua si aggregano in grandi goccioline d'acqua che si depositano e si separano dal petrolio greggio . Poiché la maggior parte del sale nel petrolio greggio è disciolto in acqua, la disidratazione include la desalinizzazione.
Dopo che il petrolio greggio esce dal serbatoio di dissalazione elettrico, l'alimentazione continua a scambiare calore con il petrolio ed entra nel 31° strato della torre atmosferica.
2. Sistema di distillazione iniziale
Dissalando, il petrolio greggio disidratato scambia calore a 215-230°C ed entra nella torre di distillazione iniziale. Dalla sommità della torre viene distillata la frazione con punto iniziale di distillazione di -130°C. Dopo la condensazione e il raffreddamento, una parte viene utilizzata per il riflusso nella parte superiore della torre e l'altra parte viene espulsa come materia prima di reforming o di dimensioni maggiori. Benzina pesante, nota anche come olio superiore iniziale.
3. Sistema a pressione normale
Il petrolio greggio dal fondo della torre di distillazione iniziale viene riscaldato a 350-365°C in un normale forno di riscaldamento a pressione e quindi entra nella normale torre di frazionamento a pressione. Il riflusso freddo viene convogliato nella parte superiore della torre per controllare la temperatura nella parte superiore della torre a 90-110°C. La temperatura aumenta gradualmente dalla sommità della torre alla sezione di alimentazione. Sfruttando i diversi intervalli di punto di ebollizione delle frazioni, la benzina viene emessa dalla sommità della torre, mentre il cherosene, il gasolio leggero e il gasolio pesante vengono emessi dalla prima linea laterale, dalla seconda linea laterale e dalla rispettivamente la terza linea laterale. Dopo che queste frazioni laterali vengono estratte in componenti leggeri utilizzando vapore surriscaldato in una normale torre di strippaggio a pressione, parte del calore viene recuperata attraverso lo scambio di calore e quindi raffreddata rispettivamente ad una determinata temperatura prima di essere inviata al dispositivo. La temperatura alla base della torre è di circa 350°C. L'olio pesante non vaporizzato sul fondo della torre viene utilizzato come olio di alimentazione per la torre del vuoto dopo che i componenti leggeri sono stati estratti mediante vapore acqueo caldo. Per rendere relativamente uniformi i carichi di vapore e liquidi in ciascuna parte della torre lungo l'altezza della torre e per sfruttare appieno il calore di riflusso, vengono generalmente inseriti 2-3 riflussi di circolazione intermedi tra le porte di estrazione laterali della torre Torre.
4. Sistema di riduzione della pressione
L'olio pesante sul fondo della normale torre a pressione viene pompato nel forno di riscaldamento a vuoto, riscaldato a 390-400°C e immesso nella torre di frazionamento a vuoto. Dalla sommità della torre non esce alcun prodotto. Dopo che il gas non condensabile separato è stato condensato e raffreddato, il gas non condensabile viene solitamente estratto con un eiettore a vapore a due stadi per mantenere la pressione residua nella torre a 1,33-2,66 kPa, in modo da garantire che l'olio sia completamente assorbito a pressione ridotta. Vapore fuori. Sul lato della torre, dalla prima e dalla seconda linea laterale vengono estratte frazioni di olio lubrificante o oli di alimentazione crackizzati di peso diverso. Dopo essere stati spogliati dal gas e raffreddati mediante scambio termico, una parte di essi può essere restituita alla torre per la circolazione e il riflusso, mentre una parte può essere inviata all'esterno del dispositivo. Il residuo del vuoto sul fondo della torre viene anche soffiato in vapore surriscaldato per estrarre componenti leggeri. Dopo aver aumentato la velocità di estrazione, viene estratto con una pompa. Dopo lo scambio di calore e il raffreddamento, viene scaricato dal dispositivo. Può essere utilizzato come carburante per uso personale o olio combustibile commerciale o come materia prima per l'asfalto. o materia prima per unità di deasfaltazione del propano per produrre ulteriormente lubrificanti pesanti e asfalto.
3. Circuito di controllo principale del dispositivo normale e del vuoto
La distillazione del petrolio greggio è un processo di produzione continuo. Un dispositivo atmosferico e sotto vuoto che processa 2,5 milioni di tonnellate di petrolio greggio all’anno ha generalmente da 130 a 150 circuiti di controllo. Di seguito vengono introdotti diversi cicli di controllo tipici.
1. Forno di decompressione
La pressione del vapore da 0,7 MPa nel forno di decompressione è controllata in intervalli separati. La pressione del vapore da 0,7 MPa nel forno di decompressione viene regolata aggiungendo vapore da 1,1 MPa o scaricando il gas di scarico nella rete di tubi di scarico da 0,4 MPa. L'utilizzo di DCS per controllare la pressione del vapore di 0,7 MPa viene calcolato e valutato tramite il modulo funzione DCS per ottenere un controllo a range suddiviso della pressione del vapore. Il segnale di rilevamento della pressione del vapore da 0,7 MPa viene inviato al regolatore del blocco funzionale, che emette un segmento da 4-12 mA per regolare la valvola di regolazione della rete di tubi di ingresso del vapore da 1,1 MPa ed emette un segmento da 12-20 mA per regolare la rete di tubi del gas impoverita da 0,4 MPa. valvola di regolazione. Questo in realtà si basa sullo schema di suddivisione del range rigido degli strumenti convenzionali per ottenere una regolazione del range di suddivisione per mantenere una pressione del vapore stabile di 0,7 MPa.
2. Controllo del carico termico di riflusso nella sezione centrale della torre di pressione normale e della torre di riduzione della pressione
La funzione principale del riflusso a stadio intermedio è quella di rimuovere parte del carico termico nella torre. Il carico termico del riflusso della sezione centrale è il prodotto della differenza di temperatura prima e dopo il raffreddamento del riflusso della sezione centrale mediante lo scambiatore di calore, del volume di riflusso della sezione centrale e del calore specifico. La portata di riflusso è determinata dalla dimensione del carico termico di riflusso nella sezione centrale. Il flusso di ritorno della sezione centrale è il percorso centrale del circuito ausiliario e il carico termico della sezione centrale viene utilizzato per collegare in cascata il flusso di ritorno della sezione centrale per formare un circuito di regolazione a cascata. Il blocco funzione Calcolatore DCS viene utilizzato per calcolare la differenza di temperatura prima e dopo il raffreddamento e per calcolare il carico termico. Il valore indicato per il carico termico del circuito principale viene fornito dal lavoratore o dal computer host.
3. Migliorare il controllo dell'efficienza termica del forno di riscaldamento
Al fine di migliorare l'efficienza termica del forno di riscaldamento e risparmiare energia, sono stati adottati metodi come il preriscaldamento dell'aria che entra nel forno, la riduzione della temperatura dei gas di scarico e il controllo del coefficiente d'aria in eccesso. Generalmente, il controllo del forno di riscaldamento utilizza i gas di combustione come vettore di riscaldamento per preriscaldare l'aria che entra nel forno. Controllando la pressione del forno su valori normali, si garantisce l'efficienza termica e il funzionamento sicuro del forno di riscaldamento.
4. Controllo della pressione del forno
Un trasmettitore di pressione micro-differenziale è installato nella camera da radiazione a convezione del forno a pressione normale e del forno a decompressione per misurare la pressione negativa del forno. L'attuatore a corsa lunga serve per regolare l'apertura del deflettore fumi tramite la biella. Mantenere la pressione normale nel forno.
5. Controllo del contenuto di ossigeno nei fumi
Generalmente, per misurare il contenuto di ossigeno nei gas di scarico viene utilizzato un analizzatore all'ossido di zirconio. Il contenuto di ossigeno viene utilizzato per controllare l'apertura del deflettore di ingresso del ventilatore e la quantità di aria che entra nel forno per ottenere il miglior coefficiente di aria in eccesso e migliorare l'efficienza termica del forno di riscaldamento.
6. Controllo della temperatura di uscita del forno di riscaldamento
Esistono due soluzioni tecniche per il controllo della temperatura di uscita del forno di riscaldamento, che vengono commutate tramite l'interruttore (o interruttore software) sulla schermata del processo del forno di riscaldamento. Una soluzione è controllare la temperatura totale in uscita insieme alle portate di olio combustibile e gas combustibile, e l'altra soluzione è bilanciare il controllo tra i valori di assorbimento di calore e di fornitura di calore del forno di riscaldamento. Il controllo del bilanciamento del potere calorifico richiede l'uso di molti blocchi funzione della calcolatrice per calcolare il potere calorifico e allo stesso tempo utilizzare il blocco funzione PID di controllo del potere calorifico. Il suo valore indicato è il prodotto della differenza tra la portata di alimentazione, il calore specifico, la temperatura di uscita di alimentazione e la temperatura di ingresso del forno di riscaldo, ovvero il valore endotermico. Il valore misurato è il potere calorifico dell'olio combustibile e del gas combustibile, ovvero il potere calorifico. Il controllo del bilanciamento del potere calorifico può ridurre il consumo di energia, funzionare senza intoppi e controllare la temperatura di uscita del forno in modo più efficace. Lo sviluppo e l'implementazione del sistema sfruttano appieno le capacità della strumentazione all'interno del DCS.
7. Controllo di disaccoppiamento della torre di pressione normale
La torre atmosferica ha quattro linee laterali. Le variazioni del volume di estrazione di qualsiasi linea laterale modificheranno il riflusso interno sotto il vassoio di estrazione, influenzando così la qualità del prodotto di ciascuna linea laterale al di sotto della linea laterale. In generale, il normale punto di distillazione iniziale della prima linea, il normale punto secco della seconda linea (90% punto secco) e la normale viscosità della terza linea possono essere utilizzati come indicatori di qualità durante il funzionamento. Al fine di migliorare la resa dell'olio leggero, garantire la qualità del prodotto di ciascuna linea laterale e superare l'influenza reciproca di ciascuna linea laterale, viene adottato il controllo di disaccoppiamento delle linee laterali della torre atmosferica. Prendendo come esempio la seconda linea costante, la quantità di prelievo costante della seconda linea può essere controllata dal flusso di prelievo della seconda linea, oppure può essere controllata dal metodo di disaccoppiamento e commutata dall'interruttore della schermata del processo. Il metodo di disaccoppiamento utilizza l'uscita del blocco funzione di controllo costante del punto secco di seconda linea moltiplicato per il ritardo della quantità di alimentazione di petrolio greggio come valore dato del blocco funzione di flusso di estrazione costante di seconda linea. Il valore misurato è la somma della portata della linea laterale, del valore di ritardo della portata della linea normale e del valore di ritardo del volume dell'olio distillato della torre normale.
Il blocco funzione ritardo viene utilizzato durante la configurazione e la costante del tempo di ritardo viene determinata mediante esperimenti. Questo metodo di controllo del disaccoppiamento del punto secco dall'alto verso il basso non solo modifica la portata di questa linea laterale, ma regola anche la portata della linea laterale successiva, stabilizzando così la qualità del prodotto di ciascuna linea laterale. Il controllo disaccoppiato aggiunge anche un feed-forward del flusso di petrolio greggio, che svolge un ruolo importante nel regolare funzionamento, nel superare i disturbi e nel garantire la qualità.
4. Schermate del progetto
