苯加氢工艺（精选7篇）
苯加氢工艺 篇1
环己烯及其下游产品涉及国计民生诸多领域。苯选择加氢与传统路线相比, 无安全隐患、资源节约和环境友好, 具有显著的经济和社会效益。本文, 笔者简述了郑州大学等单位经过10余年协同创新, 在苯选择加氢催化技术方面取得的进展, 包括主要科技创新、第三方评价和社会评价等。
一、苯选择加氢催化技术
苯选择加氢制环己烯催化剂和催化工艺统称苯选择加氢催化技术, 是以我国煤化企业、石化企业丰富的副产品苯为原料, 在催化剂作用下通过选择性加氢生产工业上具有广泛用途的环己酮、己二酸、尼龙-6和尼龙-66等产品, 用途涉及建筑、装饰、汽车、高铁、民用和国防工业等诸多领域, 在国民经济发展GDP中占有相当比重。苯选择加氢催化技术是针对我国企业采用的传统路线进行的重大技术创新, 从根本上避免了安全隐患, 实现了节约资源和环境友好, 推动了行业科技进步和经济增长方式转变。
传统的苯完全加氢路线, 经由苯完全加氢生成环己烷、环己烷氧化生成环己醇和环己酮的混合物 (KA油) , 进而生产下游产品。由于环己烷氧化属于自由基链反应, 容易发生爆炸, 苯单程转化率只能控制在3%~5%, 碳原子利用率85%左右, 同时产生大量废水和废气。
苯选择加氢技术路线克服了上述缺点, 在催化剂作用下, 经由苯部分加氢生成环己烯、环己烯水合生成环己醇, 进而生产下游产品。由于避免了环己烷氧化步骤, 杜绝了安全隐患。副产物只有环己烷又可充分利用, 碳原子利用率100%。苯单程转化率可控制在40%~60%, 氢气消耗仅为传统路线的65%左右, 资源节约、环境友好。
苯选择加氢催化技术是一个世界性技术难题, 迄今世界上只有日本实现了工业化。1995年河南省投巨资, 从日本引进该项技术。然而催化剂为旭化成公司所垄断, 关键技术受制于人, 严重制约了企业的经济效益和自主发展。苯选择加氢制环己烯催化剂和催化工艺的开发成功, 使我国成为世界上第二个实现苯选择加氢催化技术工业化国家, 终结了该项技术长期为国外发达国家垄断的历史。
二、主要科技创新
在河南省科学技术厅、教育厅和国家教育部大力支持下, 通过产学研结合和多学科优势集成, 采用催化剂开发→体系创新→配套装置和工艺集成→整体技术→推广应用等技术路线, 历时10余年协同攻关, 郑州大学等单位在苯选择加氢制环己烯催化剂和催化工艺、主要技术指标及多相催化机理等方面取得重大突破和技术创新。主要科技创新如下。
1. 开发了新型催化体系和催化剂制备技术, 催化剂应用性能指标居于国际领先水平。针对国际上苯选择加氢环己烯选择性和收率偏低等问题, 开发了两类新型催化体系和催化剂制备技术。
(1) 负载型Ru-M-B/ZrO2 (M代表Zn、Fe和Co等) 纳米非晶合金催化体系和制备技术。以微米级ZrO2作为分散剂, 将Ru和M的可溶性盐分散吸附在ZrO2内外表面上, 在室温下以硼氢化钠为还原剂, 采用化学还原法将Ru还原为金属态, B和M等以不同价态与Ru形成短程有序长程无序的Ru-M-B/ZrO2纳米非晶态合金, 对环己烯表现出很高的选择性。河南省科学技术厅组织的专家鉴定认为, 该催化体系和制备技术具有贵金属钌含量低、制备工艺简单、易于控制、生产成本低等优点;活性、选择性达到或超过进口催化剂水平。
(2) 非负载型Ru-M (M=Zn、Mn、Fe、Ce和La等) 纳米微晶催化体系和制备技术。首先, 利用溶胶-凝胶法制备Ru氢氧化物胶体, 在氢气氛下还原为纳米级Ru微晶, 然后, 利用原硅酸的网络结构将M的氧化物分散在Ru表面, 再通过在含有M的硫酸盐水溶液中预处理, 生成富含结晶水的碱式硫酸盐覆盖在Ru表面上, 形成具有稳定壳核层结构Ru-M催化体系。由于催化剂具有良好的亲水性和稳定性, 对环己烯表现出很高的选择性和收率, 苯转化率60%, 环己烯选择性80%以上, 环己烯收率50%以上, 明显高于国际上苯转化率40%, 环己烯选择性80%左右, 环己烯收率32%左右的主要技术指标。专家鉴定认为, 催化剂应用性能指标居于国际领先水平。
围绕该项技术创新, 郑州大学等单位申报3项国家发明专利, 其中2项已经授权, 完成3项河南省科学技术厅组织的成果鉴定。
2. 开发了新型反应装置和催化工艺, 实现了整体技术工业化, 使我国成为世界上第二个实现苯选择加氢催化技术工业化的国家。针对国际上苯选择加氢装置和工艺存在的问题, 利用产学研结合优势集成, 郑州大学等单位开发了新型反应装置和工艺技术, 申报两项国家发明专利。其中“一种苯选择性加氢装置”已经授权。该装置主要包括液相混合器、气相混合器、管式反应器、分离罐和膜过滤器等。避免了机械搅拌, 解决了机械密封依靠国外进口的难题。我国第一套自行设计建造的苯选择加氢10万t/a环己酮装置建成投产, 经过两年多的运转, 催化剂性能稳定, 装置和工艺运行良好, 使我国成为世界上第二个实现苯选择加氢催化技术工业化的国家。
3. 首次揭示了环己烯高选择性多相催化机理, 为技术创新奠定了坚实理论基础, 同时为催化剂设计和开发提供了新的思路和方法。对于环己烯高选择性多相催化机理, 国内外发表了大量研究论文, 提出了各种推测和假设, 但迄今缺乏直接的实验证据。本文, 笔者充分利用现代仪器和手段, 吸收近年催化科学研究进展, 第一次证实了助剂Zn在反应条件下与浆液中的ZnSO4生成难溶的碱式硫酸锌盐Zn ( (OH) 2) 3 (ZnSO4) (H2O) x (x=0, 0.5, 3或5) , 化学吸附在Ru表面上形成稳定的滞水层, 将原本疏水的Ru催化剂表面变为亲水性, 对提高环己烯选择性起着关键性作用。同时由于Ru和碱式硫酸锌盐强相互作用, Zn部分电子向Ru转移, 以及Zn的集团效应和配位体效应, 对提高环己烯选择性起着辅助作用。在此基础上提出了环己烯生成反应主要发生在化学吸附有Zn ( (OH) 2) 3 (ZnSO4) (H2O) x的Ru催化剂表面上, 而环己烷生成反应主要发生在内表面上的观点, 首次从分子水平上揭示了环己烯高选择性多相催化机理。发明了利用原硅酸网络结构稳定碱式硫酸锌盐高分散在纳米Ru上以制备具有稳定壳核层结构催化剂制备技术, 实现了催化剂高活性与环己烯高选择性, 为技术创新奠定了坚实理论基础, 同时为催化剂设计和开发提供了新的思路和方法。
三、应用效果与评价
1. 应用效果。
新型催化体系和催化剂制备技术成果的应用已经产生显著经济和社会效益。仅第一套装置2010-2011年节支总额达3.178 4亿元。截至2012年年底, 将有4套装置建成投产, 每套装置可为国家节约专利技术使用费上亿元, 每年节约催化剂购买费上千万元, 同时每条新上生产线年可新增产值数亿元人民币。该项成果打破了国外技术垄断, 为我国节能减排、安全生产、资源节约和环境保护提供了技术支撑。
2. 相关评价。
新型催化体系和催化剂制备技术成果受到国内同行专家高度关注, 被写入研究生教材, 为学术期刊和媒体广泛报道。黄仲涛先生主编《工业催化剂设计与开发》研究教材中写道:采用化学还原法制备非晶态Ru-M-B/ZrO2 (M代表Zn, Fe, Co等) 催化剂, 用于苯部分加氢制环己烯, 实验结果表明, 在140℃和5.0 MPa条件下, 苯转化率为40%时, 环己烯选择性达到85%, 环己烯最高收率52.1%, 其催化性能超过了进口催化剂。该催化剂已显示出很好的应用前景。
《工业催化》中报道:由郑州大学化学系教授刘寿长主持的苯选择加氢制环己烯催化剂制备技术项目, 改写了我国长期不能生产环己烯及其下游产品的历史, 是一项重大技术突破。该技术的国产化可为国家节约专利技术使用费上亿元, 催化剂每年可为国家节约外汇上千万元, 同时每条新上生产线年可新增产值数亿元人民币。中国化工报、河南日报、中国化工信息网、人民网、教育技术资源网、大河论坛等媒体分别对该项技术研究进展进行了报道, 并给予很高评价。上述研究成果分别于2006年和2008年发表在国际性著名催化刊物《Applied Catalysis A》和美国《Chemical Engineering Journal”上, 得到了国际上的认可。
粗苯加氢装置扩能改造和系统优化 篇2
1 扩能改造后存在的问题
粗苯加氢装置通过强化工艺指标和生产操作管理,使粗苯加工量由每套10吨/年提高到11万吨/年。然而,随着粗苯加工量的提高,生产过程中存在的问题逐渐增多。
1.1 粗苯质量问题
我公司生产所需的粗苯90%要外部采购,随着国内粗苯加氢装置的增多、钢铁行业低迷和国家加大环境治理的力度,使得焦化生产能力下降,造成粗苯原料供应紧缺和质量降低。由于粗苯质量的降低,给粗苯加氢装置生产带来很大的困难。我公司曾出现过多次因粗苯质量问题,造成设备堵塞甚至系统停车以及产品收率降低。常见粗苯原料质量问题有掺水、甲醇、硫化物、无机盐类等。
1.2 设备堵塞问题
由于粗苯原料中重组分偏多,在生产过程中蒸发塔、预加氢反应器及其换热器因热聚合严重易发生堵塞现象。设备堵塞严重时需停工处理,对公司生产和经济效益产生极大影响。
1.3 精馏系统问题
随着精馏装置处理能力加大,BT质量差使精馏系统出现溶剂质量差、非芳含苯高、纯苯纯度低等问题。
2 改进措施
2.1 加强进厂粗苯质量管理
提高粗苯采购标准,在控制三苯含量的基础上增加馏程要求,提高粗苯颜色指标,采取增加原料的静置时间,强化过滤粗苯中的杂质操作,同时重点对粗苯含水、含甲醇、含硫、含氯等指标的检测,提高粗苯原料质量。
2.2 通过技术改造解决堵塞问题。
2.2.1 蒸发塔优化改造
原蒸发塔为带热虹吸重沸器的空塔设计,为有效控制设备结焦现象,我公司将原有的空塔蒸发塔改为带有10块塔盘的多段蒸发塔,并从高速泵引出一股轻苯作为蒸发塔顶回流,从而实现降低蒸发塔塔顶气相重组分的目的。
2.2.2 蒸发塔排液管线优化
蒸发塔排液管线原设计为排向废芳烃罐。由于粗苯中高沸点重组分偏多,在蒸发塔内会聚集塔底,易导致蒸发塔排液管线堵塞,不能实现排液。如果连续排放重组分液体,会导致轻组分排出损失物料,而且原设计重组分液体排到废芳烃罐要重新进入粗苯罐再加工,因此排出的重组分不断积累造成恶性循环。为此,我公司对蒸发塔排液管线进行了优化改造。经三级蒸发后的轻苯送入分段蒸发塔,塔顶气相送至预加氢反应器,少量的高沸点组分作为残渣从分段蒸发塔底部排出,送到残油闪蒸罐,部分轻组分得以回收送至脱重组分塔,重组分被送往罐区重苯产品罐。
通过对蒸发塔及相应管线进行优化技改,解决了加氢系统设备堵塞问题。图2为蒸发塔改造前后工艺路线对比。
2.3 通过技术改造解决精馏系统问题。
2.3.1 增加预处理装置
预处理就是在萃取精馏塔前对加氢油进行蒸馏,去除加氢油中的重组分,保持萃取塔进料质量的稳定,确保溶剂的质量。
图3和图4是增加预分馏塔前后工艺示意图。通过增加预分馏塔,能有效降低加氢油对萃取塔溶剂的影响,同时降低了非芳烃含纯苯,提高了纯苯纯度。在确保各产品质量的前提下,取消了甲苯塔。
2.3.2 更换萃取塔和溶剂回收塔塔内件
萃取精馏塔由于设计和设备老化等原因,装置在较高负荷运行时常出现液位波动影响产量现象。通过更换高效率塔盘后,萃取塔运行更加稳定。同时,进一步提升了精馏装置加工量,大幅降低了非芳烃中含苯量。
3 运行情况
系统改造后运行状况良好,加氢系统设备堵塞情况得到了显著改善,萃取塔运行更加稳定。单套装置精馏进料量从改造前的每小时11.5吨提高到了19吨,两套装置粗苯加工量达910吨/天,比原设计日粗苯加工量增加310吨/天。苯利润按300元/吨计,则1年新增粗苯加工量所产生利润:310吨/天×300元/吨×330天/年=3069万元;非芳烃中含苯由改造前的50%降到20%以下,纯苯收率由改造前的66%提高到67.9%,一年可从非芳烃中回收纯苯5700吨,纯苯和非芳烃价差按1500元/吨计,5700吨/年×1500元/吨=855万元。因此,通过扩能改造每年可增收利润3069+855=3924万元。
4 结论
气相色谱法分析加氢苯中痕量噻吩 篇3
1 实验部分
1. 1 仪器和试剂
1. 1. 1 仪 器
气相色谱仪: 日本岛津GC - 2014气相色谱仪;色谱柱: DB - Wax毛细管柱;
检测器: PFPD;
数据处理: GCsolution色谱工作站;进样器: 1μL微量注射器;
分析天平: 分度值0. 1 mg。
1. 1. 2 试 剂
噻吩(色谱纯); 无噻吩苯(分析纯)。
1. 2 色谱条件
气化室温度: 250℃ ; 检测器温 度: 240℃ ; 柱箱温:50℃ ,保持3 min,以25℃ / min的速率程序升温至100℃ ,保持2 min; 载气线速度: 30 cm/s; 氢气流量: 50 m L/min; 空气流量: 60 m L/min; 尾吹流量: 60 m L/min; 分流比: 不分流;色谱柱: DB - Wax。
1. 3 噻吩标准溶液配制
1. 3. 1 无噻吩苯的配制
无噻吩苯: 取纯苯600 mL于1000 m L的分液漏斗里 (同时制作三份) 加入硫酸100 m L,振荡5 min,静置,分离弃去下层硫酸,然后加用于洗净的吲哚醌 - 硫酸溶液100 m L振荡5 min,静置,分离弃去下层硫酸直至吲哚醌硫酸层不变色为止。加200 m L蒸馏水,振荡5 min静置,分离弃去水层,加10% Na OH溶液200 m L振荡5 min,分离弃去Na OH溶液,再加200 m L蒸馏水,洗净(约4次)直至在洗净后的蒸馏水中加入酚酞指示剂不变色为止。然后用无水氯化钙脱水。取试样50 m L,放入100 m L的具塞量筒中,并加入吲哚醌 - 硫酸溶液10 m L,振荡5 min,静置10 min。
1. 3. 2 噻吩标准溶液配制
称取0. 01 g噻吩 (称准至0. 0002 g) 于装有1 /3无噻吩苯的1000 m L棕色容量瓶中,用无噻吩苯稀释至刻度,摇匀,得到10 mg/kg噻吩标准溶液; 再分别取上述标准溶液0. 5、2、3、6、12、18 m L于100 m L棕色容量瓶中,用无噻吩苯稀释到刻度,摇匀,配制成一系列浓度噻吩标准溶液。
1. 3. 3 标准曲线绘制
用配制的标准溶液,在1. 2色谱条件下进行分析,记录峰面积,绘制标准工作曲线,标准曲线选择二次函数类型,结果见表1和图1。
用二次函数曲线方程对标准曲线实验结果进行拟合:
a = - 3. 894994e - 013b = 1. 898241e - 006
c = 0. 1527275
R = 0. 9993953
可见,相关系数较高 (R2= 0. 999) 。
1. 3. 4 加氢苯样品分析
色谱仪运行稳定后,取0. 2μL样品进行分析,得出典型色谱图见图2。
2 结果与讨论
2. 1 色谱条件的选择
2. 1. 1 气化温度和检测器温度
气化室温度要高于所有样品的气化温度,检测器温度应比进样口温度高10℃,噻吩的沸点为84℃,加氢苯沸点为80. 1℃,而当气化室温度升到足够高时,可以使样品瞬间汽化,避免样品汽化时间长而导致柱效下降,经过多次实验,确定气化室适宜温度为250℃ ,检测器适宜温度为240℃。
2. 1. 2 气体流速
为确定最佳气体流速,氢气、空气按配比30∶60、40∶60、50∶60分别进行样品分析,发现在氢气∶空气为50∶60时峰形较好。
2. 1. 3 检测器选择
苯和噻吩沸点接近,采用FID检测器很难将其分开,FPD检测器虽然对硫具有高选择性,但其火焰保持静止,检测过程中容易发生淬火,而PFPD检测器具有很多优异性能: 不灭火,有自净作用,故长期稳定性好; 灵敏度比通常FPD高10倍;激发态硫的发射与烃类物质的发射在时间上被区分开,硫对烃类物质的选择性增加了10倍。
2. 2 定性依据
先用无噻吩苯进样,得到无噻吩苯色谱图,在无噻吩苯中加入痕量噻吩,进样,根据出现的色谱峰来定性噻吩。
2. 3 定量方法
根据PFPD检测器性质,并且只需要加氢苯噻吩含量这一项数据,综合考虑实验数据的准确性,操作的简便性及分析时间等方面综合考虑,采用多点外标法进行定量分析。
2. 4 精密度试验
测定2个不同浓度噻吩标样,结果见表2。
续表2
70. 3331. 15380. 3231. 13590. 3311. 128100. 3331. 132110. 3671. 128120. 3431. 127平均值0. 3531. 142
标准偏差0. 01520. 0128相对标准偏差 /%4. 41. 1
重复性(允差) /%55
由表3可见,此气相色谱法测定加氢苯噻吩的允差为4. 4%,具有较高的精密度,且精密度优于分光光度法(允差为5%)。
2. 5 比对试验
分别采用气相色谱法及分光光度法测定同一加氢苯试样的噻吩含量,用t检验法检验两种分析方法之间有无显著性差异。数据结果见表3。
由表3可知,t计算值小于表中查的t值,说明两种分析方法没有显著性差异,方法准确度较高。
2. 6 最小检测浓度
为考察本方法的最小检测浓度,配制了浓度为0. 00793 mg/kg的噻吩标样,在表1所列色谱条件下进样分析,所得色谱图见图3,图3中峰高为280μV,约为基线噪声(50μV)的3倍多。因此,本方法的最小检测浓度可至0. 01 mg/kg。
3 结 论
与分光光度法和其他气相色谱法相比,本方法操作简单,可快速、准确测定加氢苯中痕量噻吩,分析时间由超过1 h缩短至15 min,废液量由200 m L减少至零,实验室环境明显改善; 本方法可以测定加氢苯噻吩的最小检测浓度0. 01 mg/kg,低于分光光度法的0. 1 mg/kg。
参考文献
[1]李志平,马伟锦.气相色谱法测定苯中噻吩含量[J].河北化工,2006,29(4):48-49.
[2]Q/SH PRD118-2011工业用纯苯[S].
[3]GB/T 2283-93焦化苯[S].
[4]GB/T 14327-2009苯中噻吩含量的测定方法[S].
[5]Q/BQB 002-2008附录A苯中噻吩含量的测定方法[S].
苯加氢工艺 篇4
1 苯加氢精制工艺分析
1.1 高温加氢精制
高温高压条件下苯加氢生产, 是在600℃、6MPa、催化剂作用下进行的。化学反应包括气相催化两段加氢的过程, 将苯系物中的烯烃、环烷烃、硫化物、含氮物通过加氢反应转化成相应的饱和烃苯系物在催化剂的作用下发生加氢和脱烷基反应, 最终转化成苯与低分子烷烃, 通过以上反应可生产高纯度苯。
1.2 低温加氢精制
苯加氢的低温加氢精制工艺是在低于380℃、低于3.0MPa、添加催化剂条件下进行气相催化或液相分段加氢的过程, 将苯系物中的烯烃等化合物通过加氢反应转化成相应的饱和烃, 通过萃取精馏技术将芳烃与其他化合物分离。通过精馏生产高纯度苯化物。
2 环评共性问题
2.1 废气分析
苯加氢生产过程会发生物流会流失, 苯、甲苯、二甲苯等有机废气对周围环境产生污染, 对人体健康造成危害, 苯及苯系物是有毒、有害、易燃、易爆的危险化学品, 苯加氢精制废气理化性质见表1。此外, 苯加氢生产过程需要蒸汽, 如果没有蒸汽来源, 还要新建燃煤蒸汽锅炉, 燃煤锅炉还会产生烟尘、SO2、等环境污染, 涉及燃煤锅炉废气达标排放等环境问题[2]。
2.2 废水治理
苯加氢生产过程不仅产生废气, 还会产生污水, 这类污水有机物浓度高, 高氨氮、高化学需氧量且较难用生物法处理, 因此高浓度废水要经过焦化厂初步处理后才能排入城市污水处理厂, 经过对我国各地焦化厂生物脱氮装置的分析和研究, 发现目前正在运行的好氧池化学需氧量的容积负荷比初步设计使用的负荷参数要低50%, 详见表2, 这项设计参数对污水处理效果有关键性的影响。
2.3 环境风险分析
苯加氢精制工程的环境风险较大, 主要影响因素是原料和产品都是易燃易爆的危险品。环评时应重点分析筛选出主要风险因子, 分析判断建设项目运行后的事故率、总体损失和环境影响水平。环境风险预测分析成为苯加氢工程必须解决的共性问题[3]。
2.4 清洁生产分析
苯加氢精制工程采用轻污染、低能耗的清洁生产工艺是一个发展方向, 苯加氢行业的高污染、高能耗严重制约了苯加氢精制项目的发展。如何减少污染, 降低能耗实现清洁生产成为本工程在生产工艺改进的前提条件, 还要在产品、成本等方面进行分析, 因此清洁生产分析为该项目必须解决的共性问题。
3 节能环保控制措施
3.1 废气控制措施
为了防止扬尘煤场四周应设挡墙, 并采取措施减少粉尘, 如洒水、加防尘网等。采取相应措施后粉尘可减少90%;选取新型燃煤锅炉增加燃煤效率, 控制效果在95%以上;燃煤中添加脱硫剂, 脱硫可达65%以上;尾气排放系统采用布袋除尘器, 除尘可达99%。粗苯加氢装置产生的可燃性气体直接排除会造成污染, 将其送至煤气管道可以二次利用, 同时废气利用还可以节约能源。苯、甲苯、二甲苯等污染物可使用内浮顶装置, 效果在95%之上。
3.2 废水治理措施
预蒸馏水塔分离出的废水含有化学需氧量、苯系物、氨氮等, 建议先蒸氨再进入厂区酚氰废水处理站净化。苯塔回流槽分离的废水处理方法同预蒸馏水塔废水处理方式。生产净废水通过市政管网进城市污水处理厂。
3.3 固废及其控制措施
锅炉的燃料破碎粉尘及运转站回收的粉尘可返回原料煤中再利用。除尘系统的粉尘和燃烧废渣能用于建筑材料加工。可以设置50kg镀锌铁桶用于储存废催化剂、萃取剂, 处置场须设置围堰, 地面做防渗, 并保证空气的流通防止废气与空气混合产生爆炸性气体或者毒气积聚, 同时设置危险废物标识。
4 结语
本文提出了技术上可行、经济上合理的苯加氢精制工程污染治理措施, 从而使苯加氢精制工程产生的环境问题控制在可以接受的水平上。
参考文献
[1]江大好, 宿亮虎, 等.焦化粗苯的组成及其加氢精制工艺技术的开发[J].现代化工, 2009, 05.
[2]李俊勤.苯加氢精制过程危险源辨识与评价技术研究[J].河南理工大学, 2012, 06.
苯加氢工艺 篇5
关键词：尾气,燃烧,节能,环保
密闭式尾气焚烧器系统可保证生产装置正常或事故排放时能够及时、安全、可靠地在钢塔中排放燃烧, 并满足国家现行相关标准和环保要求, 燃烧时外部无明火, 热辐射低, 特别要确保其达到相关防火规范中对防火间距的要求。
1 污染现状及存在的环境问题
企业排放尾气以苯、二甲苯、甲苯等有毒有害物质为主, 危害人体健康和周围环境, 且易燃易爆。现行工程建设火炬为简易的高架火炬, 该方式有占地多、热辐射区域大等弊端, 尾气不能够及时、安全、稳定、可靠地燃烧, 且火炬距离周围建筑仅为18m左右, 其安全防护距离不能满足国家规定的75m的要求。
2 密闭式尾气焚烧器系统工艺技术方案
密闭式尾气焚烧器放空气分1期真空尾气DN100、2期真空尾气DN100和粗苯加氢装置放空气D N350三路排放管线分别接入密闭式尾气焚烧器界区。其中真空尾气放空气管线经阻火器后进入燃烧器燃烧, 此管线为常开状态;粗苯加氢放空气管线进入分液罐分离出夹带的液滴然后再分成为3路, 进入3级分段燃烧控制, 总共采用23个燃烧器。
其中, 粗苯加氢管线放空气分为3级;第1级排放管线DN100为常开, 经过阻火器然后进入燃烧塔通过2只燃烧器燃烧;第2级排放管线D N250上设置气动切断阀, 进入燃烧塔后通过9只燃烧器燃烧;第3级排放管线D N250上设置气动切断阀, 进入燃烧塔后通过10只燃烧器燃烧。
1期和2期真空尾气放空气分为一级;排放管线D N100为常开, 分别经过独立的阻火器然后进入燃烧塔分别通过各自独立的1只燃烧器燃烧;各级燃烧器管线上的气动切断阀处均设旁路, 旁路上设置爆破膜片阀组以确保地面焚烧系统的安全。
3 密闭式尾气焚烧器点火系统
密闭式尾气焚烧器系统为3只长明灯设置6套防爆高能点火装置, 每一只长明灯配置了2套点火装置, 以保证长明灯被可靠点燃。这3只长明灯设置在第一级密闭式尾气焚烧器燃烧器及1期及2期真空尾气燃烧器旁边。
4 密闭式尾气焚烧器系统主要设备技术特点
4.1 钢结构地面燃烧塔 (包括挡风墙)
燃烧炉体总高度25m, 直径6m, 材料为16MN。挡风墙直径9.5m, 高6m, 为钢筋混凝土结构。钢塔下部约2m处为无遮掩引风结构。
密闭式尾气焚烧器系统由内外设备组成, 内部有成排的燃烧器, 所有的管线作保温隔热处理以避免燃烧过程中的热辐射;挡风墙将燃烧器与外部辅助设备分隔开, 考虑到空气的流进, 挡风墙的底部被架空, 但仍可以通过在挡风墙的支撑结构上增加面板来屏蔽掉热量。
4.2 消音挡风墙
辐射围墙设计有以下几个功能:
(1) 防止任何人员进入密闭式尾气焚烧器围墙;
(2) 减少围墙外部可见火焰和使辐射达到合格的水平, 挡风墙将密闭式尾气焚烧器的热量吸收从而不使其向外和四周扩散。挡风墙外面的辐射热低于1.58KW/m2。
(3) 作为空气自然引射的通道, 空气可以从挡风墙上方和下部同时进入;
(4) 防止强风直接吹入燃烧塔内部影响燃烧器稳定燃烧;
空气的供应与燃烧废气的喷射速度有关, 空气供应是从围墙上方和下面的架空的地方自然通风进来的。自然通风是密闭式尾气焚烧器最好的送风方式。
钢塔内部1m以上衬陶瓷纤维耐火材料, 可持续使用在1200℃的环境中, 可承受雨水、烟气的冲刷, 同时有吸音降噪的作用。挡风墙起到吸音降噪、防止热辐射外泄一级抵抗强风影响燃烧的作用。
炉体由十多根水泥柱支撑, 为保护水泥柱免受辐射热, 做隔热处理。
炉体内管线作隔热处理。
钢塔底部铺设有小卵石, 以增加地面抗热辐射能力并有效抵消噪音。
塔体外上有窥视孔, 操作平台及检修爬梯均采用碳钢构成。
4.3 蒸汽消烟
本系统排放气中含有部分重组分气体, 因此设置蒸汽消烟系统。
普通的火炬烧嘴均采用扩散燃烧方式, 这种燃烧方式由于排放气体未预先与空气混合, 燃烧所需要的空气只能依靠扩散作用从周围大气中获得, 由于供养不足, 烃类气体燃烧时, 从烃类热分解出来的有些碳粒, 不能产生二氧化碳, 有些烃类还能聚合成高分子量的烃类, 这些碳粒和高分子量的烃类, 在大气中冷却成为烟雾和烟尘。特别是装置大量排放时更容易造成排放气燃烧不完全而产生黑烟, 对环境造成污染。
因此为了消除排放气燃烧黑烟, 目前国内外普遍采用蒸汽助燃注入技术, 即按照排放气量的大小, 向烧嘴燃烧区域注入适量的蒸汽, 一方面降低火焰温度减少碳析, 另一方面高温下可促使蒸汽与碳发生水煤气反应, 从而消除碳析达到无烟燃烧。
整个塔体地震设防烈度为8度。土建时围墙内地面设置低点排水地漏, 防止下雨时积水。
4.4 密闭式尾气焚烧燃烧器
燃烧器系统要确保从燃烧区获得足够的机械动能来提高混合率。往往通过使用废气压力或通过注入蒸汽方式来产生。本系统采用特有梅花形烧嘴以最大限度的利用自然引射的空气。本系统共采用了23个梅花形烧咀, 在燃烧室内呈几何形状均匀布置, 排放气共分为三级燃烧控制。
燃烧器均采用镍基高温合金材料制作, 烧嘴作航空高温陶瓷处理, 大大延长使用寿命。
4.5 长明灯
系统设置3套长明灯, 安装在常开放空气管线的燃烧器附近, 每只长明灯配备2套防爆高能点火器, 可以在任何恶劣条件下点燃长明灯。
长明灯采用了低压、低热值专用结构, 引射空气预混;此长明灯具有以下结构:
(1) J C M-2型节能长明灯的头部是其关键部分, 采用镍基耐高温合金制成, 并作高温陶瓷处理, 在节省燃料气的前提下确保火焰有很好的刚性, 不易被吹灭。
(2) 节能长明灯头部上防风罩, 可增强抗风能力。
(3) 长明灯组件头部设引射喷嘴、防风罩;
(4) 长明灯上设有测温铠装热电偶, 通过检测温度及时把长明灯燃烧情况反馈给地面的控制系统。
4.6 引火筒
采用多级引射器, 在防风筒上开有多个长孔, 进一步引射空气, 使燃料气与空气充分预混, 节能效果好, 火焰长, 刚性好, 易点燃, 点火成功率极高。点火电咀安装结构先进合理, 远离高温区, 使用寿命长。
4.7 防爆高能点火器 (RHDQ-ⅡB)
用在燃烧器系统中的高空点火器一般分为高压间隙点火和航空半导体高能点火两种方式。后者与前者相比, 有着无可比拟的优点。几乎所有航空器中 (飞机、导弹、飞船等) , 由于点火条件恶劣, 要求极高, 均采用半体高能点火方式。此技术在国内外的火炬系统应用多年, 使用效果非常好, 因此在本密闭式尾气焚烧器系统中, 选择使用航空半导体高能点火方式。
防爆高能点火由B D-20J型防爆高能点火箱, 防护箱, 高压屏蔽电缆, 高温导线, 高温、高能电嘴, 长明灯组成, 能够实现就地/远程、手动/自动控制点火。
4.8 火焰检测
本项目中采用上海仪表三厂S B W型K分度铠装热电偶, 采用一体化温度变送器。带护管保护, 具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等许多优点。安装于燃烧区下部, 接至分子封底部处, 避免高温损坏, 延长使用寿命。
热电偶火检使用寿命≥3年。
4.9 分液罐
粗苯加氢放空气管线上设置卧式分液罐, 分离出排放气中大于600m m的液滴, 防止下火雨。分液罐的管道出口处设置泡沫网, 保证分离液滴直径符合国家规范要求, 防止下火雨。
分液罐设置进出气管、排凝管、放水管、人孔等, 罐体设置液位计、温度计、压力表。
分液罐凝液采用管线送至界区外回收装置, 成就地密闭回收。
1期及2期真空尾气管线上设两台立式分液罐, 分离凝液。
4.1 0 阻火器
本系统在放空气常开管线、真空尾气管线上各自设置阻火器一台。
它的功能是允许易燃易爆气体通过, 对火焰有防止窒息作用, 防止回火, 从而保证系统安全运行。具有占地小, 安装维修简单、便于更新的特点。
5 环境保护措施
本工程为环保治理项目, 是对现有粗苯加氢精制装置环保设施的补充和完善, 自身不产生污染物。
5.1来自粗苯加氢精制装置的一期工程的真空尾气、二期工程的真空尾气和粗苯加氢装置放空气三路排放管线分别接入密闭式尾气焚烧器界区, 其中真空尾气放空气管线经阻火器后进入燃烧器燃烧后排入大气。
5.2选用封闭式地面密闭式尾气焚烧器结构, 燃烧塔采用自然引风结构, 并采用树杈型燃烧器, 排放气在燃烧塔内燃烧, 外界看不见火光, 没有光污染, 热辐射低, 不会对周围装置产生危害;既保证经济性, 又保证实用性。
5.3排放气采用三级控制燃烧器。确保在小排放量或最大事故排放量时均能稳定燃烧, 并且达到环保要求。
5.4来自粗苯加氢精制系统排放气中含有部分重组分气体, 根据排放气组分特点, 密闭式尾气焚烧器采用蒸汽消烟燃烧方式, 消除燃烧不完全而产生黑烟, 对环境造成污染。
普通的火炬烧嘴均采用扩散燃烧方式, 这种燃烧方式由于排放气体未预先与空气混合, 燃烧所需要的空气只能依靠扩散作用从周围大气中获得, 由于供氧不足, 烃类气体燃烧时, 从烃类热分解出来的有些碳粒, 不能产生二氧化碳, 有些烃类还能聚合成高分子量的烃类, 这些碳粒和高分子量的烃类, 在大气中冷却成为烟雾和烟尘。特别是装置大量排放时更易造成排放气燃烧不完全而产生黑烟, 对环境造成污染。为了消除排放气燃烧黑烟, 目前国内外普遍采用蒸汽助燃注入技术, 即按照排放气量的大小, 向烧嘴燃烧区域注入适量的蒸汽, 一方面降低火焰温度减少碳析, 另一方面高温下可促使蒸汽与碳发生水煤气反应, 从而消除碳析达到无烟燃烧。
5.5设置消音挡风墙, 消音挡风墙有以下几个功能:
(1) 防止任何人员进入密闭式尾气焚烧器围墙;
(2) 减少围墙外部可见火焰和使辐射达到合格的水平, 挡风墙将密闭式尾气焚烧器的热量吸收从而不使其向外和四周扩散。挡风墙外面的辐射热低于1.58KW/m2。
6 节能措施
6.1焚烧器采用多级引射器, 在防风筒上开有多个长孔, 进一步引射空气, 使燃料气与空气充分预混, 节约燃料气, 节能效果好。
6.2工程所需保温的管道及设备, 全部采用硅盐酸保温材料保温。
6.3长明灯采用JCM-2型、引射预混型节长明灯, 高效、节能, 燃料气耗量小于15m3/h
7 环境效益评价
生产装置尾气为连续同时排放, 排放量为30.5kg/h, 其中:
组成如表1:
转换为质量百分比为 (表2)
由上可知:
粗苯精制装置尾气中苯排放量为30.5×31.3%=9.55k g/h, 甲苯排放量为30.5×1.8%=0.55k g/h, 二甲苯排放量为30.5×11.2%=3.42kg/h。
生产系统年运行330天, 每天24个小时, 则苯排放量为7920×9.55×10-3=75.64t/年, 甲苯排放量为7920×0.55×10-3=4.36t/年, 二甲苯排放量为7920×3.42×10-3=27.09t/年。设现行高架火炬尾气焚烧率为65%, 密闭式尾气焚烧器建成后尾气焚烧率可达到95%, 年减少苯排放22.69t, 年减少甲苯排放1.31t, 年减少二甲苯排放8.13t。
因此, 密闭式尾气焚烧器建成后可使现有粗苯加氢精制装置排放的尾气及紧急事故排放尾气得到治理, 焚烧后的气体含有C O2和H2O, 及少量苯系列气体, 完全符合《大气污染物综合排放标准》 (GB16297-1996) 中的一级标准。年减少苯排放22.69t, 年减少甲苯排放1.31t, 年减少二甲苯排放8.13t, 环境效益明显。
8 社会效益评价
苯加氢工艺 篇6
火灾爆炸危险指数评价法通过对工艺装置中物料的实际潜在的火灾、爆炸和反应性危险以及控制、预防等措施进行定量评价,从而得到工艺装置实际火灾爆炸危险程度。以下根据道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法(七版)对粗苯加氢反应单元进行风险评价[1],认识该单元的危险程度,并对进一步提高安全生产管理水平提出改进意见。
1 火灾、爆炸危险性分析
1.1 确定评价单元
反应单元中的预蒸发器、预反应器、加热炉、主反应器、冷却器之间没有阀门和中间泵,即没有任何有效隔离,在这一系列设备中工艺压力基本一致,约28 kg/cm2。因此取以上一系列设备作为一个评价工艺单元进行火灾、爆炸危险性分析。
1.2 选取物质系数MF
在本单元中,主要的危险物质是氢气和苯。在气相物料中氢气所占比例约为90%(体积比),苯所占比例约为10%。按照混合物的物质系数选取办法,由于氢气组分比例大而且物质系数大,因此取氢气的物质系数为本单元的物质系数。
1.3 单元工艺危险系数(F3)
1.3.1 一般工艺危险系数(F1)
基本系数:1.00。
放热反应:系数范围为0.3~1.25。粗苯加氢反应属于轻微放热反应,故系数取0.3。
物料处理与输送:系数范围为0.25~1.25。本系统不属于贮运单元系统,故不取系数。
封闭单元或室内单元:系数范围为0.25~0.90。本单元不属于封闭单元或室内单元,故不取系数。
排放和泄漏控制:系数范围为0.25~0.50。该单元周围设有围堰防止泄露液流到其它区域,故系数取0.50。
通道:系数范围0.20~0.35。装置区周围设有环形通道,通道有两处出口至公路,故不取系数。
通过计算以上基本系数和所有选取系数之和,可得出一般工艺危险系数F1=1.8。
1.3.2 特殊工艺危险系数(F2)
基本系数:1.00。
毒性介质:系数为0.2×NH,苯的NH较大,NH=2,故系数为0.40。
负压操作:系数为0.50。本单元不属于负压操作,故不取系数。
燃烧范围或其附近的操作:系数范围为0.30~0.80。在该单元中,如果装置失灵或仪表失灵,有可能发生燃烧,故系数取0.30。
粉尘爆炸:系数范围为0.25~2.00。本反应单元不存在粉尘,故不取系数。
压力: 本反应单元的工作压力X为28 kg/cm2,即398 lb/in2。根据公式计算,操作压力系数:
Y=0.16109+1.61503(X/1000)-1.42879(X/1000)2+0.5172(X/1000)3=0.61
安全阀的释放设定压力是32 kg/cm2,即设定压力系数为0.65。
所以实际系数=0.61×(0.61/0.65)=0.57。
低温:系数范围为0.20~0.30。本反应单元不属于低温,故不取系数。
易燃及不稳定物质的量:在本评价单元中有苯和氢气两种物质,苯的存储量约为21 t,氢气的存储量为0.5 t。这两种物质的总能量值为0.89×109 Btu。根据公式计算:
lgY=0.17179+0.42988(lgX)-0.37244(lgX)2+0.17712(lgX)3-0.029984(lgX)4=0.149,系数为1.41。
腐蚀:系数范围0.10~0.75。经过反应后,产物中有硫化氢,氢气和硫化氢均对设备有腐蚀作用,设备和管道材质均选用了抗氢和抗硫化氢腐蚀较好的材质。年腐蚀速率大于0.127 mm小于0.254 mm,故取系数为0.20。
泄露:系数范围为0.10~1.50。在设备管道的法兰连接处可能会发生一般的泄漏,系数取0.30。
明火设备的使用:系数根据距离确定。本反应单元存在明火设备-加热炉,用于物料进入主反应器的进一步加热,取系数为1.00。
热油交换系统:系数范围为0.15~1.15。本反应单元没有热油交换系统,故不取系数。
转动设备:本反应单元无中间泵,故不取系数。
通过计算以上基本系数与所有选取系数之和,可得出特殊工艺危险系数F2=5.18。
1.3.3 单元危险系数计算(F3)
单元危险系数 F3=F1×F2=1.8×5.18=9.324
由于F3的最大值取8.0,因此本单元危险系数F3取8.0。
1.4 火灾爆炸指数F&EI计算
火灾爆炸指数F&EI是评价单元潜在火灾爆炸危险性的数学量度。其值越大,危险性越高。不同F&EI值对应不同的危险等级:1~60为最轻;61~96为较轻;97~127为中等;128~158为很大,大于159 V为非常大。
本评价单元F&EI=F3×MF=8.0×21=168
1.5 安全措施补偿系数
1.5.1 工艺控制补偿系数(C1)
应急电源:系数0.98。该生产工艺中的仪表电源、控制仪表均配置有UPS不间断电源,且能从正常状态自动切换到应急状态。现场所有生产装置供电采用双重电源供电。故系数取0.98。
冷却:系数0.97~0.99。本评价单元无冷却系统,故不取系数。
抑爆:系数0.84~0.98。本评价单元没有设计抑爆装置,配备有安全阀和紧急排放口等常规超压释放装置,故不考虑补偿系数。
紧急停车装置:系数0.96~0.99。当反应器超温、超压可联锁停车,另外本评价单元设置有与DCS控制系统独立的ESD系统,补偿系数取0.98。
计算机控制:系数0.93~0.99。该生产中设有DCS集散控制系统,该系统关键数据输入卡采用了冗余技术,故系数取0.93。
惰性气体保护:系数0.94~0.96。本系统没有采用惰性气体保护,故不取系数。
操作指南或操作规程:系数0.91~0.99。本系统有完整的操作规程,内容全面并专门编制了应急方案,故取系数为0.91。
活性化学物质检查:系数0.91~0.98。氢气和苯都是常用的化学物质,有详细的物理化学性质数据,并且将该部分内容列入了操作规程,故取系数为0.91。
其他工艺过程危险分析:系数0.91~0.98。根据公司安全管理要求,按照检查表定期对装置进行检查,工艺参数、工艺设备等实施变更管理,故系数取0.98。
通过计算,C1=0.725。
2.5.2 物质隔离补偿系数(C2)
远距离控制阀:系数为0.96~0.98。本单元装有远程紧急切断阀,在紧急状况下,可将本系统与其他连接系统紧急切断隔离,故取系数为0.98。
备用泄漏装置:系数为0.96~0.98。在紧急状况下本反应单元有专门的紧急泄放管道将系统内物料送至火炬燃烧,故取系数为0.98。
排放系统:系数为0.91~0.97。装置周围有排放沟以及围堰,并能容纳本单元的泄漏物和消防水,故取系数为0.91。
联锁系统:系数0.98。本反应控制系统可实现超温超压联锁停车,故取系数为0.98。
通过计算,C2=0.856。
1.5.3 防火措施补偿系数(C3)
泄漏检测装置:系数0.94~0.98。本单元安装了检测煤气和苯蒸气的可燃气体报警器,但只能报警和确定危险范围,故系数取0.98。
钢质结构: 系数0.95~0.98。本单元采用钢质结构,涂覆高度大于5 m而小于10 m,故系数取0.97。
消防水供应:系数0.94~0.97。 本装置有单独的消防供应系统,消防水系统设计有稳高压装置,系统给水压力不小于0.85 MPa。消防水系统为双电源供电,专门的消防水池能保证最大需水量供应4 h,故取系数为0.94。
特殊系统:系数0.91。本单元无二氧化碳、卤代烷灭火及探测器等,故不取系数。
喷洒系统:0.74~0.97。本单元未设喷洒系统,故不取系数。
水幕:0.97~0.98。本单元未设置水幕,故不取系数。
泡沫装置:0.92~0.97。本单元未设置泡沫装置,故不取系数。
手提式灭火器/水枪:系数0.93~0.98。周围配备了与火灾危险相适应的手提式或移动式灭火器,并且周围设置有水炮故取系数为0.97。
电缆保护:系数为0.94~0.98。本单元仪表和电缆采用钢板金属罩保护,但没有设计喷水装置,也没有喷涂防火涂料,故不取系数。
通过计算,C3=0.866。
1.5.4 安全措施补偿系数计算(C)C=C1×C2×C3=0.725×0.856×0.866=0.537
2 评价结论
本评价单元固有危险程度非常大,但经过安全措施补偿后,实际火灾、爆炸指数为168×0.537=90.2,为较轻级。说明在采取安全措施后,危险等级降低,达到可以接受的程度。当然,在生产过程中,必须加强安全管理,采取严格的安全防护措施,并确保安全措施有效,才能保证生产的安全运行。在确保安全措施方面应注意以下几个方面:
(1)由于硫化氢和氢气的存在,设备管道选用含镍高的钢材。本单元根据反应的进行选用了不同的含镍材质应对氢和硫化氢的腐蚀。在以后的运行维护中要保证材质的正确应用,选材材质的更换应经过严格的评审[2,3]。
(2)尽量减少装置的开停车次数,尽量避免非计划紧急停车。停车时严格执行装置停车程序,停车冷却速度不能过快,减少设备管道发生氢脆损伤[3]。
(3)定期对压力管道和压力容器进行检查检验,防止由于设备管道泄漏造成事故的发生。
(4)粗苯原料主要由苯、甲苯、二甲苯等苯族烃组成,还含有不饱和化合物极少量硫、氮的化合物。其中各组分的含量因配煤质量和组成及炼焦工艺条件的不同而有较大波动,这样会引起加氢反应温度出现大的波动,为保证加氢反应的稳定,应加强对原料的检验[4]。
(5)加强装置安全设施和消防设施的管理,对安全消防设施要及时维护保养,确保始终保持完好。
摘要：采用道化学公司的火灾、爆炸危险指数方法对年处理20万t粗苯的加氢反应单元的潜在火灾、爆炸和反应性危险进行评价分析并提出预防措施。
关键词：粗苯加氢反应单元,火灾、爆炸危险指数,预防措施
参考文献
[1]刘康,刘成江,等.安全评价师[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2010:146-163.
[2]李立权.加氢裂化装置操作指南[M].北京:中国石化出版社,2005:324-329.
[3]崔克清,陈宝智,等.安全工程大辞典[M].北京:化学工业出版社,1995:403-404.
苯加氢工艺 篇7
“陕西延长石油 (集团) 有限责任公司炼化公司榆林炼油厂延安炼油厂重整-加氢装置异地搬迁及相关配套改造工程”项目是将原延安炼油厂的重整装置及加氢装置异地搬迁到榆林炼油厂, 并新建苯抽提装置。
原重整、加氢装置采用的是CENTUM-CS系统, 于1995年由原西仪横河公司负责供货实施并投入使用。该DCS运行了近13年, 进入故障高发期, 硬件日趋老化, 故障频繁。
本次搬迁新上一套DCS系统, 用于重整、加氢、苯抽提装置及公用工程的调节、记录、指示、积算、报警等功能操作。整个DCS控制系统由控制站、操作站、工程师站、打印机和辅助操作台等设备和应用服务器等组成。
本项目按30万吨/年催化重整装置、40万吨/年柴油加氢精制装置、10万吨/年苯抽提装置3个独立的控制单元配置。
2 关于对HONEYWELL EXPERION PKS系统的认识
EXPERIONPKS简称 (Process Knowledge System) 系统是霍尼韦尔公司最新开发的一种新型的生产控制管理系统, 它延续了传统DOS系统的特点, 同时又与目前先进的技术作为突破, 是一套比TPS系统更趋完善的控制系统。该系统累积了霍尼韦尔多年来在过程控制、资产管理等方面积累的经验基础, 使用最先进的开放平台和网络技术, 为工业企业提供了一个统一的、全厂的、自动过程控制、设备和资产管理、直至生产管理、集成制造等一体化的知识系统体系结构和全系列的解决方案。Experion PKS系统能满足各种自动化应用要求, 为过程控制、SCADA应用提供一个完全开放的平台, 是满足业界要求的高性能、高灵活性、高可靠性的控制系统。
2.1 硬件部分构成
2.1.1 关于对C300控制设备的介绍
C300是HONEYWELL EXPERION PKS系统中十分重要的硬件设备, 是一种新型的控制设备, 它从设计方面彻底改变了其他同种类型设备元件的思路, 大胆创新, 为生产企业创造出一种新的生产管理环节, C300控制设备主要把电源分配模式、电子电路模块以及系统网络连接有机的结合在同一个电路板中, 形成大规模的集成模块形式, 一方面可以节省大量的空间, 另一方面也可以极高的提高了HONEYWELL EXPERION PKS系统的安全性和稳定性。C300硬件系统控制设备主要的接口一般为, GPS系统时钟同步设备接口, 容错以太网FTE设备接口、输入输出设备接口、网络交换器接口以及设备控制器冗余接口。C300硬件设备中有FTE地址拨码开关, 可以拨到相应的位置, 本项目的重整、加氢、苯抽提的控制器地址分别为1、3、5。
2.1.2 控制防火墙 (CONTROL FIREWALL)
固有的C200控制器、设备操作站以及HONEYWELL EXPERION PKS系统服务器都不能很好的链接至控制器防火墙系统, 而如今的C300控制器则可以很好的与目前控制防火墙系统建立链接, 控制防火墙系统根据网络交换机中UPLINK接口, 进行连接。能够很好的控制住HONEYWELL EXPERION PKS系统控制中的网络广播信号, 另外C300控制器不会受到网络层高层地址网络通讯量的干扰。
3 控制方案在EXPERION PKS系统上的达到
3.1 I/O点数统计
根据系统监控要求, 分别按AI、AO、DI、DO、PI、RS485等信号类型统计。
此外, DCS还配置了18个通讯接口, 与ESD系统、MTL多路温度采集器通讯, 并在DCS系统进行显示。
3.2 EXPERION PKS控制系统的硬件配置要求
根据输入输出的接点数量、类型和设备装置的具体监控标准, 同时要考虑控制系统具有较好的提升空间, 根据这一思路, EXPERION PKS控制系统的具体硬件配置如下:系统控制防火墙1对, 系统冗余控制设备3对, 系统冗余服务器设备1对, 网络机柜1组, FLEX操作员站8台, 思科CISCO交换机4台, 北京佳信通达公司生产的NPORT5630-8设备3台。
3.3 关于对EXPERION PKS控制系统进行安装调试以及系统连接
3.3.1 系统控制内部程序设计的组成
依照设计院提供的IO数据表、P&ID图及相关逻辑, 在设备机柜里确认所有的输入输出设备元件的位置和地址, 为全部的输入输出接点分配好传送的通道, 建立系统机柜至系统集成元件再到通道的输入输出接线系统表, 从而更好的随时查询各种指令信息;在Control Builder系统程序运行过程中, 建立三对C300控制器 (分别对应重整、加氢、苯抽提三套装置) , 主要增加了相关的输入输出元件设备, 并将全部的元件设备安置到相应的系统控制设备中;新建各种新的电缆调制解调器, 之后将输入输出通道接点按照定位要求分配至输入输出设备中;将组态内容下装到时控制器、输入输出设备元件、电缆调制解调器接点, 最终进行控制系统的连接与调节。
3.3.2 关于对第三方控制设备通讯接点组成的分析
在北京佳信通达公司生产的型号为SERIAL NPORT 5630-8中设置通讯参数, 设置参数必须和第三方系统即ESD系统、MTL多路温度采集器中的设置一致, 而且数据类型及相应的地址必须正确。
3.4 安装接线
本重整、加氢、苯抽提PKS系统采用C系列的输入输出设备, 一共有3个控制机柜和一个网络机柜, 通过安全栅柜传送过来的信号线接到电路卡板中的接线端子上, 除此之外都不需要经过安全栅的信号均使用继电器或中间端子后连接到系统柜卡件。在进行网络电缆连接过程中, 一定要注意两台思科网络交换机之间的级联方式是交叉线缆连接方式, 另外网络线的颜色应该是黄色FTE A和绿色FTE B。
4 小结
EXPERION PKS系统在陕西延长石油 (集团) 有限责任公司炼化公司榆林炼油厂延安炼油厂重整加氢苯抽提设备中的应用过程中, 从EXPERION PKS系统设备设计思路到各种组成结构的方式过程方面, 均需要经过了大量的调节和优化工作, 并尽可能的满足石油工业生产基本技术的生产要求, 提高了装置的控制水平及使用能力。
摘要：Honeywell公司新一代控制系统EXPERION PKS DCS在陕西延长石油 (集团) 有限责任公司炼化公司榆林炼油厂重整加氢苯抽提装置的应用。
关键词：DCS,EXPERION PKS,C300控制器,重整,加氢,苯抽提
参考文献