CS3000在空分装置分子筛纯化系统中的应用.pdf

《CS3000在空分装置分子筛纯化系统中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工自动化及仪表第39卷CS3000在空分装置分子筛纯化系统中的应用曹莉山西德力信电子科技有限公司，山西洪洞041606)摘要运用CS3000系统对山西某焦化厂的KDON-8000／5000型空分装王的分子筛纯化系统进行自动控制．宾现了分子筛纯化系统和整个空分设备的长期稳定运行。关键词空分设备分子筛纯化系统DCS时序控州自动切换控制中圈分类号TH862+．53文献标识码B文章编号1000-3932(2012)03-0420．04山西某焦化厂KDON-8000／5000型空分装置采用深冷技术，由空压机系统、预冷系统、纯化系统、膨胀分馏系统、液氧储存与汽化系统、氮气压缩机组以及氧气压缩机组

2、等部分组成，给各分厂输送氧气和氮气，它的正常运行关系着全公司的生产安全。装置过程数据的采集、过程控制、联锁保护系统和报表打印，采用CENTUMCS3000型DCS实现。纯化系统是吸附空气中的水分、二氧化碳和部分碳氢化合物的关键设备，它的可靠运行又决定了空分装置运行的安全性。因此，纯化系统自动控制与联锁保护系统的设计便成为该装置DCS工程设计的重点。在此，笔者着重介绍采用CS3000DCS系统控制空分装置分子筛纯化系统的组态以及联锁保护系统的实现方法。1工艺要求空分纯化系统的主要任务是将预冷系统来的空气经分子筛将其中的水分、二氧化碳、乙炔和烃类化台物吸附干净后，制成合格的原料气输送给分馏

3、系统和膨胀机组。分子筛的吸附通过程序控制，分为吸附、泄压、加温、冷吹、充压及并联等阶段，切换周期为8h。吸附过程在低温和高压下进行，分子筛吸附一定时间后达到饱和，需要对其进行再生。再生过程通过泄压降低再生能力，利用电加热器提高污氮温度，再经冷吹降温达到下一次吸附的温度，由充压和并联来缓解对分子筛的冲击，再生气从消音器放空，两台分子筛根据时间顺序进行切换(图1)，当一台分子筛处于吸附阶段时，另一台分子筛则处于再生阶段。再生过程在高温(约190'E)、低压环境下进行，再生用的污氮来自分馏塔。淡：h。。，n可1t_*‘i1‘兰———一li】z刊——斗二—’IJ——————一———二_一图1分

4、子筛切换周期在系统设计初期，工艺人员提出以下要求：a．每只切换阀可随时以自动／手动两种工作模式切换使用。b初始状态时操作员可以任意选择A或B分子筛开始工作。c．操作员可根据生产需要选择暂停自动控制程序，使所有阀门保持在该操作状态不变化。也可恢复运行自动控制程序，让纯化系统继续投入正常工作时序。d．每个阀门均有开关状态回讯，如果阀门开动作已到位，DCS显示器上阀门为绿色；如果阀门关动作到位，阀门为红色；如果阀门卡死在中间状态或仍在切换过程中，阀门为黄色。30s没有接收到正常的阀门回讯信号时，将暂停程序运行，并报警。e．操作员根据工艺要求，可利用跳步功能选择任意步骤开始运行纯化系统。在开工

5、阶段，上一周期停车时纯化系统分子筛再生情况通常不一收稿日期：20l卜11-25(惨改穑)第3期曹莉CS3000在空分装置分子筛纯化系统中的应用样，有了跳步功能操作员便可以人为干预，选择分子筛吸附器以泄压、加温、冷吹、充压、并联中任意一个步骤作为初始状态，也可以通过该功能适当缩短分子筛的加热或冷吹时间。在系统调试时．跳步功能还可以缩短等待时间。f．自动控制系统还应设置分子筛吸附器泄压与充压自保程序。泄压自保是在泄压时段结束后，仅当待解吸的分子筛吸附器压力泄至lOkPa以下时，时序控制程序才允许分子筛吸附器进入加温过程．否则程序将停在泄压过程直至满足压力控制条件或人工进行干预。充压自保则是

6、在充压时段结束后，只有A、B分子筛吸附器压差降至lOkPa以下时，时序控制程序才允许A、B分子筛吸附器切换运行。否则程序将停在充压过程直至满足压差控制条件或人工进行干预。泄压和充压自保程序在1)CS中的运用避免了由于设备原因造成两台分子筛在切换时空气进塔量和入口压力的大幅变化．导致分子筛带水或严重破坏后续精馏工况的现象。g．电加热炉自动控制系统需实现A／B分子筛吸附器进入加热时段后，当电加热炉出口再生气温度低于160。C时电加热炉第2组启动运行，延时120s后如果温度仍低于160℃则第3组启动运行；当电加热炉出口再生气温高于180℃时停电加热炉第3组，延时120s后如果温度仍高于180

7、。C则停电加热炉第2组。再生气流量不大于8000m’／h且出口温度高于200'E时，电加热炉自保停车。2系统设计2．1控制原理自控系统的工作原理是按照工艺流程和分子筛吸附器的切换周期，编制所需时序的控制程序与泄压、充压自保程序，并将程序输入DCS系统，DCS按输入程序进行工作，输出的控制信号直接控制电磁阀，通过电磁阀的带电和失电来控制进入程控阀的仪表空气，从而控制程控阀的开／关。电磁阀选用单电控的两位五通电磁阀，带电程控阀打开，失电程控阀关闭。