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1、第一组第一组 项目三 精馏塔过程控制系统安装与组态任务一：精馏塔控制系统I/O卡件的选择与安装目录精馏塔图工艺简介 焦化精苯生产过程有粗笨精馏、未洗混合馏分洗涤、已洗混合馏分精馏三个过程。 粗苯精馏可获得未洗混合馏分。目前粗苯精馏主要分间歇精馏和双塔连续精馏两种方式。间歇精馏设备简单，只有初镏釜、冷凝冷却器、油水分离器、回流柱等，生产操作较易掌握，故小型焦化厂大多采用此种生产工艺，但粗苯处理量小，工人劳动强度大。 大型焦化厂因粗苯处理量大，有些也用双塔连续精馏工艺。该工艺分主塔和侧塔，实行两次精馏。因其设备复杂，工艺管线多而长，生产不易掌握，制约了它的使用和推广。 为了提高粗苯的加工能力， 采
2、用华侨大学自主研究设计的单塔连续精馏工艺 。单塔连续精馏工艺流程图单塔连续精馏工艺过程该工艺有3个进料口，侧线有3个采出口，初馏塔使用的是波型塔板，粗苯加工能力为每年1.1 1.5万吨。单塔连续精馏工艺应用在粗苯初馏上在国内还是首次。该工艺主要有初馏塔、再沸器、侧采气液分离器、侧采冷凝器、侧采水分层器、馏出冷凝器、馏出水分层器、回流槽、釜液冷却器、加料泵、回流泵、抽渣泵等组成。其工艺流程为：粗苯经原料泵送到初馏塔中部，塔底液位达到工艺要求后，粗苯经原料泵送到初馏塔中部，塔底液位达到工艺要求后，再沸器通入过热蒸汽进行加热，产生的蒸汽从初馏塔顶部再沸器通入过热蒸汽进行加热，产生的蒸汽从初馏塔顶部和
3、中部采出。和中部采出。顶部逸出的初馏分经冷凝冷却器冷却后进入馏出水分层器分层，分层后初馏分一部分打回流，剩余部分泵入油库初馏分槽。分离水经界面调节器后外排。塔中采出的混合馏分经侧采气液分离器，气体从分离器顶部进入冷凝冷却器，冷却分进入侧采水分层器，分层后混合馏分进入油库未洗混合馏分槽，分离水经界面调节器入控制分离器，侧采气液分离器分离出的液体流入初馏塔中部，重苯从塔底经釜液冷却器冷却后抽出进入油库重苯储槽。单塔连续精馏工艺原理 粗苯是是由多种芳香烃和其他化合物组成的混合物。粗苯的主要组分主要组分是苯、甲苯、二甲苯及三甲苯，还含有一些不饱和化合物、硫化物及少量的酚类和吡啶碱类，此外，粗苯中还含有
4、少量的饱和烃，多集中于高沸点馏分中。 为了净化粗苯，首先首先要尽量除去粗苯中的低沸点不饱和化合物及硫化物。粗苯初馏的目的就是除去粗苯中的低沸点不饱和化合物及硫化物，因粗苯中低沸点的二硫化碳、环戊二烯等化合物与苯族烃的沸点相差较大，可以通过初步精馏的方法加以分离。 传统的泡罩塔等板式塔进行粗苯初馏，因其板效率不高，需要较多的塔板，设计出来的精馏塔太高而无法实现单塔精馏，只好设计双塔进行二次精馏。现使用的是波型塔板，由华侨大学自主研究和设计，用不锈钢材料制成，共有53层塔板，塔高26m, 塔径0.8m。波型塔板经设计单位测试有较高的板效率，所需的塔板数少，因此用单塔进行连续精馏成为可能。工艺原理粗
5、苯从初馏塔中部进入，塔底设有再沸器，到达塔底的液流，其中一部分在再沸器中蒸发，产生气相，只放出一部分作为塔底产品（重苯）。气相在沿塔体上升过程中与下降的液相在塔板上接触、传质，其易挥发组分的含量逐板增加，塔内有足够的板数，使得升到塔顶的气相组成达到分离要求，在塔顶之上设置的冷凝器中冷凝后，也只放出一部分作为塔顶产品（初馏分），另一部分返回塔顶作为回流，液相在下降过程中与气相传质，将易挥发组分传递给气相，并从气相中取得难挥发组分，由再沸器放出时，其组成已符合要求。侧采口符合混合馏分采出温度要求时（80.585)。打开侧采口，引出的气液混合物经气液分离器分离后，气体从分离器顶部进入侧采冷凝器冷凝后
6、成为混合馏分。液相返回初馏塔中部继续精馏。为了降低料液的沸点和增加气相，还在塔底引入直接蒸汽。根据控制方案选择所需的检测仪表、控制仪表和执行装置，按照控制要求进行安装、调试，使系统能正常运行。 控制要求控制要求控制系统采用一套DCS集散控制系统，粗苯进料量、侧采粗苯进料量、侧采流量、回流量、初馏分采出量、重苯采出量、过热蒸汽流流量、回流量、初馏分采出量、重苯采出量、过热蒸汽流量设置气动薄膜调节阀，可由电脑直接控制开度并显示流量设置气动薄膜调节阀，可由电脑直接控制开度并显示流量值，一些重要的参数如初馏塔的塔底和塔顶压力，塔底、量值，一些重要的参数如初馏塔的塔底和塔顶压力，塔底、塔中、侧采口及塔顶
7、温度，初馏塔液位、回流槽液位、冷塔中、侧采口及塔顶温度，初馏塔液位、回流槽液位、冷却器冷却后的油温却器冷却后的油温等也可在电脑上直接显示。基于前一阶段的学习成果，本项目的教学将按照控制系统开发与实施的基本流程控制方案确定仪表选择软、硬件开发（系统集成）系统仿真运行。完成控制方案、仪表选择、硬件设计、软件设计、最后完成系统仿真。所需设备所需设备 （1）过程变量检测仪表（2）过程控制仪表，执行器（3）集散控制系统（4）电工工具控制流程图控制系统方块图控制系统方块图执行器执行器控制器控制器被控对象被控对象检测、变送元件检测、变送元件干干扰扰f作作用用控制作用控制作用偏差偏差给定值给定值 + s _e
8、z被控变量被控变量 y控制系统知识JX-300X控制系统 结构图：控制系统知识JX-300X控制系统（1)系统主要硬件:现场控制站（CS）、工程师站（ES）、操作员站（OS）、过程控制网络（2）现场控制站：实现实时控制直接与工业现场进行信息交互。通过不同的硬件和软件设置，可构成不同的控制站，分别是过程控制站（PCS）、逻辑控制站（LCS）、数据采集站（DAS）。控制站上有各种卡件，如控制卡、I/O卡等。（3）工程师站：实现工程师的组态和维护平台。（4）操作站：造作人员完成过程监控管理任务的人机界面。（5）过程控制网络;实现工程师站、操作站、控制站的通讯。控制系统知识JX-300X控制系统 系统
9、软件：系统软件：（1 1）组态软件包）组态软件包 授权管理授权管理-权限的设置权限的设置 系统组态软件系统组态软件-系统参数设置系统参数设置流程图制作软件流程图制作软件流程图制作流程图制作 报表制作软件-报表制作二次计算软件-实现二次计算功能SCX语言编程软件-控制方案编程图形化编程软件-控制方案编程 （2）实时监控软件实现数据采集、数据管理控制系统知识JX-300X控制系统系统主要特点：（1）高速、可靠、开放的通信网络 SCnetiII（2）分散、独立、功能强大的控制站（3）多功能的协议转换接口（4）全智能化设计（5）任意冗余配置（6)简单、易用的组态手段和工具（7）丰富、实用、友好的实时监
10、控界面（8）事件记录功能（soe卡）（9）安装方便、维护简单、产品多元化、正规化系统配置系统配置 类型类型数量IP地址备注控制站102主控卡和数据转发均冗余配置主控制卡注释：1#控制站数据转发卡注释：1#数据转发卡,2#数据转发卡工程师站1130注释：工程师站130操作站2131、132注释：操作员站131、操作员站132用户授权设置权限用户名用户密码特权系统维护SUPCONDCS工程师工程师1111操作员操作员甲1111操作员操作员乙1111控制方案序号 控制方案注释、回路注释回路位号控制方案PVMV00初馏塔液位控制 LRC201单回路LI201LV20101提溜端蒸汽流量控制FRC303
11、串级内环FI303FV301提溜段温度控制 TICA302串级外环TI302I/O测点清单序号序号位号位号描述描述I/O类型型量程量程单位位报警要求警要求1LI101初馏塔液位AI不配电420mA0100%2LI102回流罐液位AI不配电420mA0100%3PI101初馏塔塔底压力AI不配电420mA0100%4PI102初馏塔塔顶压力AI不配电420mA0100%5FI101粗苯进料流量AI不配电420mA0100%6FI102侧采流量AI不配电420mA0100%7FI103回流流量AI不配电420mA0100%8FI104初馏采出流量AI不配电420mA0100%9FI105重苯采出量
12、AI不配电420mA0100%10FI106过热蒸汽流量AI不配电420mA0100%11TI101初馏塔塔底温度TCS0100%12TI102初馏塔塔中温度TCS0100%13TI103初馏塔测采口温度TCS0100%14TI104初馏塔塔顶温度TCS0100%15TI105冷却塔冷却水温RTDPT1000100%16FV101粗苯进料流量调节AO420mA0100%17FV102侧采流量调节AO420mA0100%18FV103回流流量调节AO420mA0100%19FV104初馏采出流量调节AO420mA0100%20FV105重苯采出量调节AO420mA0100%21FV106过热蒸汽
13、流量调节AO420mA0100% DCS系统硬件配置清单 名称名称型号型号单位位数量数量备注注操作站硬件DELL服务器SC430个3操作台SP072台3操作员键盘SP032个3打印机台SP072P台1SCnetII网卡（双绞线）SP023根6控制站硬件机柜SP202个1机笼（含母板端子）SP211个1电源箱SP221个2电源机笼SP251个1主控制卡SP243X个2冗余电流信号输入卡SP313个3电压型号输入卡SP314个1热电阻信号输入卡SP316个1电流信号输出卡SP322个2触点型开关量输入卡SP363个0继电器开关量输出卡SP364个0数据转发卡SP233个2冗余空卡SP000个9 I
14、/O卡件布置123400010203040506070809101112131415冗余冗余不冗余冗余不冗余冗余SP243SP243SP233SP233SP313SP313SP313SP314SP316SP322SP322SP000SP000SP000SP000SP000SP000SP000SP000SP000测点分类统计表信号信号类型型点数点数使用的卡使用的卡件件个数个数AI电流信号流信号输入卡入卡10SP313SP3133热电阻信号阻信号输入卡入卡1SP316SP3161电压信号信号输入卡入卡4SP314SP3141AO模模拟信号信号输入卡入卡6SP322SP3222DI开关量开关量输入入
15、0SP363SP3630DO开关量开关量输出出0SP362SP3620测点分配表 序号序号卡件型号卡件型号卡件通道卡件通道00010203040500SP313SP313LI101LI102PI101PI102备用用备用用01SP313SP313FI101FI102FI103FI104备用用备用用02SP313SP313FI105FI106备用用备用用备用用备用用03SP314SP314TI101TI102TI103TI104备用用备用用04SP316SP316TI-105备用用备用用备用用备用用备用用05SP322SP322FV101FV102FV103FV104备用用备用用06SP322S
16、P322FV105FV106备用用备用用备用用备用用07SP000SP00008SP000SP00009SP000SP00010SP000SP00011SP000SP00012SP000SP00013SP000SP00014SP000SP00015SP000SP000选择仪表压力、液位计选择流量计选择温度计选择气动薄膜调节阀选择差压变送器的型号及主要技术参数选用：隔膜密封插入式双法兰差压变送器选用：隔膜密封插入式双法兰差压变送器型号：型号：EJA118W测量介质：气体液体测量介质：气体液体 测量范围：测量范围：-500500kPa 精度等级：精度等级：0.2% 输出信号：输出信号：4-20MA
17、 mA 电源电压：电源电压：24 V 工作温度：工作温度：300 价格：价格：6888元元生产厂：日本横河生产厂：日本横河特点：能实现自动控制、发讯和报警。特点：能实现自动控制、发讯和报警。适合测量有腐蚀性气、液体及其混合物适合测量有腐蚀性气、液体及其混合物介质的压力。介质的压力。（2）流量计的选择 选用电磁流量计，由于精馏塔含酸性腐蚀性液体。名称：管道法兰式电磁流量计型号：JSRY-LDE价格：2700管径：6580mm（3）温度计的选择 选用Pt100热电阻温度计，适合精馏塔温度不是很高的场合。（4）、调节阀的选用选用直通单座气动薄膜调节阀流量特性：直线性作用方式：气开阀型号：ZMAPF价格：1000元方案中需要完善的地方1、安全生产的基本原则（1）安全第一（2）安全生产，人人有责（3）安全生产，重在预防2、安全生产中的人身安全（1）人身防御（2）场内交通安全3、安全生产中的电气安全、安全责任、检查、教育、管理（1）贯彻执行安全生产责任制（2）抓好安全教育（3）开展安全检查活动（4）加强安全管理 谢谢
