文档介绍：第卷第期石油化工自动化.,.
年月,
干气制氢装置重要控制方案的探讨
刘勇,宋雷,李胜利
中国石油工程建设公司华东设计分公司,山东青岛
摘要:通过对多套干气制氢装置自控设计的总结和分析,归纳出了制氢装置几个重要的复杂控制方案。对水碳比控制方案的
分析,提出了两个水碳比的概念,分别用于装置的联锁和过程控制;通过对经典的汽包三冲量控制方案的分析以及基于水
产生蒸汽的理念,提出了与经典方案不同的改进控制方案;然后对炉膛温度控制方案的分析以及对控制方案定性的比较,
合理选择炉膛温度串级控制方案或取代控制方案。
关键词:制氢装置控制方案水碳比三冲量
中图分类号: 文献标志码: 文章编号:———
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制氢装置是炼油厂中重要的组成部分,在生产化剂的钝化;水碳比过低,将会造成转化炉炉管结
过程控制中需要多种不同的控制回路。对这些回碳及转化催化剂结碳,对装置的损害非常大。转化
路进行精确、平稳地控制,是确保装置安全运行,生催化剂结碳所形成的单质碳是一种非常细小的微
产出合格氢气的前提。文中重点讨论制氢装置中粒,直接堵塞催化剂的微孔结构,造成催化剂活性
比较复杂的水碳比控制回路、汽包三冲量控制回路表面的丧失使催化剂失活。制氢转化反应是强吸
和转化炉温与燃料气流量控制回路的控制方案。热反应,催化剂失活意味着反应吸热无法继续,导
水碳比控制致转化炉炉管的大面积红管超温,降低了转化炉炉
进转化炉的水蒸气和脱硫后原料气流量进行管的使用寿命。因此,设置了制氢的水碳比控制系
水碳比控制是制氢装置最重要的控制回路。水碳统,以实现水碳比的平稳控制,确保制氢的正常
/是转化时加入的水蒸气分子生产。
的物质的量与原料气的碳原子的物质的量之比,是笔者提出的水碳比是两个水碳比的概念:一
制氢装置主要的工艺控制指标之一。在整个制氢个水碳比是根据现有物料原料气和水蒸气的流
装置控制方案中,水碳比的控制是最复杂的,控制量计算出来的水碳比,该水碳比数值反映的是当
好水碳比是转化操作的关键。按理论计算,水碳比
大于就足够了,但这只是平衡状态下的结果,不稿件收到日期:,修改稿收到日期:。
反映实际上的非平衡状态。一般情况下正常的水作者简介:刘勇一,男,山东青岛人,年毕业于青岛科
碳比值为.~.:,水碳比过高,不仅浪费水技大学自动化专业,现就职于中国石油工程建设公司华东设计分
蒸气,而且增加转化炉的热负荷,还有可能造成催公司电控室,从事仪表及自控设计工作,任工程师。
前工艺操作过程的情况,如果该数值小于.,则上述水碳比控制方案采用原料气中总碳量按
需紧急关闭原料气进料阀;另一个水碳比则是定值比例设定混合器前的蒸汽流量调节给定值的方法,
初始值可设定在左右,用以控制水蒸气的流以控制转化炉进料介质的合理水碳比,但由于原料
量。以具体项目为例,两种水碳比的控制方案如图中总碳原子数变化,需要每天作原料气组分分析,
~ 图所示。人为输入分析数据,因而建议设原料气烃分析仪,
一方面方便操作,另一方面随时分析原料组分,避