HOLLiAS MACS系統在荊門石化40萬噸/年酮苯脫臘裝置中的應用

關鍵詞：酮苯脫臘、選擇控制，分程控制，溫洗。

一、概述

酮苯脫臘裝置工藝流程長，設備數量、種類繁多,是生產潤滑油的主要裝置。隨著我國經濟的快速發展，高品質潤滑油的需求量越來越大。但由于歷史的原因，我國酮苯脫臘生產裝置大都設備陳舊、自動化控制水平落后，潤滑油品質低下，為了滿足市場的高品質要求。就必須對老裝置進行技術改造，提升控制水平和產品質量。

本文以北京和利時公司SmartProDCS系統為例，詳細闡述了在大型石化酮苯脫臘老裝置技改中的儀表控制系統具體實施和應用。

二、工藝流程簡介

其工藝過程包括結晶系統、過濾系統、冷凍系統、溶劑回收系統、安全氣系統等五部分。其工藝原理流程示意圖如下：

1、結晶系統

其作用是將原料油和溶劑混合的溶劑冷卻到所需溫度，使蠟從溶液中結晶出來。

2、過濾系統

其作用是將已冷卻好的溶液通過此系統將油與蠟分開。過濾系統的主要功能是通過過濾石蠟和油進行分離。主要設備是多臺并聯的過濾機。溫洗溶劑的溫度、時間、周期是影響溫洗效果的主要因素。因有多臺過濾機并聯，需要打開、關閉一些閥門，故需要時間程序控制。

3、劑回收系統

其作用是將油與蠟中的溶劑分離出來，包括從蠟、油、水中回收溶劑。目前國內多采用加熱爐加熱流程三效蒸發工藝。

4、冷凍系統

其作用是制冷曲軸結晶釋放出的熱量。是為原料油、溶劑、安全性（惰性）氣體降溫提供冷量，使含蠟原油中的蠟結晶出來，并達到要求的分離溫度，也使溶劑、惰性氣體分別達到工藝過程要求的溫度（一般都選用氨做制冷劑）。

5、惰性氣系統

其作用是為了防暴，在過濾系統以及溶劑罐中用安全氣封閉。

三、系統配置

和利時第四代DCS是用一個開放的系統軟件平臺將各種控制系統與管理功能相結合，構成了一個集成開放的綜合性混合管控一體化的控制系統。它分為底層控制（過程控制）、操作優化（優化操作和生產調度）、上層管理（MES\ERP）3層，在本裝置中，DCS控制系統（SmartPro）配置有4個冗余Profibus-DP總線型的控制站（10#控制站、11#控制站、12#控制站、13#控制站）、8套操作員站（每臺都可以兼做工程師站），操作室與控制室之間相距1000米，通過冗余光纖（100M工業以態網）連接，進行遠程控制模式操作。為了便于統一管理和維護， 10#、11#控制站用于輕套生產裝置；12#、13#控制站用于重套和公用工程生產裝置;8個操作員站可選任一操作員站兼作工程師站。由于該裝置設備多、工藝流程長、測控點多，為了保證生產的連續運行，控制單元，系統電源，操作員站1：1冗余，60％以上的主要控制回路I/O卡件1:1冗余，I/O網絡冷備冗余（FM系列底座全部串聯，DP重復器并聯安裝）。

系統具體配置如下：

I/O測點清單

四、系統網絡結構圖

五、主要控制策略及實施

1、雙液位選擇控制（冷122/2液位與冷123液位切換控制）

在本裝置的氨冷系統中，有-20OC、-42OC的兩種工況要求，冷換123為-20OC工況、冷換122/2為-42OC工況，但冷換123和冷換122/2物料出口十一條管線。在用常規儀表控制時，必須用兩套各自獨立的控制機構；但在和利時DCS系統中采用雙液位共用一個調節閥的控制策略，從而既能滿足工藝生產的指標又能降低儀表成本。具體控制原理如下：

2、變頻泵的控制 （LIC1121容105液位控制輸出選擇）9套

在石化裝置中，泵是物料往返的主要驅動設備，需要連續運轉。為了降低裝置能耗，在重要的部位選用變頻泵和調節閥兩套控制方案。開停車時用調節閥控制物料，而當裝置運行平穩后采用變頻控制，在組態過程中通過軟選擇開關輸出實現。具體控制如下：

3、分程控制（容301液位分程控制）

容301的容積不是很大，但工藝要求其液位必須保證穩定。為了滿足工藝要求，在容槽進料口分別設計了大口徑的調節閥和小口徑的調節閥；當液位粗調時，使用大口徑的調節閥，細調時使用小口徑的調節閥。在組態過程中采用分程控制策略。具體控制原理如下：

4、串級控制（塔214液位與爐201進口流量串級控制）

串級控制策略的主要目的是保證主調的穩定（主參數的品質）。在本裝置中，塔214出料要送往爐201去加熱，并且塔214液位要求穩定，為此采用串級控制策略。

具體控制原理如下：

5、簡單PID回路控制（換101/1入口原料流量控制）

本裝置中控制策略大部分采用常規簡單PID回路控制共257套．

舉例如下：

6、程序控制（過濾機溫洗程序控制）

在本裝置中，為了減輕過濾崗位操作工人的勞動強度，對裝置的29臺過濾機的194個氣缸閘閥進行了溫洗程序控制。該程序即可手動也可自動，程序分為脫蠟、脫油溫洗。每套程序必須具備關進料閥、放料閥打開、、關放料閥、關溫洗閥、打開進料閥、打開低真空閥、開中真空閥、開高真空閥八個階段，并且分為閥門操作、閥門回訊及報警兩部分，共5套。

程序開始，停止進料，關進料閥（HV2313）,脫油過濾機開始脫蠟餅，轉鼓運行6分鐘后，開始關底部真空閥（HV2323A）, 關中部真空閥（HV2323B）, 關冷洗閥（HV2333）, 開溫洗閥（HV2343）, 開底槽閥（HV2303）,濾機開始溫洗4分鐘后，關溫洗閥（HV2343）, 開冷洗閥（HV2333）, 濾機開始冷洗，冷洗3分鐘后，關底槽閥（HV2303）, 關高部真空閥（HV2323C）, 開進料閥（HV2313）,30秒后開底部真空閥（HV2323A）, 開中部真空閥（HV2323B）, 開高部真空閥（HV2323C）,運行程序時間共計13分鐘。

六、結束語

HOLLiAS系列DCS控制系統，基于Window2000操作平臺、構架簡潔明了，開放的網絡通訊、先進的控制技術、高性價比，可以大大降低老裝置技術改造投資費用，而能達到提高裝置控制水平、管理水平和、提升產品質量，滿足產品升級要求。