乙烯装置控制系统设计+文献综述(2)
3.1控制要求 13
3.2乙烯产品中乙烷浓度控制系统 13
4 力控 15
4.1 力控简介 15
4.2 仿真 16
5 结论 36
致 谢 37
参考文献 38
1 绪论
1.1 乙烯装置简介
乙烯装置是以石油或者天然气为原料，以生产高纯度乙烯、丙烯为主，同时副产多种石油化工原料的石油化工的装置。裂解原料在乙烯装置里通过高温裂解、压缩、分离得到乙烯，同时也得到丙烯、丁二烯、苯、甲苯及二甲苯等重要的副产品。
我国以乙烯为起点的石化工业是在五十年代后期开始发展起来的。当时建设的装置规模小、技术落后，每吨乙烯的能耗高，产品纯度也较低。自七十年代初开始引进大型的乙烯装置。从能力、技术、能耗等方面看，初步改变了我国乙烯工业的落后状况。这批装置的建成和后来的扩建，对我国国民经济的发展起到了一定的作用。随着国民经济的不断发展，为进一步满足和提高人民物质文化水平的需要，我国的乙烯工业还需要大力发展。作为一个十三亿人口的大国，与世界其他发达国家相比,我们的差距还是很大的。因此，对于一名从事石油化工生产的工作人员来讲，既要感到光荣又要感到责任之重大，应努力为我国乙烯工业的发展贡献我们的力量。
2012年我国乙烯工业产能可达到1700万吨/年，到2015年我国乙烯产能将达2700万吨/年。“十二五”将新建乙烯项目5~7个，增加乙烯的产能600万吨/年;通过扩能改造现有装置将增加产能400万吨/年;同时，建设一批MTO/MTP项目，新增煤基甲醇制烯烃产能450万吨/年，使其占全国乙烯总产能的比例从现在的不足8%增加到2015年的20%。全国的乙烯产量也将由2011年的1527.5万吨增加到2015年的2700万吨。届时，我国的乙烯当量消费自给率将从目前的47%~48%提高到2015年的至少70%。
随着以区域经济一体化为先导的经济全球化进程的推进，我国乙烯工业在原料缺乏成本优势的情况下，既面临着以常规、中低档产品为主的中东乙烯工业的追赶与冲击，又面临着以功能化、差别化、高附加值、高档产品为主的美国与日本等发达国家的堵截和阻挡，还存在着产能过剩、以中国大陆为目标市场的韩国、中国台湾以及东南亚国家等周边国家地区的围困与竞争。
1.2乙烯装置计算机控制国内外发展概况
1.3 乙烯装置的工艺流程
乙烯装置工艺主要由裂解工艺过程，分离工艺过程和制冷系统组成。其工艺流程图如图1.1所示。 图1.1
裂解工艺过程
裂解工艺过程有多种工艺路线，现仅将目前国内外最有代表性，使用最普遍的管式高温裂解工艺作一简单介绍。
裂解原料如煤柴油、减压柴油、石脑油、抽余油等，还有本装置的循环乙烷，分别进入各自的管式裂解炉对流段预热之后，按一定的汽烃比加入稀释蒸汽进入到辐射段加热至800摄氏度以上进行裂化反应。反应后的产物——原料裂解气及乙烷裂解气，分别送至各自的急冷锅炉冷却至450摄氏度左右，再经淬冷器进一步冷却进入汽油分馏塔。
分离工艺流程
分离工艺亦有多种路线，现仅以顺序流程为例来进行介绍。
原料裂解气及乙烷裂解气在汽油分馏塔冷秋分离，塔釜分离产品裂解柴油及裂解燃料油。裂解气从塔顶进入急冷塔，被急冷水冷却后从塔顶排出，进入酸性气体收入塔，经矿洗、水洗后，送人裂解气干燥器，脱去所含水分（要求水含量小于5x10-6，露点-70摄氏度）。干燥后的裂解气经冷箱系统冷却至-120摄氏度，进入脱甲烷塔进料分离罐，冷凝物料从罐底送入脱甲烷塔，未冷凝气体进一步冷却至-165摄氏度，分离出95%（V）的富氢气，该气体再经一系列冷热交换，加热到260摄氏度送入甲烷反应器，使反应后的氢气中CO含量小于5x10-6，再经水分离、干燥（含水量小于10x10-6）后供汽油加氢、乙炔和丙二烯、丙炔转化器使用外，多余氢气作为产品送出界区。而从脱甲烷塔进料分离罐底部的冷凝液送入脱甲烷塔进行低压脱甲烷操作，压力0.56MPa（G），塔顶气体经冷箱回收冷量，一部分经干燥后送入燃料气系统，另一部分送入甲烷压缩机后，作为冷剂及脱甲烷塔使用。脱甲烷塔釜液经回收冷量后进入脱乙烷塔，经过分离C2组分由塔顶分出，在流量比值控制下与氢气混合，经加热后送入乙炔转换器，生成乙烯、乙烷，再经干燥后，C2组分进入乙烯精馏塔，分离后的乙烯从乙烯精馏塔侧线采出，送入乙烯球罐作为产品贮存。塔顶轻组分经冷凝后作为塔的回流。乙烷从塔釜抽出经冷量回收后，送往乙烷裂解炉作为裂解原料。
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