PX装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计

论文编号:HG010  字数:17463,页数:53

   摘    要
在PX装置中，异构化径向反应器是关键设备之一，由于异构化反应器的氢油比高达约4.8～5以及单程转化率较低，氢和未反应的C8芳烃大量循环再进入反应器，系统压降大。为了减少循环功率的消耗，是降低数量的总能耗，对PX装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计，通过对异构化单元反应器的T、P、L、Q（参数）的自动检测控制，从而使异构化反应器氢油比的转化率提高。提高产品的质量，增加产品的产量，达到提高生产效率、节能降耗的目的。
大型径向反应器的开发，不仅对二甲苯异构化反应器的国产化十分重要，而且对其它类似工艺（如歧化、芳烃化等）反应器的开发、工程放大都有重要指导意义。
本设计对PX装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计，其中共设计单回路系统4个，串级控制系统2个，并对控制系统所涉及到的控制器，控制阀等进行了选择且进行了相关的计算。采用了日本横河-北辰公司生产的CENTUM集散控制系统，为了克服系统中存在的干扰影响物料的纯度，就需要对反应物料的流量、温度和压力进行控制。按生产方案要求，控制合理的反应深度，保证临氢系统、反应器系统、正常生产和平稳运行。反应注意监控异构化反应器情况，根据原料性质及产物组成调整反应深度，确保反应产物各项指标合格，保护催化剂。

关键词：异构化；反应器；控制系统；集散控制系统

Abstract
In PX plant, the isomerization radial reactor is one of the key equipments. Because of the ratio of the hydrogen and oil is as high as 4.8~5 in isomerization reactor and the efficiency of the transformation is lower. Hydrogen and unreacted C8 goes to the reactor circularly and cause the system high pressure loss, so it is critical to reduce the energy consume and the radial flow reactor is used by the most of the manufacturers.In the system control engineering to the isomerization reactor in the PX plant,the parameters of T,P,L and Q are automatic measured and controlled.From that,the ratio of the hydrogen and oil can be increased,the quality and output of the production can be enhanced so that to achieve the goal of boosting the productivity and reduce the energy consumption.
The development to the radial reactor is very important not only to the reactor domestic manufacturers but also to the process reactors development and engineering enlarged .
This design is the engineering of the instrumentation system to the reactor in PX Plant in which there are 4 single loop control, 2 cascade control and all the controllers and control valves are selected and calculated carefully to the system, the CENTUM control system (produced by YOKOGAWA) will be used .In order to reduce the disturbance to the purity of the materials , it needs to control the Flow, Temperature and Pressure of the reacted materials according to the requirements of the production plan and reasonable reaction and keep the production in steady operation. And pay much more attention to the reactor and adjustment based on the composition of the materials and keep the products in good qualification and protection to the catalysis.

Keywords: Isomerization;Reactor;control system;Distributed Control System
目    录
摘    要 I
Abstract II
第1章 引言 1
第2章 装置简介 2
2.1反应器介绍 2
2.2产品分离器介绍 2
2.3 其他相关装置介绍 3
2.4 工艺流程 4
2.4.1 工艺原理的简述 4
2.4.2 二甲苯的同分异构化 5
2.4.3 乙苯的转换 5
2.4.4 其它的反应 5
2.4.5 Isomar I—300催化剂 6
第3章 所用系统介绍 7
3.1 DCS系统 7
3.1.1 DCS系统简介 7
3.2 CS-1000系统 10
3.2.1系统概述 10
3.2.2系统特点 12
第4章 系统控制方案的设计 13
4.1设计思路 13
4.1.1加热炉（F-761）出口温度的控制 13
4.1.2高分罐D-762液位的控制 15
4.1.3油品C8的进料流量控制 16
4.1.4 分离罐罐内压力与出罐流量串级控制 18
第5章 控制方案的实施 20
5.1控制方案的实施 20
5.1.1 I/O模件箱 20
5.1.2 I/O模件 20
5.1.3输入输出（I/O）连接方法 20
5.2组态图 21
5.2.1加热炉F761出口温度控制组态图 21
5.2.2高分罐D762底部液位控制组态图 22
5.2.3 C8进料流量控制组态图 22
5.2.4 分程控制系统组态图 23
第6章 仪表的选型 24
6.1 调节阀的选择 24
6.1.1 控制阀口径大小的选择 24
6.1.2 控制阀开、闭形式的选择 24
6.1.3 控制阀流量特性的选择 25
6.1.4 控制阀结构形式的选择 25
6.1.5 阀门定位器的选用 26
6.2 仪表选型的原则 26
6.2.1 温度仪表的选择 26
6.2.2 液位仪表的选择 29
6.2.3 流量仪表的选择 31
6.2.4 压力仪表的选择 33
第7章 计算 35
7.1 节流件的计算 35
7.1.1 已知条件 35
7.1.2 辅助计算 35
7.1.3 计算 37
7.2 控制阀口径的计算 40
第8章 控制系统的投运与整定 42
8.1单回路控制系统的工程整定方法 42
8.2 串级控制系统的整定方法 43
第9章 结论 44
参 考 文 献 45
致    谢 46
附    录 47