氨合成氣分子篩凈化裝置程控系統的工藝分析和工藝控制說(shuō)明

廣東化工2015年第23期174www.gdchem.com第42卷總第313期氨合成氣分子篩凈化裝置程控系統的工藝分析和工藝控制說(shuō)明梁朝旭1,石毅強2,陳廠(chǎng)英3(1.廣東政和石油化工建筑設計有限公司,廣東廣州510380;2.中國化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司南寧分公司,廣西南寧530022:3.廣西工聯(lián)工業(yè)工程咨詢(xún)設計有限公司,廣西南寧530013)[摘要]對變壓吸附分子篩凈化裝置進(jìn)行工藝系統分析的過(guò)程中形成了工藝系統變量分析簡(jiǎn)表和工藝系統控制邏輯分析表,并給出了程序控制每一步的簡(jiǎn)要工藝說(shuō)明。[關(guān)鍵詞]份分子篩凈化裝置;程序控制;工藝分析;系統變量[中圖分類(lèi)號TQ63[文獻標識碼]A[文章編號]007-1865(2015)23017403he Process analysis and Control description on the molecular Sieve PurificationInstallation for the Ammonia Synthesizing GasLiang Chaoxu, Shi Yiqiang?, Chen Changying'1. Guangdong Gem-Horse Petrochemical Architecture Engineering Design Co, Ltd, Guangzhou 510380:2. Nanning Branch of China Chemical Guilin Engineering Co, Ltd, Nanning 5300223. Guangxi Gonglian Industrial Engineering Consultant Design Co, Ltd, Nanning 530013, ChinaAbstract: Base on the process analysis about the molecular sieve purification installation for the ammonia synthesizing gas, carry out the process altematingquantity analysis tabulation and the process control logic analysis tabulation, in consequence, work out the brief process control descriptionKeywords: molecular sieve purification installation: programmable control system; process analysis; systematic alternating quantity在為凱洛格合成氨廠(chǎng)中配設分子篩凈化裝置時(shí),擬為分子篩分子篩系統凈化裝置配備程序控制系統時(shí),因而需進(jìn)行必要的工藝系統分析并明確工藝控制說(shuō)明。1分子篩凈化裝置工藝分析1.1分子篩凈化裝置簡(jiǎn)要介紹采用變壓吸附分子篩凈化裝置,配設在105F之后,103-J高壓段第一個(gè)入口之間,其工作基本參數:高壓低溫狀態(tài)下(63Mpa,7℃)進(jìn)行吸附,在低壓高溫狀態(tài)下(26Mpa,288℃進(jìn)行解吸再生。擬配備兩套分子篩吸附器,交替循環(huán)使用4。分子篩凈化裝置流程如下圖1.2工藝系統簡(jiǎn)要分析基于分子篩干燥器以及所配干燥劑的特性,結合凱洛格Kellogg)年產(chǎn)30萬(wàn)噸傳統合成氨廠(chǎng)特有的操作要求,通過(guò)對變壓吸附分子篩凈化裝置工藝系統多種變量(變量組)進(jìn)行深入分析形成了變壓吸附分子篩凈化裝置工藝系統變量分析簡(jiǎn)表(見(jiàn)表1)。1分子篩凈化系統流程圖Fig 1 PID of molecular sieve purification system表1變壓吸附分子篩凈化裝置工藝系統變量分析簡(jiǎn)表Tab.I The process alternating quantity analysis tab of molecular sieve purification installation序號變量(組)名稱(chēng)受控變量/操作變量/待測變量分析結果作用氨合成氣組成、溫度、壓力、熱力學(xué)性質(zhì)明確吸附總量和通量、定義吸附器和吸附劑2氨合成塔媒特點(diǎn)、壽命、堆密度、熱力學(xué)性質(zhì)明確進(jìn)塔氨合成氣的純度、定義控制精度吸附器的特性形式、大小、材質(zhì)定義并優(yōu)化吸附器、明確操作點(diǎn)4合成氣壓縮系統離心式壓縮機、回路分析壓縮系統操作與凈化裝置的相互影響5吸附劑的特性型號、裝載要求、壽命、堆密度、吸附特性(曲線(xiàn))、熱力學(xué)性質(zhì)明確操作點(diǎn)以及飽和時(shí)間、再生要求等等吸附溫度溫度變化范圍明確操作點(diǎn)、溫度變化要求等6789吸附壓力壓力變化范圍明確操作點(diǎn)、壓力變化要求等再生溫度溫度變化范圍明確操作點(diǎn)、溫度變化要求等再生壓力壓力變化范圍用確操作點(diǎn)、壓力變化要求等10現場(chǎng)環(huán)境及氣象氣溫、氣壓、空氣濕度明確干燥劑裝填要求和更換要求等11溫度變化速率曲線(xiàn)、斜率明確操中國煤化工[收稿日期]2015-11-12CNMHG[作者簡(jiǎn)介]梁朝旭(1975-),男,廣西平南人,本科EMBA,高級工程師注冊咨詢(xún)工程師(投資)/注冊安全工程師注冊安全評價(jià)師,198年起主要從事化工石化/精細化工等項目設計、項目管理、勞動(dòng)安全與職業(yè)衛生咨詢(xún)等工作2015年第23期廣東化工第42卷總第313期www.gdchem.com17:續表1變量(組)名稱(chēng)。受控變量操作變量待測變量分析結果作用壓力變化速率曲線(xiàn)、斜率明確操作點(diǎn)、明確閥門(mén)相應次序等調節閥類(lèi)型、特點(diǎn)、流通量、響應速度提出閥門(mén)數據表、明確閥門(mén)動(dòng)作時(shí)間等34567類(lèi)型、特點(diǎn)、流通量、響應速度提出閥門(mén)數據表、明確閥門(mén)動(dòng)作時(shí)間等再生氣組成、溫度、壓力、熱力學(xué)性質(zhì)明確再生氣來(lái)源、換熱要求等壓力管道材料、管徑、走向、柔性要求明確能夠承受的載熱負荷,修正壓力和溫度變化速率等蒸汽組成、溫度、壓力、熱力學(xué)性質(zhì)定再生氣換熱器、換熱時(shí)間、溫升斜率等1.3工藝控制簡(jiǎn)要分析2),同時(shí)整理出程序控制的基本邏輯要求實(shí)現每一個(gè)步驟的自基于該層次的分析結果,結合各變量的可能變化時(shí)間及時(shí)動(dòng)順序控制,組織對應閥門(mén)在對應時(shí)間做出相應的動(dòng)作或保持相將凈化裝置一個(gè)工作循環(huán)細分為三個(gè)階段20個(gè)步驟,并明應的狀態(tài);實(shí)現當按下自動(dòng)控制按鈕后,就處在自動(dòng)控制狀態(tài),確定義每個(gè)步驟的主要任務(wù)(職能)、時(shí)長(cháng)、動(dòng)作要求和需要達到由時(shí)點(diǎn)和狀態(tài)來(lái)決定程序應該如何做出響應,并遵循精確設置的的效果,形成了變壓吸附分子篩凈化裝置工藝控制分析表(見(jiàn)表步進(jìn)程序自動(dòng)順暢切換表2變壓吸附分子篩凈化裝置工藝控制分析表Tab. 2 The process control logic analysis tab of molecular sieve purification systemN。"補先說(shuō)明2"H設定時(shí)間《分芬設時(shí)s670572084892361425程控步進(jìn)順序門(mén)狀b(一周期c溫壓變化斜坡規陣線(xiàn)26=2E:電磁網(wǎng)得電,門(mén)打開(kāi):-與飛功能相反H:門(mén)接收2CmA信號,全開(kāi):L:門(mén)接收40二倍號,全關(guān):/:信號由低漸高,兩漸開(kāi):丶:信號由高漸低,門(mén)漸關(guān)2分子篩裝置程序控制過(guò)程簡(jiǎn)要工藝說(shuō)明由PC-5607控制PV5607,使109DA壓力維持在26Mpa變壓吸附分子篩凈化裝置一個(gè)工作循環(huán)可分為三個(gè)階段2分鐘后,進(jìn)入下一步。(1)109DA吸附(此時(shí)109DB再生)第六步:109-DA預升溫(設定時(shí)間:1分鐘)109DA和109-DB并聯(lián)吸附;開(kāi)啟:XV5607、XV-5605、TV5612A:關(guān)閉:PV5607(并確3)l09DB吸附(此時(shí)109DA再生)認:XV5607、XV5605、TV5612A全開(kāi);PV5607全關(guān))。1分可將上述三個(gè)階段細分為20個(gè)步驟,為便于說(shuō)明,假設鐘后,進(jìn)入下一步109-DA正在吸附,109DB正在再生,并從順控的第二步(并聯(lián)吸第七步:109DA升溫(設定時(shí)間:359分鐘)。由TVv5612A調節,使109-DA溫度逐步由7℃升至288℃附)開(kāi)始敘述。在該時(shí)點(diǎn),109DA正在吸附,109DB完成再生且并使溫度TIC612維持在288℃。設定時(shí)間到了就進(jìn)入下一步。已經(jīng)處于準備投運;閥門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)為:XV5601、XV5603、XV5604第八步:109DA預降溫(設定時(shí)間:1分鐘)。第二步、并聯(lián)吸附(設定時(shí)間:15分鐘)。閉Tv5612A;同時(shí)開(kāi)啟TV-5612B(確認:TV5612A全關(guān)開(kāi)XV-5602(并確認XV-5602全開(kāi));此時(shí),109-DA、109DBTV5612B全開(kāi))。1分鐘后,進(jìn)入下一步均處于吸附狀態(tài)。15分鐘后,進(jìn)入下一步第九步:109-DA降溫(設定時(shí)間:189分鐘)第三步、切換(設定時(shí)間:1分鐘由TV5612B調節,使109-DA溫度逐步由288℃降至7℃關(guān)閉XV5601,XV5603(并確認XV-5601,ⅩV-5603全關(guān))確認溫度降至7℃后在設定時(shí)間的最后1分鐘關(guān)閉TV5612B(確從該時(shí)點(diǎn)起,進(jìn)入109DB吸附,109DA再生的階段。1分鐘后,認TV5612B全關(guān))。進(jìn)入下一步進(jìn)入下一步第十步、109DA升壓(充壓)設定時(shí)間:15分鐘)關(guān)閉XV56第四步、109-DA降壓(設定時(shí)間:13分鐘)。步由全關(guān)到全開(kāi)(確開(kāi)PV5607,逐步由全關(guān)到全開(kāi)(并確認PV5607全開(kāi))認XV5607,X中國煤化工109DA壓力(PC-5607)由63Mpa逐步降至26Mpa。壓力與時(shí)間109DA的至6.5MPa,在充變化關(guān)系見(jiàn)表2確認壓力在設定時(shí)間到降至26Mpa即進(jìn)入下壓時(shí)間內,完成CNMH(。兩塔之間的壓差△P與充壓時(shí)間變化的關(guān)系見(jiàn)表2。確認壓力升至65MPa且設定第五步、109-DA恒壓(設定時(shí)間:2分鐘)時(shí)間到便進(jìn)入下一步廣東化工2015年第23期176www.gdchem.com第42卷總第313期第十一步、109DA準備投運(設定時(shí)間124分鐘)壓時(shí)間內,完成109DB、109DA之間的均壓。兩塔之間的壓差開(kāi)啟XV5603,關(guān)HV5609在設定時(shí)間最后4分鐘內由全開(kāi)△P與充壓時(shí)間變化的關(guān)系見(jiàn)表2。確認壓力升至65MPa且設定到全關(guān))。(確認XV5603全開(kāi),HV5609全關(guān))時(shí)間到便進(jìn)入下一步設定時(shí)間到便進(jìn)入下一步。第一步、109DB準備投運(設定時(shí)間124分鐘)。第十二步、并聯(lián)吸附(設定時(shí)間15分鐘)。開(kāi)啟XV5604,關(guān)HV5609,在設定時(shí)間最后4分鐘內由全開(kāi)XV-5601確認Xv-5601全開(kāi)),此時(shí),109DA,109DB均開(kāi)到全關(guān)(確認XV5604全開(kāi),HV-5609全關(guān))。設定時(shí)間到便進(jìn)處于吸附狀態(tài)。設定時(shí)間到便進(jìn)入下一步第十三步、切換(設定時(shí)間1分鐘)。以上20個(gè)步驟即為凈化裝置一個(gè)工作循環(huán),其中,第三步至關(guān)閉XV-5602、5604確認XV-5602、5604全關(guān))。此時(shí)進(jìn)入第十步為109DA吸附(此時(shí)109DB再生)階段;第十三步至第109DA吸附,109-DB再生的階段。設定時(shí)間到便進(jìn)入下十步為109DB吸附(此時(shí)109DA再生)階段第十四步、109-DB降壓(設定時(shí)間13分鐘開(kāi)PV5608,逐步由全關(guān)到全開(kāi)(確認PV5608全開(kāi))由3結語(yǔ)26Ma。壓力與時(shí)間變化關(guān)系見(jiàn)表2。確認壓力在設定時(shí)間到降作順暢運行穩定:有力保障氨合成塔催化劑高效使用超過(guò)8年,第十五步、109-DB恒壓(設定時(shí)間2分鐘)。由PIC5608控制PV5608,使109DB壓力維持在26Mpa參考文獻設定時(shí)間到便進(jìn)入下一步[]牛繼舜. Kellogg合成氨工藝進(jìn)展[,大氮肥,1996,05:39322+340第十六步:109DB預升溫(設定時(shí)間1分鐘)[2]王景行,等.合成氣分子篩凈化系統問(wèn)題及處理[,貴州化工,2006啟XV5608、XV5606、TV5612A;關(guān)閉PV-5608(確認06:55-56XV5608、XV2560、TV5612A全開(kāi),P608全關(guān))。設定時(shí)間(3姚崎峻,等.分子篩純化系統程序控制異常的分析與處理門(mén),深冷技術(shù),到便進(jìn)入下一步。2008,01:55-57第十七步:109-DB升溫(設定時(shí)間359分鐘)。[4]梁朝旭,等.在凱洛格年產(chǎn)30萬(wàn)噸氨合成裝置中配設分子篩凈化系統由Tv-5612A調節,使109-DB溫度逐步由7℃升至288℃的涉及體會(huì )團,廣東化工,2015,42(19:130-132當溫度TIC5612維持在288℃且設定升溫時(shí)間到便進(jìn)入下一步[5]劉輝,閻建民,楊茹譯.化工廠(chǎng)的簡(jiǎn)單和穩健化設計,北京:化學(xué)工業(yè)第十八步:109DB預降溫(設定時(shí)間1分鐘)關(guān)閉TV5612A,同時(shí)開(kāi)啟TV5612B(確認TV5612A全關(guān)出版社,2009,03:248-250TV5612B全開(kāi))。設定時(shí)間到便進(jìn)入下一步[6]楊敏。用PLC實(shí)現空分分子篩吸附器切換控制系統的改造[遼寧化第十九步:109-DB降溫(設定時(shí)間189分鐘)工,2005.03:130-132.由TV-5612B調節,使109-DB溫度逐步由288℃降至7℃[7劉化章,等,A301氨合成氨催化劑最佳操作條件與催化活性的關(guān)系確認溫度降至7℃后在設定時(shí)間的最后1分鐘關(guān)閉Tv-5612B(確化學(xué)反應工程與工藝認TV5612B全關(guān))。進(jìn)入下一步。第二十步、109DB升壓(充壓)設定時(shí)間15分鐘)(本文文獻格式:梁朝旭,石毅強,陳廠(chǎng)英.氨合成氣分子篩凈化關(guān)XV5606、XV-5608;開(kāi)HV5609,逐步由全關(guān)到全開(kāi)(確裝置程控系統的工藝分析和工藝控制說(shuō)明[J.廣東化工,201542(23):174-176)認XV-5606、XV-5608全關(guān),HV5609全開(kāi))109DB的壓力P5608逐步由26Mpa升至65Mpa,在充(上接第201頁(yè))圖40.05mg/kg蘋(píng)果基質(zhì)加標 LC/MS/MS色譜圖圖2蘋(píng)果基質(zhì)空白 LC/MS/MS色譜圖Fig 4 0.05 mg/kg lemon matrix plus standard LC/MS/MSFig 2 Apple matrix blank LC/MS/MS參考文獻[I]Smith A G, Gangolli S D, Caprioli M. Food Chem, 2002, 40: 767-779[2 European Commission. Maximum Residue Levels of Pesticides in or onFood and Feed of Plant and AnimalOrigin, Regulation(EC) 396/200[Li M, Jin Y, Li H F, et al. J Sep Sci, 2013, 36: 2522-2529[4]Ho Y M, Tsoi Y K, Leung KSY. J Sep Sci, 2012, 775: 58-66[5]劉亞偉,董一威,孫寶利,等.食品科學(xué),2009,9:1002-66306] Bueno M J, Aguera A, Hernando M D, et al. J Chromatogr A, 2009圖30.05μg/mL蘋(píng)果基質(zhì)混合標準工作液 LCMS/MS色譜圖(本文文獻格式:李海濤,周麗,張景然,等. QuEChERS-LC/MS/MSFig30.05 ug/mL apple matrix mixed with standard working fluid法檢測蘋(píng)果中105種農藥殘留[J].廣東化工,2015,42(23):LC/MS/MS chromatogram200201)中國煤化工CNMHG