Каталитический риформинг

Автоматическое регулирование и контроль процесса

Основная задача автоматического регулирования процессов нефтепереработки и нефтехимии — получение готовых продуктов, отвечающих заданным показателям состава и физико-химических   свойств.
На установках каталитического риформинга прямогонных бензиновых фракций применяется комплексная автоматизация процесса, которая обеспечивается централизованным управлением технологическим процессом, широким изготовлением взаимосвязанных (каскадных) схем регулирования с применением прнборои малогабаритной   унифицированной  системы.
Основным фактором, влияющим на качество получаемых на установках каталитического риформинга продуктов, является температура в реакторах блоков риформинга и гидроочистки.
Регулирование заданной температуры на входе в реакторы осуществляется автоматически путем изменения подачи отопительного газа или мазута к форсункам соответствующих секций реакторной печи риформинга и к форсункам печи гидроочистки.
Температурный режим в реакторах по высоте и по сечению (по слоям катализатора) контролируется многозонными термопарами. Температура корпуса реакторов контролируется поверхностными термопарами.
Сопротивление по реакторам определяется дифманометром по перепаду давления.
Для обеспечения нормального режима нагрева продуктов в печах и нормального горения топлива предусмотрены соответствующие контрольно-измерительные приборы и автоматическое регулирование.
Температура газосырьевой смеси замеряется на входе в конвекционные камеры после теплообменников, на перекидках из конвекционных камер в радиантные камеры гидроочистки и первой ступени риформннга, в параллельных коллекторах на выходе каждой камеры риформинга, на входе и выходе из реакторов.
При повышении температуры перед реактором гидроочистки выше 420 °С, а перед реакторами риформинга выше 530 °С предусмотрена сигнализация.
Регулирование этих температур осуществляется автоматически путем изменения подачи топливного газа к горелкам печей с помощью клапанов, установленных перед камерами каждой ступени  нагрева.
Температура продуктов сгорания (дымовых газов) контролируется с помощью термопар, установленных на выходе из радиантных камер, на перевалах, на выходе из конвекционных камер.
В этих же местах контролируется и разрежение дымовых газов. По падению разрежения перед дымососом включаются автоматические блокировки.
Постоянное давление топлива (топливного газа и мазута) поддерживается автоматически регулятором давления.
Температура нагрева топлива в подогревателях мазута и топливного газа регулируется клапанами, установленными на линии подачи пара к подогревателям.
Процесс горения топлива в печах регулируется подачей воздуха на горение в каждую горелку по величине и цвету факела. Процесс горения топлива контролируется автоматическими газоанализаторами по содержанию окиси углерода и кислорода в дымовых  газах.
Для налаживания работы горелок на трубопроводах подачи мазута, газа и пара к горелкам перед входом устанавливаются манометры.
Регулирование давления в блоке риформннга осуществляется с помощью клапана, установленного на линии подачи избыточного водородсодержащего газа в блок гидроочистки. Давление в блоке гидроочистки регулируется с помощью клапана, установленного на отдуве водородсодержащего газа из сепаратора гидроочистки.
Для поддержания режима в отпарной колонне следует подавать в колонну определенное количество орошения, контролировать и регулировать температуру на входе сырья в колонну, уровень жидкости, температуру и давление в нижней части колонны.
Давление в колонне поддерживается регулирующим клапаном, установленным на отдуве углеводородного газа из емкости орошения.
Температура низа колонны автоматически регулируется клапаном, установленным на греющем агенте, подаваемом в кипятильник   колонны.
Если для нагрева горячей струи используется печь, то температура продукта на выходе из печи регулируется с помощью клапана, установленного на подаче газообразного или жидкого топлива в печь.
Уровень в колонне поддерживается клапаном, установленным на нагнетательном трубопроводе насоса, который откачивает нижний  продукт из колонны.
Для поддержания режима в стабилизационной колонне необходимо контролировать и регулировать температуру, давление и уровень жидкости в нижней части колонны, подавать определенное количество орошения, причем основным регулируемым параметром является расход орошения, а заданным — расход питания.
Давление в стабилизационной колонне поддерживается регулирующим клапаном, установленным на шлемовой линии.
Давление в емкости орошения поддерживается регулирующим клапаном, установленным на выходе паров из емкости орошения. Раздельное регулирование давления в колонне и в рефлюксной емкости обеспечивает  работу  конденсатора-холодильника  в постоянных условиях и равномерное поступление конденсата в емкость   орошения.
Температура питания регулируется подачей теплоносителя в подогреватель питания колонны.
Температура, давление и уровень жидкости, температура и давление в нижней части колонны регулируется и контролируется.
Автоматическое регулирование процесса ректификации затрудняется из-за большого количества взаимосвязанных переменных, влияющих на процесс разделения, а также из-за значительной емкости  и   инерционности  объекта регулирования.
Ректификационная  колонна  имеет   большое   число   тарелок.
Всякое изменение рабочих условий распространяется от тарелки
" тарелке, новое равновесное состояние достигается постепенно.
В зависимости от аппаратурного решения технологической схемы и от конкретных условий проведения процесса разделения принимаются различные схемы регулирования давления в ректификационных колоннах.
Давление регулируется воздействием на регулирующий клапан, установленный на шлемовой линии, если температура верха невысокая  и для получения удовлетворительного качества продуктов разделения требуется  минимальное запаздывание в этом, контуре регулирования.
Наиболее распространенным способом регулирования давления в колонне является байпасирование горячего газа мимо конденсатора-холодильника. При этом горячий газ поступает непосредственно в рефлюксную емкость либо в емкость после конденсатора-холодильника.
Система автоматического контроля и регулирования в ректификационных колоннах с полной конденсацией дистиллята заключается в поддержании постоянного перепада давления между колонной и рефлюксной емкостью воздействием на регулирующий клапан, установленный на перепуске паров мимо конденсаторов-холодильников.
Основным  условием,   обеспечивающим   получение   продуктов аданного качества, является поддержание определенного теплового  баланса  колонны.
Тепловой баланс колонны складывается из теплоты, подводимой в колонну с сырьем, с парами, поступающими из рибойлера, и теплоты, снимаемой в верху колонны холодным орошением, а также теплоты, отводимой из колонны с дистиллятом и остатком.
Параметром, характеризующим качество поддержания заданного теплового баланса, является температура.

Применяются различные варианты регулирования температуры сырья, поступающего в колонну. От стабильности этого теплового потока во многом зависит устойчивая работа колонны в целом. Используются различные варианты регулирования температуры сырья, поступающего в колонну.
Наиболее часто применяется прямая схема регулирования подачи  греющего пара в  подогреватель сырья  по температуре сырья на выходе из подогревателя, а также каскадная схема, когда регулятор температуры сырья на выходе из подогревателя корректирует регулятор расхода греющего пара.
Используется также схема регулирования температуры сырья изменением поверхности нагрева. Установленный на выходе конденсата пэра клапан прикрывается, трубки теплообмепного аппарата заполняются жидкостью, что уменьшает поверхность нагрева.
Основной составляющей теплового баланса колонны является теплота, подводимая с парами из рибойлера, Температура этих паров, как и температура в зоне подачи питания или на контрольной тарелке колонны, определяющая качество поддержания теплового баланса колонны, регулируется воздействием на подачу водяного  пара  в  рибойлер.
Если для нагрева сырья используется печь, то регулятор температуры па выходе горячей струи из печи воздействует на подачу газообразного или жидкого топлива.
В зависимости от конструкции колонны, условий проведения процесса разделения, качества получаемых продуктов выбирается схема воздействия на подачу пэра в рибойлер.
Наиболее распространены схемы воздействия регулятора температуры в зоне питания или на контрольной тарелке.
Подвод орошения в колонну осуществляется либо по расходу, либо по температуре паров наверху или на контрольной тарелке.
Однако не рекомендуется применять схемы с одновременным регулированием температуры верха (воздействием на расход орошения) и температуры низа колонны (воздействием на расход тепло'юеителя в рибойлер), так как это может нарушить процесс разделения.
На установках применяются пневматические приборы типа «Старт», а также используется электрическая унифицированная система   приборов.
Температура регулируется многоточечными потенциометрами типа КСП-2И с искробезопасными входными цепями.
Для измерения и регулирования температуры применяются термопары с нормирующими преобразователями с искробезопасными выходными цепями типа НП-ТЛ-11 и электропреобразователями   ЭПП-63.
В качестве измерителей уровня используются приборы буйкового типа наружного монтажа.
Все аппараты оснащены магнитными указателями уровня, что увеличивает надежность визуального наблюдения за уровнем в аппаратах.