常压蒸馏塔汽相线速补偿控制方法 本发明涉及一种用于石油炼制加工常压蒸馏过程的工艺控制方法。
蒸馏塔汽相线速是指原油被加热后由轻烃生成的汽相产物在蒸馏塔内向上升腾的速度，是石油炼制过程中的一个重要技术参数。该参数是否稳定将直接影响蒸馏塔的工作状况，影响到蒸馏塔轻油收率及馏份切割精度。长期以来至目前，在生产实际中通常需要在设计阶段、操作过程中采取各种措施来努力维持这一“不可控”参数的相对稳定。例如，在设计阶段需要根据所加工原油的性质、计划处理量认真核算，确定合适的塔径和塔盘开口率，既不能过大，又不能过小。在操作过程中，则要保证原料油的性质与原设计相同或相近；要严格控制原油含水率不能有明显增高；进入生产装置的原料油流量要保持相对稳定；入塔油温度要相对恒定；各回流量要相对稳定。上述诸多条件因素中任一项发生变化都将使汽相线速这一参数发生变化，影响、破坏塔内压力梯度和温度梯度，从而影响蒸馏塔的精馏效果。然而，目前众多炼厂普遍采用的温度控制手段难以维持两个梯度都保持相对稳定，在很多情况下塔内压力梯度受到破坏，因而不能保证蒸馏塔的良好工况。
本发明的目的在于提供一种在石油炼制过程中可以自动控制通常被认为“不可控”参数的蒸馏塔汽相线速，从而增强蒸馏塔工作稳定性、提高常压收率、保证产品馏出口合格率的常压蒸馏塔汽相线速补偿控制方法。
本发明是这样实现的。该控制方法乃是在常压蒸馏塔汽化段(或称进料段)引入一路过热蒸汽对汽化段压力进行补偿，并采用一套差压自动控制仪表测量常压塔精馏段压力降，根据压力降的变化测取汽相线速度变化量并进行蒸汽补偿量自动调节控制，使蒸馏塔汽相线速在诸多干扰因素变化影响的情况下仍能保持稳定，从而稳定塔内压力梯度和温度梯度，稳定各馏出口的露点温度控制点，保证原油馏份地切割精度，达到增强蒸馏塔工作稳定性和提高常压收率及产品质量的目的。此种控制方法的原理如下：当塔盘或填料设置完成之后，现有塔盘或填料的阻力便确定下来，且可认为该阻力是固定不变的。然而，其压力降却要随汽相上升速度高低而发生变化，即：汽相速度高时塔盘或填料压力降大，反之则小。因而，测得压力降的大小即可得知当时汽相线速的快慢，据此可见，如能稳定压力降，便可稳定汽相线速。由于常压塔顶部近乎常压，为相对恒定值，要想影响或控制精馏段压降(亦即控制汽相线速)，只有从改变汽化段压力(或称塔底体系压力)入手。本发明正是在蒸馏塔汽化段适当地引入过热蒸汽，使之补偿原油综合汽化率的的相对变化量，使塔底体系压力保持稳定，从而达到控制汽相线速的目的。该控制方法的实施步骤及要点如下：
1、塔壁开孔、管路、调节阀通径的确定。基于补偿蒸汽引入量与原油加工量成比例的原则，可采用一个简单适用的计算方法，即以2倍的原油加工量选取调节阀流量系数，进而选用合适的调节阀。例如，一套年加工量为5--7万吨的小型装置，按年生产日300天计算，每小时进料量为7--10吨，则可选用额定流量系数为20、通径DN40的中温型单芯调节阀；若年加工量为100万吨，则可选用额定流量系数为200、通径DN125的调节阀。如此类推，确定了额定调节阀的通径孔就同时确定了管路和塔壁开孔的口径。在此，应当注意塔壁开孔的相对高度应在原料油入口的水平位置或高于水平位置500mm之内选取，蒸汽管路的终端应引入塔中心，并用弯头导向使蒸汽向上吹，防止沿水平方向直吹塔壁。
2、差压变送器测量范围的选取和仪表量程的确定。尽管由于蒸馏塔塔盘结构形式不同导致塔盘压降有所差异，差压变送器的测量范围一般选取为20KPa均能满足需要。然后，根据实测或使用情况在仪表测量范围内确定实际使用仪表量程即可。
3、配套自动化仪表的选型。
根据本厂实际使用情况选择用表，以便与原有仪表型号统一配套，盘面规整。目前普遍使用的国产DDZ--III型各系列仪表或进口仪表均可满足使用要求。
4、根据现有常、减压蒸馏装置有无有初馏塔确定采用塔外循环升温开工方法或冷油进塔开工方法，在用补偿蒸汽给蒸馏塔加热升温的同时即可引原油进入装置，并调整各相关设备正常运转。a、对于有初馏塔的常、减压蒸馏装置可采用塔外循环升温开工方法，即在原油循环升温期间不进常压塔，而是通过新增设于原料油入塔阀前至常压塔底抽出阀后的连通管线构成循环通路；在原油循环升温的同时，常压塔用补偿蒸汽升温，此时，需打开常压塔顶放空阀和安装在塔底抽出阀前用于排出冷凝水的导淋阀；在常压塔升温期间要启动冷却水泵，调整好各冷却器水量；塔升温结束后要按顺序关闭塔顶放空阀，打开各侧线馏出阀，关闭塔底导淋阀，打开原料入塔阀和塔底抽出阀，关闭塔底连通管线上的连通阀，建立并调整塔底液位保持在40--60％之间，按具体工艺卡片要求调整加热炉出口温度并注意炉膛不超温；因此时换热器无“热源”，炉负荷较大，故可适当降低进料量来维持炉出口温度；各侧线见液位后，要调整保持液位在40-60％之间；原油入塔后，对补偿蒸汽在塔内此前初步建立的温度梯度和压力梯度稍加适当调整，即可正常，达到产品合格；b，对于没有初馏塔的常、减压装置可采用冷油进塔开工方法，即通过塔底连通管线开路循环升温给原油罐加温，罐区脱水；塔升温工作完成后，按塔外循环升温开工方法一样，开关相关阀门，引原油入塔，因油温较低，在建立塔底液位后需保持一段开路循环状态；适当降低原料油流量，调整加热炉升温，炉出口温度达250℃后按60℃/h速度升温；炉出口温度达工艺卡片要求后，适时改开路循环为常底甩重油或开减压。
5、汽相线速自动调控系统的设置及工作。自动调控系统由差压变送器、比例、积分、微分三作用显示调节器、自动控制调节阀构成一闭环调节回路。其工作过程如下：差压变送器测得蒸馏塔精馏段差压值，并将其转换成4--20mm标准电流信号，通过信号导线将该信号送给室内盘装三作用显示调节器的测量端子；调节器接受该信号后，其比较环节即将该信号与人为给定值信号相比较，比较后的差值结果通过放大环节放大后，以比例、积分、微分规律产生一个正向或反向输出；该输出值通过信号导线送给作为执行机构的调节阀，使调节阀根据该输出值(命令)做相应的开阀或关阀趋势动作；如此连续测量和调控使测量值维持在给定值，保持蒸馏塔工作相对稳定。
本发明提供的常压蒸馏塔汽相线速补偿控制方法构思新颖，应用该方法可以实现蒸馏塔汽相线速的自动控制，增强蒸馏塔工作的稳定性，明显改善馏份切割效果，保证常压收率和产品质量的稳定提高。本方法为常压塔工作提供了一个效果良好的新的调控手段，应用该技术方法还可简化常减压装置的开工程序，获得良好的经济效益。
附图为本发明提供的常压蒸馏塔汽相线速补偿控制方
法工艺流程示意图。
以下结合附图对本方法的实施作进一步说明。
图中，各标号所代表的装置零部件、元器件分列如下：
1-差压变送器；21、22--差压变送器正、负压取压阀门；3--常压塔顶馏出线阀门；4--常压塔顶放空阀门；5--精馏段塔盘；6--仪表信号导线；7--比例、积分、微分(PID)三作用调节器；8--仪表测量导压管；9--补偿蒸汽自动控制调节阀；10--汽提蒸汽手动阀门；11--过热蒸汽管线；12--弯头；13--原料油入口；14--原料油入塔阀门；15--转油线；16--连通阀；17--连通管线；18--常压塔底导淋阀；19--常压塔底抽出阀。
图中标号I、II、III分别为常压蒸馏塔内的精馏段、汽化段和提馏段。