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(tǒng)的工藝分析和工藝控制說明梁朝旭1,石毅強2,陳廠英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.廣西工聯工業(yè)工程咨詢設計有限公司,廣西南寧530013)[摘要]對變壓吸附分子篩凈化裝置進行工藝系統(tǒng)分析的過程中形成了工藝系統(tǒng)變量分析簡表和工藝系統(tǒng)控制邏輯分析表,并給出了程序控制每一步的簡要工藝說明。[關鍵詞]份分子篩凈化裝置;程序控制;工藝分析;系統(tǒng)變量[中圖分類號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中配設分子篩凈化裝置時,擬為分子篩分子篩系統(tǒng)凈化裝置配備程序控制系統(tǒng)時,因而需進行必要的工藝系統(tǒng)分析并明確工藝控制說明。1分子篩凈化裝置工藝分析1.1分子篩凈化裝置簡要介紹采用變壓吸附分子篩凈化裝置,配設在105F之后,103-J高壓段第一個入口之間,其工作基本參數:高壓低溫狀態(tài)下(63Mpa,7℃)進行吸附,在低壓高溫狀態(tài)下(26Mpa,288℃進行解吸再生。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(tǒng)簡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30萬噸傳統(tǒng)合成氨廠特有的操作要求,通過對變壓吸附分子篩凈化裝置工藝系統(tǒng)多種變量(變量組)進行深入分析形成了變壓吸附分子篩凈化裝置工藝系統(tǒng)變量分析簡表(見表1)。1分子篩凈化系統(tǒng)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(tǒng)變量分析簡表Tab.I The process alternating quantity analysis tab of molecular sieve purification installation序號變量(組)名稱受控變量/操作變量/待測變量分析結果作用氨合成氣組成、溫度、壓力、熱力學性質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、壽命、堆密度、熱力學性質明確進塔氨合成氣的純度、定義控制精度吸附器的特性形式、大小、材質定義并優(yōu)化吸附器、明確操作點4合成氣壓縮系統(tǒng)離心式壓縮機、回路分析壓縮系統(tǒng)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)、熱力學性質明確操作點以及飽和時間、再生要求等等吸附溫度溫度變化范圍明確操作點、溫度變化要求等6789吸附壓力壓力變化范圍明確操作點、壓力變化要求等再生溫度溫度變化范圍明確操作點、溫度變化要求等再生壓力壓力變化范圍用確操作點、壓力變化要求等10現場環(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、斜率明確操中國煤化工[收稿日期]2015-11-12CNMHG[作者簡介]梁朝旭(1975-),男,廣西平南人,本科EMBA,高級工程師注冊咨詢工程師(投資)/注冊安全工程師注冊安全評價師,198年起主要從事化工石化/精細化工等項目設計、項目管理、勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生咨詢等工作2015年第23期廣東化工第42卷總第313期www.gdchem.com17:續(xù)表1變量(組)名稱。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、斜率明確操作點、明確閥門相應次序等調節(jié)閥類型、特點、流通量、響應速度提出閥門數據表、明確閥門動作時間等34567類型、特點、流通量、響應速度提出閥門數據表、明確閥門動作時間等再生氣組成、溫度、壓力、熱力學性質明確再生氣來源、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、熱力學性質定再生氣換熱器、換熱時間、溫升斜率等1.3工藝控制簡要分析2),同時整理出程序控制的基本邏輯要求實現每一個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間及時動順序控制,組織對應閥門在對應時間做出相應的動作或保持相將凈化裝置一個工作循環(huán)細分為三個階段20個步驟,并明應的狀態(tài);實現當按下自動控制按鈕后,就處在自動控制狀態(tài),確定義每個步驟的主要任務(職能)、時長、動作要求和需要達到由時點和狀態(tài)來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(見表步進程序自動順暢切換表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。"補先說明2"H設定時間《分芬設時s670572084892361425程控步進順序門狀b(一周期c溫壓變化斜坡規(guī)陣線26=2E:電磁網得電,門打開:-與飛功能相反H:門接收2CmA信號,全開:L:門接收40二倍號,全關:/:信號由低漸高,兩漸開:丶:信號由高漸低,門漸關2分子篩裝置程序控制過程簡要工藝說明由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工作循環(huán)可分為三個階段2分鐘后,進入下一步。(1)109DA吸附(此時109DB再生)第六步:109-DA預升溫(設定時間:1分鐘)109DA和109-DB并聯吸附;開啟:XV5607、XV-5605、TV5612A:關閉:PV5607(并確3)l09DB吸附(此時109DA再生)認:XV5607、XV5605、TV5612A全開;PV5607全關)。1分可將上述三個階段細分為20個步驟,為便于說明,假設鐘后,進入下一步109-DA正在吸附,109DB正在再生,并從順控的第二步(并聯吸第七步:109DA升溫(設定時間:359分鐘)。由TVv5612A調節(jié),使109-DA溫度逐步由7℃升至288℃附)開始敘述。在該時點,109DA正在吸附,109DB完成再生且并使溫度TIC612維持在288℃。設定時間到了就進入下一步。已經處于準備投運;閥門開關狀態(tài)為:XV5601、XV5603、XV5604第八步:109DA預降溫(設定時間:1分鐘)。第二步、并聯吸附(設定時間:15分鐘)。閉Tv5612A;同時開啟TV-5612B(確認:TV5612A全關開XV-5602(并確認XV-5602全開);此時,109-DA、109DBTV5612B全開)。1分鐘后,進入下一步均處于吸附狀態(tài)。15分鐘后,進入下一步第九步:109-DA降溫(設定時間:189分鐘)第三步、切換(設定時間:1分鐘由TV5612B調節(jié),使109-DA溫度逐步由288℃降至7℃關閉XV5601,XV5603(并確認XV-5601,ⅩV-5603全關)確認溫度降至7℃后在設定時間的最后1分鐘關閉TV5612B(確從該時點起,進入109DB吸附,109DA再生的階段。1分鐘后,認TV5612B全關)。進入下一步進入下一步第十步、109DA升壓(充壓)設定時間:15分鐘)關閉XV56第四步、109-DA降壓(設定時間:13分鐘)。步由全關到全開(確開PV5607,逐步由全關到全開(并確認PV5607全開)認XV5607,X中國煤化工109DA壓力(PC-5607)由63Mpa逐步降至26Mpa。壓力與時間109DA的至6.5MPa,在充變化關系見表2確認壓力在設定時間到降至26Mpa即進入下壓時間內,完成CNMH(。兩塔之間的壓差△P與充壓時間變化的關系見表2。確認壓力升至65MPa且設定第五步、109-DA恒壓(設定時間:2分鐘)時間到便進入下一步廣東化工2015年第23期176www.gdchem.com第42卷總第313期第十一步、109DA準備投運(設定時間124分鐘)壓時間內,完成109DB、109DA之間的均壓。兩塔之間的壓差開啟XV5603,關HV5609在設定時間最后4分鐘內由全開△P與充壓時間變化的關系見表2。確認壓力升至65MPa且設定到全關)。(確認XV5603全開,HV5609全關)時間到便進入下一步設定時間到便進入下一步。第一步、109DB準備投運(設定時間124分鐘)。第十二步、并聯吸附(設定時間15分鐘)。開啟XV5604,關HV5609,在設定時間最后4分鐘內由全開XV-5601確認Xv-5601全開),此時,109DA,109DB均開到全關(確認XV5604全開,HV-5609全關)。設定時間到便進處于吸附狀態(tài)。設定時間到便進入下一步第十三步、切換(設定時間1分鐘)。以上20個步驟即為凈化裝置一個工作循環(huán),其中,第三步至關閉XV-5602、5604確認XV-5602、5604全關)。此時進入第十步為109DA吸附(此時109DB再生)階段;第十三步至第109DA吸附,109-DB再生的階段。設定時間到便進入下十步為109DB吸附(此時109DA再生)階段第十四步、109-DB降壓(設定時間13分鐘開PV5608,逐步由全關到全開(確認PV5608全開)由3結語26Ma。壓力與時間變化關系見表2。確認壓力在設定時間到降作順暢運行穩(wěn)定:有力保障氨合成塔催化劑高效使用超過8年,第十五步、109-DB恒壓(設定時間2分鐘)。由PIC5608控制PV5608,使109DB壓力維持在26Mpa參考文獻設定時間到便進入下一步[]牛繼舜. Kellogg合成氨工藝進展[,大氮肥,1996,05:39322+340第十六步:109DB預升溫(設定時間1分鐘)[2]王景行,等.合成氣分子篩凈化系統(tǒng)問題及處理[,貴州化工,2006啟XV5608、XV5606、TV5612A;關閉PV-5608(確認06:55-56XV5608、XV2560、TV5612A全開,P608全關)。設定時間(3姚崎峻,等.分子篩純化系統(tǒng)程序控制異常的分析與處理門,深冷技術,到便進入下一步。2008,01:55-57第十七步:109-DB升溫(設定時間359分鐘)。[4]梁朝旭,等.在凱洛格年產30萬噸氨合成裝置中配設分子篩凈化系統(tǒng)由Tv-5612A調節(jié),使109-DB溫度逐步由7℃升至288℃的涉及體會團,廣東化工,2015,42(19:130-132當溫度TIC5612維持在288℃且設定升溫時間到便進入下一步[5]劉輝,閻建民,楊茹譯.化工廠的簡單和穩(wěn)健化設計,北京:化學工業(yè)第十八步:109DB預降溫(設定時間1分鐘)關閉TV5612A,同時開啟TV5612B(確認TV5612A全關出版社,2009,03:248-250TV5612B全開)。設定時間到便進入下一步[6]楊敏。用PLC實現空分分子篩吸附器切換控制系統(tǒng)的改造[遼寧化第十九步:109-DB降溫(設定時間189分鐘)工,2005.03:130-132.由TV-5612B調節(jié),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系確認溫度降至7℃后在設定時間的最后1分鐘關閉Tv-5612B(確化學反應工程與工藝認TV5612B全關)。進入下一步。第二十步、109DB升壓(充壓)設定時間15分鐘)(本文文獻格式:梁朝旭,石毅強,陳廠英.氨合成氣分子篩凈化關XV5606、XV-5608;開HV5609,逐步由全關到全開(確裝置程控系統(tǒng)的工藝分析和工藝控制說明[J.廣東化工,201542(23):174-176)認XV-5606、XV-5608全關,HV5609全開)109DB的壓力P5608逐步由26Mpa升至65Mpa,在充(上接第201頁)圖40.05mg/kg蘋果基質加標 LC/MS/MS色譜圖圖2蘋果基質空白 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,2009,9:1002-66306] Bueno M J, Aguera A, Hernando M D, et al. J Chromatogr A, 2009圖30.05μg/mL蘋果基質混合標準工作液 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