PX裝置異構化單元反應器進行自動控制系統設計

化工論文編號:HG010  字數:17463,頁數:53

目    錄
摘    要 I
Abstract II
第1章 引言 1
第2章 裝置簡介 2
2.1反應器介紹 2
2.2產品分離器介紹 2
2.3 其他相關裝置介紹 3
2.4 工藝流程 4
2.4.1 工藝原理的簡述 4
2.4.2 二甲苯的同分異構化 5
2.4.3 乙苯的轉換 5
2.4.4 其它的反應 5
2.4.5 Isomar I—300催化劑 6
第3章 所用系統介紹 7
3.1 DCS系統 7
3.1.1 DCS系統簡介 7
3.2 CS-1000系統 10
3.2.1系統概述 10
3.2.2系統特點 12
第4章 系統控制方案的設計 13
4.1設計思路 13
4.1.1加熱爐（F-761）出口溫度的控制 13
4.1.2高分罐D-762液位的控制 15
4.1.3油品C8的進料流量控制 16
4.1.4 分離罐罐內壓力與出罐流量串級控制 18
第5章 控制方案的實施 20
5.1控制方案的實施 20
5.1.1 I/O模件箱 20
5.1.2 I/O模件 20
5.1.3輸入輸出（I/O）連接方法 20
5.2組態圖 21
5.2.1加熱爐F761出口溫度控制組態圖 21
5.2.2高分罐D762底部液位控制組態圖 22
5.2.3 C8進料流量控制組態圖 22
5.2.4 分程控制系統組態圖 23
第6章 儀表的選型 24
6.1 調節閥的選擇 24
6.1.1 控制閥口徑大小的選擇 24
6.1.2 控制閥開、閉形式的選擇 24
6.1.3 控制閥流量特性的選擇 25
6.1.4 控制閥結構形式的選擇 25
6.1.5 閥門定位器的選用 26
6.2 儀表選型的原則 26
6.2.1 溫度儀表的選擇 26
6.2.2 液位儀表的選擇 29
6.2.3 流量儀表的選擇 31
6.2.4 壓力儀表的選擇 33
第7章 計算 35
7.1 節流件的計算 35
7.1.1 已知條件 35
7.1.2 輔助計算 35
7.1.3 計算 37
7.2 控制閥口徑的計算 40
第8章 控制系統的投運與整定 42
8.1單回路控制系統的工程整定方法 42
8.2 串級控制系統的整定方法 43
第9章 結論 44
參 考 文 獻 45
致    謝 46
附    錄 47

摘    要
在PX裝置中，異構化徑向反應器是關鍵設備之一，由于異構化反應器的氫油比高達約4.8～5以及單程轉化率較低，氫和未反應的C8芳烴大量循環再進入反應器，系統壓降大。為了減少循環功率的消耗，是降低數量的總能耗，對PX裝置異構化單元反應器進行自動控制系統設計，通過對異構化單元反應器的T、P、L、Q（參數）的自動檢測控制，從而使異構化反應器氫油比的轉化率提高。提高產品的質量，增加產品的產量，達到提高生產效率、節能降耗的目的。
大型徑向反應器的開發，不僅對二甲苯異構化反應器的國產化十分重要，而且對其它類似工藝（如歧化、芳烴化等）反應器的開發、工程放大都有重要指導意義。
本設計對PX裝置異構化單元反應器進行自動控制系統設計，其中共設計單回路系統4個，串級控制系統2個，并對控制系統所涉及到的控制器，控制閥等進行了選擇且進行了相關的計算。采用了日本橫河-北辰公司生產的CENTUM集散控制系統，為了克服系統中存在的干擾影響物料的純度，就需要對反應物料的流量、溫度和壓力進行控制。按生產方案要求，控制合理的反應深度，保證臨氫系統、反應器系統、正常生產和平穩運行。反應注意監控異構化反應器情況，根據原料性質及產物組成調整反應深度，確保反應產物各項指標合格，保護催化劑。

關鍵詞：異構化；反應器；控制系統；集散控制系統

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