烯烃分离反应气压缩机防喘振系统设计

摘要

乙烯和丙烯是现代化学工业中的重要基础原料，其需求量将越来越大。制备乙烯和丙烯的传统方法是采用轻油(石脑油、轻柴油)裂解工艺，但石油储量有限，导致国内市场上乙烯、丙烯大量依靠国外进口，从而迫切需要研究新的替代工艺。煤制烯烃技术的不断发展为解决乙烯、丙烯的缺口提供了解决方案。而煤制烯烃是以煤为原料制取低碳烯烃。采用煤制烯烃可以摆脱依赖石油的制取方式，而且我国是煤炭生产大国，内蒙古自治区、陕西省、山西省拥有丰富的煤炭资源。煤炭价格相对较低，会大幅降低乙烯、丙烯等产物的价格，并且降低对进口低碳烯烃产品的依赖。对于缺油少气的中国来说煤制低碳烯烃的工艺更为重要。
　　煤制烯烃由煤制甲醇和甲醇制烯烃两部分组成。煤制甲醇以煤为原料，先将煤气化，再将合成气制成甲醇，为甲醇制烯烃提供原料；甲醇制烯烃则由甲醇制取为乙烯、丙烯等低碳烯烃。甲醇制烯烃装置主要包括MTO装置、烯烃分离装置，压缩机是烯烃分离装置的核心设备，压缩机的运行状态直接关系到系统的运行效率、产量与产品的质量，而压缩机控制的关键为喘振问题。
　　本文以某厂年产60万吨甲醇制烯烃装置为背景，针对烯烃分离单元反应气压缩机防喘振进行系统设计与防喘振控制策略研究。防喘振系统采用TS3000三层网络结构，由上至下分别为计算机监控层，执行控制层，现场控制层。监控层与执行层通过以太网通信，执行层与现场层通过HART现场总线进行通讯。
　　完成了控制系统的设计，包括软件设计和硬件设计，进行了压缩机防喘振控制系统现场检测和控制仪表设计、联锁逻辑设计和防喘振控制逻辑设计及上位机监控系统的设计。针对压缩机的防喘振控制需求，设计首先绘制了防喘振曲线，确定了安全裕度和盘旋点，针对压缩机的回流量采用可变极限流量法进行控制研究，分别采用开环阶跃控制、喘振控制线控制和速率控制，现场运行表明可以快速的发现和抑制喘振。系统投运后有效保证了压缩机安全工作，降低了能耗。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 DMTO工艺简述

1.2压缩机及其应用

1.3喘振和其危害

1.4压缩机防喘振控制现状

1.5 选题目的和意义

1.6本文的主要工作

第二章 防喘振控制策略

2.1出现喘振的原因

2.2 防喘振控制方式

2.3压缩机防喘振控制策略

2.4 防喘振控制曲线确定

2.5 本章小结

第三章 反应气压缩机工艺与控制系统选择

3.1 反应气压缩机工艺流程

3.2 二返一防喘振设计

3.3 防喘振控制

3.4 透平压缩机综合控制系统

3.5 防喘振控制器结构

3.6 控制系统的选择

3.7 主要检控项目

3.8 本章小结

第四章 喘振系统系统侧设计

4.1总体方案

4.2自动化水平和仪表选型原则

4.3系统硬件设计

4.4各类组态软件的比较

4.5 Tri-view软件的特点

4.6 Tricon 1131硬件

4.7 AMS系统

4.8本特利3500系统

4.9超速保护器

4.10 人机界面绘制

4.11数据库组态和IO设备组态等的实现

4.12防喘振曲线绘制程序

4.13启停机联锁设计

4.14防喘振控制逻辑设计

4.15 接线图示例

4.16 本章小结

第五章 喘振系统现场仪表设计

5.1现场工作条件

5.2设计选用的标准规范

5.3仪表的保护措施

5.4现场仪表设计

5.5本章小结

结论

参考文献

附录A 部分ITCC程序

附录B 部分接线原理图

在学研究成果

致谢