一、 概述
滄州煉油廠硫磺回收聯合裝置包括10000噸/年硫磺回收裝置、5000噸/年硫磺回收裝置、60T/H污水汽提裝置及200T/H溶劑再生裝置,四套裝置聯合布置,統一管理,分散控制,聯合操作,從管理上保證全廠酸性氣、酸性水處理的安全穩定、優化長效,硫磺總回收率可達99.8%以上。其DCS控制系統采用北京和利時公司MACS Smartpro系統,完成對上述聯合裝置的檢測及控制,該系統運行穩定、可靠,為該公司主體生產裝置的安全、穩定和長周期運轉提供了可靠的保障。
測點統計如下:
二、 配置方案
整個DCS系統由四臺操作員站、一臺工程師站、一個網關站和三個控制站、一個擴展柜組成。其中10#控制站完成對10000噸/年硫磺回收裝置的控制與監測;11#控制站完成對5000噸/年硫磺回收裝置、脫硫溶劑再生裝置的控制與監測;12#控制站和擴展柜完成對污水汽提裝置以及四套裝置DI/DO點的控制與監測。四臺操作員站分別完成對各個界區的監控,工程師站負責整個系統的軟件維護,網關站負責將數據送到公司管理網上。
三、 工藝簡介
該裝置由10000噸/年硫磺回收裝置、5000噸/年硫磺回收裝置、60T/H污水汽提裝置及200T/H溶劑再生裝置組成:
1、污水汽提裝置:
該裝置采用單塔常壓汽提新工藝,在0.1MPA的壓力下單塔處理酸性水經脫氣除油后進入汽提塔上部。塔底用1.0MPA蒸汽加熱汽提,酸性水中硫化氫、氨被汽提,自塔頂經冷凝分液后酸性氣送至硫磺回收部分,塔底得到合格凈化水,凈化水可作為催化、常壓等生產裝置注水回用。
2、溶劑再生裝置:
采用常規蒸汽汽提再生工藝,溶劑采用復合型MDEA溶劑。MDEA具有良好的選擇性吸收性能,酸性氣負荷大、腐蝕輕。使用濃度高、循環量小、能耗低。再生酸性氣送至硫磺回收。集中后的富溶劑采用中溫(60-65℃)低壓閃蒸,降低了再生酸性氣的烴的含量。
3、硫磺回收裝置:
硫磺回收部分采用CLAUS部分燃燒法制硫工藝,在大于1250℃的溫度下將酸性氣中的氨全部轉化為氮氣和水,10000噸/年和5000噸/年共用一個尾氣處理部分 ,采用常規SCOT(還原-吸收)工藝,總硫回收率可達99.8%以上。最后煙囪排放尾氣中SO2濃度為477.7MG/M3(4.99KG/H)完全滿足國家大所污染物綜合排放標準的要求。
四.控制方案綜述
1]、10#控制站(10000噸硫磺回收裝置):
一級摻合閥出口過程溫控、二級摻合閥出口過程溫控、E3504AB出口急冷水溫控、余熱鍋爐E3506尾氣出口溫控、廢熱鍋爐E3501壓控、E3502ABC壓控、E3505乏氣壓控、FI3562A壓補、管網1.0MPA過熱蒸汽壓控、進EJ3501AB蒸汽流量控制、系統管網來氫氣流量控制、E3504AB出口入急冷塔冷水流量控制、進入T3502貧液流量控制、E3502ABC液位控制、凝結水罐V3506液位控制、尾氣吸收塔T3502液位控制。
2]、11#控制站(5000噸硫磺回收裝置、脫硫溶劑再生裝置):
去R-01過程氣溫度控制、去R-02過程氣溫度控制、去R-03過程氣溫度控制、F-02溫度控制、SG-01氣包壓力控制、E01-03蒸汽出口壓力控制、E04蒸汽出口壓力控制、SG-02氣包壓力控制、1.0MPA減至0.3MPA蒸汽壓力控制、D-05壓力控制、D-08出口壓力控制、富氧空氣流量控制、SG-01液位控制、E01-03液位控制、SG-02液位控制、蒸汽減溫器出口溫度控制、富液閃蒸罐壓力控制、酸性氣分液罐出口壓力控制、蒸汽減溫器出口壓力控制、至閃蒸罐貧液流量控制、重沸器B入口流量控制、至溶劑過濾器流量控制、至制氫貧液流量控制、至催化貧液流量控制、再生塔底液位控制、凝結水罐液位控制。
3]、12#控制站(污水汽提裝置):
空冷后酸性氣溫度控制(2個)、V3401頂壓力控制、酸性氣出裝置壓力控制、P3401出口流量控制、除油器出口流量控制(2個)、進V3408水流量控制、V3401液拉控制、V3409液拉控制、T3401液拉控制、V3403液拉控制、V3407液拉控制。
本裝置自動控制的重點在于主燃燒爐、還原爐和焚燒爐的燃燒控制,而又以焚燒爐最具代表性,所以以下以焚燒爐為例對控制方案作簡單的介紹。
尾氣中殘余的硫化氫在焚燒爐中燃燒,轉化成二氧化硫,再向大氣排放,由于尾氣中硫化氫的含量已經很少,熱值很低,所以需要燃料氣輔助燃燒。控制的目標是爐溫穩定和維持一定的煙氣氧含量以保證硫化氫充分燃燒:爐溫太低容易熄火,爐溫太高會損壞設備,而硫化氫如未充分燃燒將會導致部分硫化氫直接排放到大氣中,這是不允許的。控制的難點和影響因素有:過程的滯后較大;爐溫和煙氣氧含量之間相互影響,耦合性強,有時還會出現矛盾;尾氣中硫化氫含量的變化對爐溫和氧含量都有一定的影響。
因此需將空氣分為兩路,一路進入燃燒室,稱為一次空氣,另一路進入混合室,稱為二次空氣,一次空氣與燃料氣比值控制,燃料氣流量乘以空/燃比后作為一次空氣的給定值,保證燃料氣的充分燃燒,并且在燃料氣流量變化時空氣量能 及時跟上,大大減少對氧含量的影響。爐溫采用串級控制,溫度作為外環,燃料氣流量作為內環,正常情況下通過調節燃料氣流量來控制爐溫,但是燃料氣流量太低時會導致熄火,因此設置燃料氣流量的下限為15%,當外環溫度回路輸出小于15%時,內環燃料氣流量回路的給定值不再跟蹤外環輸出,而是保持15%不變,確保不會由于燃料氣太少導致熄火,這時焚燒爐溫度只能由二次空氣來調節?二次空氣的進入對爐溫起到冷卻作用,構成爐溫為外環,二次空氣流量為內環的串級 控制回路。我們還須考慮煙氣氧含量不能太低,否則硫化氫可能燃燒不完全,所以將溫度回路輸出反向后與氧含量回路輸出進行比較,高者作為二次空氣流量回路的給定值。
控制效果:自從和利時公司MACS Smartpro系統硫磺回收裝置生產過程集散控制系統投運以來,取得了令人滿意的效果:
1.整個生產過程的自動控制投運率達90%以上,大大降低了操作人員的勞動強度,改善了工作環境;
2.系統維護方便簡單,降低了維護強度,而且由于該系統的卡件的通用性,使得系統的備品備件費用很低,降低了維護成本;
系統提供了通訊接口,通過專線Modem與遠程網關計算機連接,并入全廠管理網,實現實時管理、統一調度,為實現全廠生產過程的優化提供了良好的條件。
流程圖組態畫面分為以下幾種畫面:
a.一萬噸硫磺
b.五千噸硫磺
c.酸氣燃燒爐
d.污水汽提
e.脫硫溶劑再生
f.尾氣處理
g.制硫轉化
h.H2S報警