首頁(yè) >> >> 通用產(chǎn)品 >> 自動(dòng)控制
新會(huì )員：
ytebara
一、前言
甲醇不僅是重要的化工原料，也是潔凈燃料。發(fā)展大型煤制甲醇，并加工為烯烴和替代燃料，以煤代替石油，是國家能源安全的需要，也是化學(xué)工業(yè)高速發(fā)展的需要。隨著(zhù)煤氣化技術(shù)、甲醇合成技術(shù)和設備、機械加工技術(shù)的進(jìn)步，甲醇的裝置平均生產(chǎn)規模已達2000~3000t/d，最大已達7000t/d。
生產(chǎn)甲醇的原料有煤、焦炭、天然氣、石油液體烴（石腦油、減壓渣油）及含有H2/CO或CO-CO2的工業(yè)尾氣等。不同原料、不同規模、不同投入下的甲醇生產(chǎn)可以有不同的技術(shù)選擇。由于我國“富煤貧油少氣”，因此，煤制甲醇取代天然氣制甲醇成為甲醇生產(chǎn)的主要方式。
二、工藝流程簡(jiǎn)介
煤制甲醇生產(chǎn)工序主要分為原料氣制備、變換和脫碳、氣體凈化、氣體壓縮、甲醇合成、粗甲醇精餾以及涉及安全環(huán)境保護（如廢催化劑回收、水處理）等工序。原料氣制備方法主要有煤氣化法（德士古TEXACO水煤漿氣化、謝爾SHELL干粉煤氣化、GSP干粉煤氣化、魯奇碎煤氣化和UGI常壓氣化）、天然氣轉化法、焦爐煤氣法；原料氣處理、精制、壓縮工藝的生產(chǎn)則同傳統的合成氨生產(chǎn)工藝類(lèi)似；甲醇合成工藝則有：ICI低壓甲醇合成工藝、Lurgi低壓甲醇合成工藝、TEC的新型反應器以及正趨向成熟的液相法甲醇合成工藝。
由煤經(jīng)煤氣化制取合成氣，再由合成氣在銅基催化劑條件下合成甲醇的典型流程見(jiàn)圖1。
煤與來(lái)自空分的氧氣在氣化爐內制得高CO含量的粗煤氣，經(jīng)高溫變換將CO變換為H2來(lái)實(shí)現甲醇合成時(shí)所需的氫碳比，再經(jīng)凈化工序將多余的CO2和硫化物脫除后得到甲醇合成氣。由于煤制甲醇碳多氫少，必需從合成弛放氣中回收氫來(lái)降低煤耗和能耗。回收的氫氣與凈化后的氣體形成甲醇所需的合成氣，即(H2-CO2)/(CO+CO2)＝2.00~2.05，經(jīng)過(guò)壓縮、合成等工序制得含水粗甲醇，經(jīng)過(guò)精餾工序精制得到產(chǎn)品甲醇。上述八個(gè)工序中的氣化和合成是二個(gè)決定性的工藝；而空分、變換、凈化、壓縮、氫回收、精餾均為常見(jiàn)工藝，與相關(guān)行業(yè)（如冶金、合成氨工業(yè)）的工藝基本一致。
三、控制方案
3.1 針對Texaco氣化爐的控制方案
德士古氣化爐控制主要包括常規控制、順序控制和安全儀表系統，安全儀表系統是其控制難點(diǎn)與重點(diǎn)。
德士古氣化爐常規控制以簡(jiǎn)單調節為主，有一些測量具有一定的特點(diǎn)。如氣化爐溫度測量，冷激室液位測量等涉及安全，控制主要為保證安全，具有一定的特殊性，爐內測溫電偶多重、液位測量常配備三臺液位計，控制時(shí)可以選用不同的測量值作為SP值。
氧煤比及負荷升降調節是控制中較為復雜的一個(gè)回路，流程圖如圖2所示，控制框圖如圖3所示。
3.2 針對SHELL氣化爐的控制方案
氧煤比控制系統
粉煤流量的中值選擇——粉煤流量的控制采用煤粉調節閥或改變發(fā)料罐壓力進(jìn)行控制，對粉煤流量設計了中值選擇回路，將粉煤流量三選二后取中值進(jìn)行PID調節控制發(fā)料罐的壓力或煤粉調節閥的開(kāi)度。
氧氣流量的補償和純度校正——入爐氧氣流量是影響氣化爐溫度的關(guān)鍵因素，氧氣流量的準確性尤為重要，設置了氧氣流量的溫度，壓力補償，補償計算得到的補償流量與氧氣純度進(jìn)行校正，最終得到氧氣流量來(lái)進(jìn)行控制。
氧煤比控制——氧煤比控制采用標準比例功能和內部?jì)x表的比例計算保證氧煤比的穩定，氧煤比給出值經(jīng)過(guò)乘法器計算氧氣流量OSP，作為氧氣回路的遠程給定，取倒數后經(jīng)乘法器計算出粉煤流量，作為煤粉單參數回路的遠程給定，從而實(shí)現交互控制。煤粉流量發(fā)生變化，通過(guò)氧煤比自動(dòng)控制，通過(guò)實(shí)測的煤粉流量計算氧氣流量，通過(guò)PID調節輸出值控制氧氣自調閥動(dòng)作。
氧氣流量發(fā)生變化，通過(guò)氧煤比自動(dòng)控制，計算對應煤粉量，通過(guò)PID調節后的輸出值控制煤粉調節閥，使粉煤流量按氧煤比變化。
氣化爐負荷控制
氣化爐負荷控制由給出，為了防止氣化爐負荷過(guò)大，設置了速度限制器，將負荷的每分鐘變化限制在一定的范圍內。為防止氧氣過(guò)量設置高低選擇器，在粉煤回路上設置高選器，將測量出的煤粉量與負荷給定的煤粉量進(jìn)行比較，取高者作為煤粉回路的遠程給定的最終值，在氧氣回路上設置了低選器，將測量出的煤粉量與負荷給定的煤粉量進(jìn)行比較，將其低者作為氧氣回路的給定值。
3.3 甲醇合成工序控制方案
甲醇合成部分控制以簡(jiǎn)單控制為主，包括馳放氣一次減壓后壓力、馳放氣二次減壓后壓力、出工段副產(chǎn)中壓蒸汽壓、閃蒸槽液位調節、甲醇分離器液位、洗醇塔液位調節、洗醇塔底馳放氣手動(dòng)、進(jìn)工段合成手動(dòng)遙控、出工段循環(huán)氣手動(dòng)遙控、粗甲醇緩沖槽液位調節、廢熱鍋爐出口轉化氣溫度、鍋爐給水預熱器出口水、汽包操作壓力、升溫氣體壓力等。
復雜回路控制主要有鍋爐液位三沖量控制。內環(huán)調節的是進(jìn)鍋爐工段給水流量，外環(huán)調節的是汽包液位，前饋是出工段副產(chǎn)中壓蒸汽流量，如圖4所示。
合成工段涉及的安全聯(lián)鎖是在汽包液位低低（小于規定值）時(shí)，聯(lián)鎖動(dòng)作，停原料氣壓縮機和合成氣壓縮機，如圖5所示。
四、典型業(yè)績(jì)
