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1、催化裂扮装置反应再生部分限制系统设计摘要催化裂化是一项筑要的炼油工艺，其总加工实力已列各种转化工艺的前茅，其技术困难程度也位居各类炼油工业中占有举足轻田的作用，是炼油厂中提高原油加工深度、生产高辛烷值汽油、柴油和液化气的最重要的种重油轻痂化工艺过程，也是炼油化工企业的主要产品来源和后续精制装置的原料来源。本论文叙述r傕化裂扮装理反应再生部分限制系统的整体设计及工艺介绍，详细从装置的工艺原理、工艺流程、生产限制指标、工艺分析指标和产品及其质量指标几个方面组成，催化裂化工艺的核心反应-再生部分的旋风分别器，空气分别胧等组成，我国原油大多为低硫石蜡基或石蜡中间基,硫含量较低,裂化性能较好，其减压锚分
2、油和重油比较适合催化裂化工艺，因此催化裂化在工业生产中占有武要的地位对催化裂化反应再生系统以及仪表进行介绍即完成对上述几种工艺的限制，确保装置平稳长满优运传,达到预想工艺要求。本论文针对催化裂扮装置中反应再生、分惴和汲取稳定等三个部分进行限制，它是一个非线性、大干扰分布参数和大时滞的困难系统，选点介绍催化裂扮装置的反应再生部分的工艺流程及温度,JK力，密度料位等参数等进行初步的设计。包括了解工艺过程，限制方案选择及论证，仪表选出，绘制限制方案流图，限制系统投资概率等方面内容，使该限制系统符合制工程设计的基本要求，基本满意生产过程须要，能够平安仃效地投入生产且运行良好,能够提高经济效益.关键词：
3、催化裂化：反应-再生：蒸慵：分愉：催化剂TheSata1.ystSp1.itstoMasqueradetoP1.acetoRespondRebornPartsofContro1.SystemtoDesignAbstractCata1.ystcracksturningisanimorianixy1.enecraft,itstota1.processcapabi1.itya1.readyrowbeforevariousconversiontechnica1.Mao.itstechniquecomp1.icateddegreea1.sothepotentia1.residetooccupyapro1
4、1incn1.actionineachkindofxy1.eneindustry,I-hemostinM)11antkindofheavyoi1.thatraisesthecrudeoi1.transformdepth,capacityhighoctaneva1.uepetro1.,diese1.andgaso1.intheoi1.refinery1.ightgui1.derchemica1.engineeringski1.1.process,isa1.sorefineoi1.hestap1.eproductssourceofthechemica1.engineeringbusinessand
5、therawmateria1.sourceofthefo1.1.ow-uprefineddevice.Theourcountryc11Jcoi1.ismost1.y1.owsu1.furparaffinwaxradic1.eorparaffinwaxmediumradic1.e,thesu1.furcontentsis1.ower,crackIUrnperformancebetter,itspressurereduction1.iudecitheoi1.andheavyoi1.re1.ative1.ysuitacata1.ystcrackchemica1.engineeringski1.1.,
6、thereforethecata1.ystcrackturnsintheindustria1.productiontooccupyanimportantstance.Iistextdescribedacata1.ysttosp1.itmasqueradetop1.acetheovera1.1.designofrespondingrebornpartsofcontro1.systems,fromdeviceofcraftprinip1.c,processow.productioncontro1.beaconandcraftana1.ysisbeaconandProdUC1.anditmassbe
7、aconafewaspectscarrjonintroductionandconcrete1.yintroducecata1.ystcracktoturnre1.atedup,crack-rcaction-rcgcnc11Jtcfractionanddeviceprogressin1.rduction.TumtorespondthatrebornsystemandIneIercarriesonintroductionandrea1.isetothecata1.ystcrack.Regenerate,divide1.iuandabsorptiontostabi1.ize.etc.tobethre
8、etoispartoftoconstitute,itisanon1.inear,change,strongcoup1.ing,bigjamrayicingdistributionray1.eighparameterandbigtheComP1.iCa1.edsystem,Thecata1.ystsp1.itsmasqueradestop1.acetopressthecraftprinip1.etodividingcanisdividedintoregardchemica1.reactionasprincip1.eofreactionrebornfractionwithwithdisti1.,t
9、heabsorptioncompromiseabsorbphysica1.PrOCeJiSofetc.for1.ordofdeci1.iuandstabi1.izationtwofractions.OntheZongsay.respondregeneratefractionagaincanisdividedintothecata1.ystcrackundertheheattoturnreactionoi1.artic1.efractionandtakebeingburnedasmainofcata1.ystactivityregeneratefraction.Keyword:Thecata1.
10、ystcrackturns：Reac1.iun-regcnerate:Disti1.;Divide:CaIa1.yS1.摘要1ABSTRACTII第1章前1第2章催化裂化工艺流程32.1工艺概述32.2工艺组成52.2.1反应-再生系统52.2.2分储系统62.2.3汲取校定系统7反应一再生系统流程8第3章限制方案设计及论证133.1 限制系统的限制目标133.2 设计限制系统应遵循的原则133.3 自动限制系统的基本方案153.4 限制方案的设计及论证161. 4.1加热炉限制193. 4.2反应一再生系统工艺参数限制22第4章主要仪表及选型274. 1仪表的选型274.1.1温度测仪表27
11、4.1.2 压力测量仪表284.1.3 流晶测任仪表284.1.4 1.4液位测量仪表304.2 调整阀的选择314.3 DCS系统选型324.4 系统概算34第5章总结35参考文献36谢辞37石油炼制工艺的根本目的，是提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品：二是增加品种,提高产品质量。然而,原油经过一次加工(即原油蒸储)所能得到的轻痂油产品只占原油的10%40%,其余为重质储分和残渣油，催化裂化是炼油工艺中最重要的种二次加工工艺，也是最重要的重侦油轻质化过程之一，在炼油工业生产中占有特别重要的作用。催化裂化过程投资较少、操作费用较低、原料适应性强，轻质产品收率高，技术较成熟，是目前炼油厂
12、利涧的主要来源。催化裂化过程是使原料在有催化剂存在下，在470530C的温度和0.1.-O.3MPu的压力条件下，发生一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油等轻版产品和焦炭过程。催化裂化的原料般是重质储分油，例如减压储分油(减压蜡油)和焦化储分油等；随着催化裂化技术和催化剂工艺的不断发展，进一步扩大了催化裂化原料范围，部分或全部泄油也可作为催化原料.催化裂化过程的特点如卜(1)催化裂化是困难的并行一依次反应，裂化反应的产物范围宽，因此，反应深度对各产品率安排有重要的影响，为此，必需限制适当的催化裂化过程的转化深度。(2)催化裂化反应在催化剂条件下进行，由于催化剂活性受到积炭影响，因此,要使反应
13、和再生交替进行。裂化反应是吸热反应，催化剂再生是放热反应，因此温度限制特别无要。(3)催化裂化反应过程中有很多过程变量无法检测，例如，烧焦率、催化剂循环Si、催化裂化体积转化率、再生器表线速度、油剂比等，因此，要采纳软测量的方法对这些过程变量进行校测和限制。催化裂化过程通常由反应-再生系统、分惚系统和汲取稳定等三部分组成。反应一再生系统是催化裂化过程中最重要的部分。其反应机理和工艺动态过程困难，要使反应一再生系统参数中全部被控变员处于受控状态，某些重要操纵变星又能处于其志向的经济目标，是过程限制必需解决的问题。本文主要论述了催化裂化及反应再生限制方案，是依据物料平衡和质量;平衡的原则，以平稳操
14、作和保证质量为目标，通过采纳堆回路限制和串级限制来确定限制方案。运用所学的相关专业谡程学问，如过程限制工程，测控仪表及装置，DCS及现场总线,可编程限制器，计算机限制技术等，完成自动限制系统的初步设计,包括了解工艺过程，限制方案选择及论证，仪表选皇，绘制限制方案流图，限制系统投资概率等方面内容，使该限制系统符合自动限制工程设计的基本要求，基本满意生产过程须要,能够平安有效地投入生产且运行良好，能够提高经济效益。第2章催化裂化工艺流程2.1工艺概述由常减压蒸储（一次加工）所得到的慵分油（直镭产品）在数量、品种和质量上远不能满意国防、工农业生产和人民生活的广泛须要，必需对这些储分油进步加工，常减用
15、蒸储以后的各种加工过程称为二次加工。催化裂化是炼油工业中二次加工的玳要过程之一.催化裂化的主要作用是将重质油品转化成高质量的汽油，同时也生产柴油，为发展石油化工供应更多的含烯燃的催化裂化气体。原料油经过催化裂化反应转化成汽油、柴油、气体等主要产品以及渣油、焦炭。气体可通过气体分储为烷基化等供应原料，气体中丙烯、丁烯乂是合成纤维、合成塑料、合成橡胶的原料。催化裂化汽油辛烷值可达80以上，是车用汽油的志向调合组分，催化裂化的柴油卜六烷值较低，但其凝点也低，其中有含量高达40%50%的芳嫌，可抽提出来作珍贵的化工原料。乂因催化裂化过程是在略高于常压卜操作，设备结构简洁，在加工非高含硫原油时就比加氢裂
16、化过程具有更大的优越性。在催化裂化三部分中，反应一再生系统是催化裂化过程中最重要的部分。其反应机理和工艺动态过程困难，要使反应一再生系统参数中全部被控变量:处于受控状态，某些田要操纵变量又能处于其志向的经济目标，是过程限制必需解决的问题，图2T所示为分子筛提升管催化裂扮装置的反应一再生系统限制流程。原料经换热后于回炼油混合到25Q-279C,再与来自分懒塔底350C油浆混合进入筒式反应器的提升管下部，在提升管内，原料油与来自其次密相床的再生催化剂（700C左右接触、快速汽化并进行反应，生成的油气同催化剂一起向上流淌。经提升管口快速分别进入沉降器，经三组旋风分别器分别油气和催化剂。油气在分饲塔进
17、行产品分别，催化剂在汽提段经过蒸汽汽提，其中夹带的大部分油气被蒸汽汽提，经汽提后的待生催化剂进入烧焦罐下部。S-S*zR图21催化裂化反应再生系统限制图除图2T所示限制系统外,还设置了约束限制，使部分限制成为卡边限制，保证设备平安。再生烟气氧含量限制再生滑阀开度限制烧焦罐温度限制主风机入口流量限制富气层缩机的限制再生怒一级旋风分别器入口线速度限制。一些装置对重要的过程变儆（例如催化剂循环量、剂油比等）采纳软测量技术,进行推断和估计,并应用于生产过程中,取得了良好的效果。2.2工艺组成反应-再生系统反应-再生系统是催化裂扮装置的核心。该系统由反应和再生部分组成。反应部分主要有：（D在提升管下端设
18、置预提升段，提升介质可用蒸汽或干气（或两者混合运用）,主要目的是将再生器来的再生催化剂提升和加速，使其径向分布匀称.为催化剂和原料充分接触和反应供应较为志向的环境：依据原料油、回炼油、油浆的性质，设置了多层进料喷嘴，选择相宜的喷嘴形式和进料位置，以改善雾化效果、提而目的的产品收率：增设了提升管温度限制系统，依靠调整催化剂循环员、原料预热温度、进料员使提升管中部多点温度可控，也可在提升管下都注入汽油、上部注入终止剂（汽油或除盐水等）限制提升管出口温度和反应时间：在提升管出口安滨油气快速分别系统，主要目的是使反应后的裂化油气与催化剂快速分别，削减二次反应，油气应尽快离开沉降涔进入分储塔：设置了汽提
19、段，沉降器旋风分别器回收下来的催化剂，在汽提段用过热蒸汽将其中夹带的油气置换出来后进入再生器：增设了金属钝化剂注入设施.依据原料中重金属的种类和含量，选择相宜的钝化剂，防止催化剂中毒。再生部分有：再生器设有协助燃烧室，用于开工时加热主风、再生器升温：再生器内设为主风分布器，实现合理布风，保证正常流化和催化剂再生效果：再牛.器设有两级旋风分别器，用于气固分别，降低催化剂损失：增设内取热黑或外取热器，取走再生烧焦过剩热量，限制再生温度：设有催化剂装卸设施，用于开、停工装卸催化剂，限制相宜的催化剂平衡活性：部分装置设有CO助燃剂加入系统，利用焦炭燃烧生成co的化学热，实现完全再生，防止再生器尾燃,降
20、低装置能耗。2.2.2分储系统催化裂化分流系统主要由分恒塔、柴油汽提塔、回炼油罐以及塔顶油气冷凝冷却系统、各中段循环回流及产品的热量回收系统组成，其主要任务是将来自反应系统的高温油气脱过热后，依据各组分沸点的不同切割为富气、汽油、柴油、回炼油和油浆等储分，通过工艺因素限制，保证各储分质量合格：I司时可利用分储塔各循环回流中高温位热能作为稳定系统各重沸器的热源。部分装置还合理利用了分锚塔顶油气的低温位热源。富气经用缩后与粗气油送到汲取稳定系统：柴油经碱洗或化学精制后作为调和组分或加氢改质的原料送出装置：回炼油和油浆可返回反应系统进行裂化，也可将全部或部分油浆冷却后送出装置,0分谪系统主要过程在分
21、谣塔内进行，与般精储塔相比，催化裂化分储塔具有如卜技术特点。分储塔进料是约500C且带有催化剂粉尘的过热油气，故分储塔不设提留段。在分储塔内，油气首先通过脱过热段，变成饱和油气以利于产品的分馆。为避开塔盘结焦堵塞，-一般在油气脱过热段设有810层人字挡板。从塔底抽出的油浆经换热、冷却后返回塔内和上升的油气逆流接触，使油气快速冷却以便于分别，并把油气中央带的催化剂粉末洗涤下来,防止污染恻线产品及塔盘堵塞。油浆固体含量可用油浆回炼或外排量来限制，塔底温度则用循环油浆流量和返塔温度进行限制。产品质属易丁限制.分储塔除塔顶粗汽油外，一般还有柴油、回炼油侧线幅分,塔底为油浆。这些馀分彼此之间设有富汲取油
22、入口，主要回收汲取塔顶贫气带出的轻汽油组分。为削减分储系统压降，一般除分储塔一中段外，都采纳处理实力大、压降小的固舌形塔盘。分储塔过热量大。一般设有4个循环回潦以保证全塔热平衡，即油浆循环、二中循环回流（和/或向炼油循环，一中循环回流和顶循环回流。从节能角度看,宜增大高温位的油浆循环和中段循环的取热量。2.2.3汲取稳定系统汲取稳定系统主要包括汲取塔、解析塔、稳定塔和;疑缩油耀、汽油喊洗沉降以及相应的冷换设备。该系统的主要任务是将来自分储系统的粗汽油和来自气压机的的压缩富气分别成干气、合格的稳定汽油和液态烧。一般限制液态燃。般限制液态烧。以下组分不大于2%（体积）、C5以上组分不大于1.5%（
23、体积）。工艺流程分单塔流程（汲取解吸合用一个塔）和双塔流程（汲取解吸各用一个塔）。各设备的基本作用如下：汲取塔以粗汽油、桎定汽油作汲取剂，将气压机出口的压缩宓气中的a、c,组分尽可能汲取下来，解析塔则是尽可能将脱乙烷烷气油中的C，组分解吸出去.再汲取塔是以催化裂化柴油（或分懦塔中段循环回流或重汽油）作汲取剂,把汲取塔顶的贫气中的。、a及汽油组分回收下来，富汲取油返回分锵塔。稔定塔是将脱乙烷汽油分别成历址合格的液化气和稳定汽油“2. 2.4反应一再生系统流程反应-再生系统主要包括赧新进料预热系统、反映部分、再生部分、催化剂储存和输送部分、主风和再生烟气部分及其他协助部分。典型的凹凸并列式提升管重
24、油催化裂扮装置单器完全再生和再生器出联的反应-再生系统流程。提升管反应器总进料一般包括簇新进料、回炼油、回炼油浆（还包括急冷油、回来汽油等）装新进料按其性质分为蜡油和渣油，按外供原料温度分为冷料和热料。（1）畿新进料预热流程催化裂扮装置因加工原料不同，原料预热温度相差大。对于蜡油催化裂化,原料预热温度350380C重油催化裂化因生焦量大、再生温度高、油剂比大，簇新进料温度180275C。新设计或新改造的重油催化裂扮装置,多取消了原料加热炉，开工时通过油浆蒸发器倒引中压或低压蒸汽加热以供应原料升温脱水的热量。冷料和热料经计量表、管道混合后进入原料缓冲球，经原料油泵加压后与分储部分的介质（一中回流
25、、循环油浆等）换热，然后经原料流限制阀和进料喷嘴进入提升管反应器。部分老装置有原料加热炉，簇新原料与分流戒指换热后分几路进入原料加热炉对流段，为保证进炉流量相同，每路都设有流控阀.在其对潦室出口与回炼油合潦经加热炉辐射段加热到肯定温度后进入反应器。原料预热温度由加热炉燃料气（或燃料油流控阀自动限制。（2）反应部分工艺流程以往设计采纳簇新进料与回炼油混合进料，新新设计或新改造的田油催化裂化多采纳分段进料，将孩新进料与阿炼油分开。提升管底部设为与提升蒸汽和提升蒸汽（或干气）。从再汲取来的部分脱前干气经流控阀和提升管底部的莲蓬式分布器进入提升管，与预热提升蒸汽等作提升介班,将从再生器来的约6407（
26、）0C的再生催化剂提升到进料位置.提升管反应器进料由下而上依次为旗新原料,、回炼油、回炼油浆、急冷水（含琉污水或除盐水）和急冷油（可以是粗汽油、轻柴油）进料喷嘴.簇新原料分为几路，每路设有流量限制阀，每路再分为两支，每支路又加流量指示，保证各路进料流量匀称，然后经过相对的两个进料喷嘴进入提升管。券化蒸汽限制方案与簇新进料相同。回烧油先分成两路，每路设有潦量限制阀，每路再分为两支，每支路乂加流量指示，保证各路进料流量匀称，然后经过相对的两个进料喷嘴进入提升管。雾化蒸汽约占回炼油量得5%（质量）。从乂将泵来的约350C的部分油浆经流控阀和油浆进料喷嘴进入提升管，其雾化蒸汽上设有限流孔板。除盐水或从
27、分储含硫污水泵来的含硫污水经流控阀和急冷水喷嘴、经蒸汽雾化后进入提升管。从分福部分来的急冷油经流控阀和急冷油喷嘴、经蒸汽雾化后进入提升管。依据原料性质和产品质量、产品分布的要求，用再生单动滑阀自动限制提升管（或集气室）出口温度约480510C从沉降室顶旋风分别器和提升管出口快速分别器分别下来的催化剂进入汽提，与气提蒸汽蒸汽逆流接触，身换出的催化剂颗粒间和孔隙内的油气汇合进入沉降器顶旋风分别器“沉降器汽提段料位由待生单动滑阀自动限制。依据生产要求，用流控卿限制汽提蒸汽流室。币:油催化裂扮装置.多运用金属钝化剂。金底钝化剂用计量泵从储罐中抽出，依据原料性质和平衡崔户籍污染状况，按肯定比例与簇新进料
28、混合后进入提升管反应器。采纳非水溶性的金属钝化剂,还需打入肯定量的稀稀柴油，以提高注入管线的线速度，防止管线堵塞。（3）再生部分工艺流程对手常规单段再生，来自沉降器汽提段得待生催化剂分布器进入再生器床层，与贫氧主风逆向接触，烧掉催化剂上大部分氢和部分碳，然后与主风分布器来的主风接触，烧焦后的再生催化剂经再生器底部的淹流管排出再生器。夹带催化剂的再生烟气上升穿过催化剂床层料面进入设在稀松段的两极多组旋风分别器，绝大部分催化剂被分别下来返回催化剂床层。分别后的烟气经集气室排进再生烟道,经蒸汽过热及温度降到W70（TC在经第三级旋风分别跳（三级），将烟气含尘量降到W250mgn大部分烟气进入烟气轮机
29、（烟机）发电或带动主风机运行。烟机出口烟气与其旁路烟气汇合，经过余热锅炉，温度降到约180C后推进大气。再生压力在再生烟气全部进烟机时由烟机入口蝶阀限制；在再生烟气部分进烟机时由烟机旁路陶自动限制。对重油催化裂扮装置,再生器还设有内取热器和/或外取热器,可通过阔整外取热器滑阀开度和/或流化风量限制外取热器取热出来调整再生温度。对重油催化裂扮装置，再生器还设有内取热器和/或外取热器，可通过调整外取热器滑阀开度和/或流化风量限制外取热制服热量来调整再升温度。对于两个再生器串联的催化裂扮装置，第再生器（再）为不完全再生。一再催化剂料位由半再生单动滑阀限制。一再半再生催化剂经半再生立管、半再生单动滑阀
30、与从一再外取热器来的冷催化剂一并用增压风送到二再接着烧焦。二再再生催化剂经脱气程和再生立辞、再生滑阀进入提升管反应器。新的设计采纳一再和二再集气室出口烟气在烟道中汇合，在补入适量的主风,使烟气中Co完全燃烧，高温烟气经高湿取热炉，温度降到不大乎700C,依次进入三旋、烟机、余热锅炉,最终排进大气。二再压力限制与常规单段再生相同。一再与二再的压差依据压力平衡由一再出口双滑动阀自动限制再生器喷燃烧流程:从封油泵来的柴油经过流控阀，从再生器密相四个燃烧油喷嘴进入再生器。依据喷油处的温度指示，可推断燃烧油是否喷若。（4）主风和增压风流程主风机出口主风一部分进增压机，经过加压后通过流控阀作外取热落和空气
31、提升管用风。其余主风经过主风通向阻尼阀（与氧气混合）一部分经流控脚作再生器底部小分布环用风，其余经过协助燃烧室一、二风次阀进入再生器，用于催化剂再生烧焦。对于烧焦揶式的装置，主风机出口主风一部分经协助燃烧室、主风分布器进入烧焦透底部，其余少量主风干脆进入其次密相床的分布器.对于同轴式装置.主风机出口主风分别进入两密相段底部的分布器。在主风中段时，主风自保动作，主风单向阻尼阀关闭，从该岗后向再生器通入事故蒸汽以维持再生器傕化剂流化.，同时原料自保动作，切断反应全部进料，簇新进料通过事故旁通线，可进入原料缓冲蹿、回炼油罐、分储塔底、油浆紧急放空线等，反应进料雾化蒸汽流控阀全开。当增压风中断时，增压
32、风自动爱护作，增压风流控阀关闭，从该阀向空气提升管通入事故蒸汽以防止空气提升管堵塞。第3章限制方案设计及论证3.1限制系统的限制目标石油储分的催化裂化反应是一个气-固相的非均相催化反应，在反应器中，原料和产品是气相，而催化剂是固相，因此在催化剂表面进行裂化反应时，包括以下7个步骤：原料油分子由主气流扩散到催化剂表面；原料油分子沿催化剂微孔向催化剂的内部扩散：油气分子被催化剂内表面所吸附：(3)油气分子在催化剂内表面进行化学反应；反应产物分子自催化剂内表面脱附：反应产物分子沿催化剂微孔向外扩散：反应产物分子扩散到主气流中去：近年来很多中外企业增设了其次再生器，其主要限制目标为：CD处理残炭1%5
33、.5%(质量)的原料时，生焦率6%7%(质量)，不设取热设施：采纳两个串联的再生冷，两个再生冷的烟气自成系统，其次再生器采纳外旋：运用金屈钝化和高效雾化进料喷嘴；运用采纳超稳分子筛(USY)催化剂：3. 2设计限制系统应遵循的原则以反应-再生系统为例，应用目的是平稳操作工艺、保证产品产量和质量.要达到此目的就必需保证:单程转化率与总转化率：用簇新的原料油加问炼油作为原料油来计算的转化率称为电程转化率，仅用簇新原料油作为原料油来计算称为总转化率。逊盏产)总转化率=汽油+气体+焦炭新鲜原料100%（重）藏地：在反应黯或再牛.器常常保持的催化剂量称为藏量。i股指分布板以上的密相床层的催化剂亚H：以吨
34、表示。空速：每小时进入反应器的油量与反应器内催化剂澈量之比。如以重量为雎位的称重量空速，如以体枳为派位的称作体枳空速。假反应时间：空速越大，原料油停留在催化剂上的时间越短，故用空速的倒数称假反应时间。但此值并不代表原料油在反应器内的真正反应时间，只是个用于比较的相对数值。假反应时间:石逋h催化剂循环量：单位时间内进入反应器的再生催化剂量，以t/h表示。油剂比：单位时间进入反应涔的再生催化剂量(即催化剂循环量)与反应器进料量之比,常以C/0表示。油剂比=催化剂循环量(t/h)总进料量(（三）3.3 自动限制系统的基本方案在探讨催化裂化及反应再生基本限制方案中，大多数采纳的是单回路限制系统。但也有
35、串级限制系统。下面就简洁概述一下这些限制系统：（I）单网路限制系统单回路限制系统是由被控对象、一个测限元件及变送器、个限制器和个执行器所组成的单回路负反馈限制系统。它是最基本、鼓常见、应用最广泛的限制系统，结构简洁，易T实现，适应性强.（2）串级限制系统一个限制器的输出用来变更另一个限制器的设定值，这样连接起来的两个限制器称作是串级限制，两个限制器都有件自的测量输入。但只有生限制器具仃自己独立的设定值。副限制器输出信号送给被控过程的执行器，这样组成的系统称为串级限制系统。它主要用于对象惯性滞后打，对象具有较大的纯滞后和严峻的非线性以及干扰幅值大J1.频繁等场合，其优点：由于副回路的快速作用，发
36、生于副回路的扰动在影响变量之前即可由副限制器予以校正。副对象的相位滞后，由于构成了副回路而显著减小，从而改善了回路的相应速度。这对克服进入主副回路的扰动都是有利的。小级系统对副对象及限制阀的变更具有较好的鲁棒性当副变量为流量时，副回路可以依据主回路的须要对质量流和能量流实施精确的限制。（3）双重限制系统一个被控变量采纳两个或两个以上的操纵变量进行限制的限制系统称为双重或多重限制系统。这类限制系统采纳不止个限制器，其中，个限制器输出作为另一个限制器的测城信号.系统操纵变量的选择需从操作优化的要求综合考虑.它即要考虑工艺的合理和经济,乂要考虑限制性能的快速性。而两者乂常常在个生产过程中同时存在。双
37、或限制系统是综合这些操纵变量的各自优点，克服各自弱点进行优化限制的。双重限制系统增加了副PI路，与由主限制淞、副限制器和慢对象组成的慢响应的单回路限制系统比较，有以卜特点。增加开环零点，改善限制品质，提高系统稔定性。提高双重限制系统的工作频率。动静结合，快慢结合，急则治标，缓则治本。3.4 限制方案的设计及论证限制设计对于催化裂化反应及再生限制，我认为应需从三个方面来考虑设置必要的限制系统：物料平衡限制所谓物料平衡主要是指进入和排出反应-再生.系统的个种物料的平衡，如原料与产品、单程转化率与回炼油比、烧焦与生焦、供氧与需氧、催化剂的损失与补充、气体产盘和气压机实力的平衡等.O反应热平衡限制热平
38、衡是指反应需热和供热的平衡，反应所需热量的供应主要是再生器烧焦放出的热量通过催化剂循环传递到反应器，因此反应器和再生器应保持播热和供热的平衡，才能保持肯定的反应温度和再升温度。反应温度和再生温度的确定分别是依据原料油性质、生成方案、对转化率的要求和烧焦放速度及再生形式的耍求确定的,操作中往往限制反应温度.再升温度和再生器热平衡的结果。约束条件限制为保证反应再生系统的正常、平安操作，必需使某些操作参数限制在约束条件之内。催化裂化反应再生装置约束条件为工艺能否达到使结焦的催化剂笈原到催化反应要求的活性标准。干脆的判别标准是再生催化剂含碳量，间接的标准则是傕化剂的平衡活性。不同类型的催化剂对反应再生
39、催化剂的含量的要求相差很大。如今广泛运用沸石催化剂要求值进一步降到0.05%o.1%,以适应催化剂本身活性降低的条件。号虑到不少工业催化剂在730C以上的水热稳定性差，假如要求Q不大于0.05%,一般要采纳特殊的待生剂进入方式和安排结构或者两段再生工艺，让少部分的催化剂藏量处在其次段的高温下（该段烟气中水蒸气量少，水热失活相对减轻），其次段烧炭强度虽较低,但可以从第段的高的烧炭强度得到补偿。循环床再生工艺值一般为0.%左右，这时快速床出口温度7ooc.假如提高温度，或者降低平均烧炭强度，可以得到更低的C反应再生器内催化剂员占装置的系统总藏量的70%以上，温度高达70（FC以上，水蒸气分压在20
40、30KPa,这样的条件促使催化剂的失活，可以认为反应一再生系统催化剂的永久失活主要取决于再生器的工艺条件.对于单段再生这个温度上限约为730C,对r两段再生的其次段温度可适当提高。当加工高金属渣油时，为了保持平衡剂上的重金属含员二允许较高的置换率，因而平衡活性也较高，为此考虑运用含重金属不高的商品平衡剂进行置换，保持适当的平衡活性。限制方案的设计及论证不同催化裂化类型的主要差别在于不同类型的反应-再生部分，下面介绍两种反应-再生系统的限制方案。密相床流化催化裂化：原料油由原料油泵生压后，依次通过一系列换热器,分别与分幅塔顶循环回流、中段回流、轻、重柴油、塔底油浆换热，然后与回炼油和并进入加热炉
41、加热到300400C,由加热炉出来的原料油、回炼油与分储塔塔底出来的部分网炼油浆混合组成反应总进料经过若干喷嘴,用雾化蒸汽喷入反应器稀相提升管，在其中与来自再生器的高温催化剂（580600C）接触，随即汽化并进行反应，油气在稀相提升管内的停留时很短，约20%30%的反应在此进行，经过部分反应的油气和催化剂混合物进入进料弯管，并通过分布板再进入反应器的密相床层内接着反应，大部分反应在密相床中完成。提升管流化催化裂化：簇新原料和回炼油在加热炉入口汇合，经加热炉加热至360-100-C,然后喷入提升管底部与高温再生催化剂相遇，马上全部气化，并高速通过提升管反应涔，反应温度为470510,C.反应时间
42、为34s.提升首下部不I司高度设两个以上的进料点，以限制原料不同的停留时间，反应后的汽油经顶部伞帽快速分别，快速分别出大部分催化剂，油气与其携带的少量:催化剂经两级旋风分别器，在此分出部分催化剂后，经集气室推出，进入分储塔。下面我就分别探讨及论证各种限制方案：加热炉限制1 .加热炉温度限制加热炉是利用燃料在炉膛内燃烧产生的容量，在炉内炉管中通过的物料加热至下游工艺工程所需的温度，很好的满意下游工艺过程时工艺介质工艺的要求。炉温的波动，将给下游装置的平粒操作带来不利影响，进而影响到成品的质员和收率，因此，温度限制是加热炉悚作的关键，而工艺介质炉出口温度的限制是加热炉操作的目的和限制的核心.D炉出
43、口温度炉出口温度是指被加热介质流出加热炉时的温度，它包括各分支温度，总出口温度及被加热其他介痂的出口温度。其温度的凹凸取决于后续工艺过程的要求和被加热介质的性质，以及炉管的材质等，加热炉总出口温度的凹凸确定了被加热物料的汽化率、裂解率和转化率等，是加热炉限制的总目标。炉出口分支温度是该分支介J贞在炉管内的受热状况和介质流员的综合反应，炉出口温度的稳定与否干脆影晌后续工艺过程的操作、成品的性质和成品的收率。因此，被加热介质的炉出口温度，是加热炉日常操作中最Ift要的限制参数一般要求其变更范圉在1-Ic之间。加热炉炉出口温度限制一般都采纳帘级调整系统，.密级调照的负限制回路能刚好测珏到来自燃料波动
44、的干扰，并对此加以限制，缩短/反饿和调整的通道，为炉出口温度的限制创建了有利条件,对于主回路的干扰，负限制回路虽然不能干脆进行调整，但由于负限制回路能刚好测地到热料的干扰，并快速进行消退，加快J调整过程，削减J动态偏差。2）炉膛温度炉膛温度乂称火墙温度，是指烟气离开辐射室进入对流室的温度，它表征:炉膛内烟气温度的凹凸，是加热炉悚作中的全要限制指标。炉膛温度是加热炉负荷的反应，提高炉膛温度能够提高加热炉的辐射传热强度，但过高的炉膛温度，不仅简洁引起管内介质的结焦，而I1.简洁烧坏炉管、炉板等，不利于加热炉的长周期的平安运行，除燃裂解炉、燃蒸汽转化炉外其他管式加热炉都把该温度限制在大约850C以下
45、。为保证对路体温度的精神测量，热偶等测量元件应安装在烟气流淌、火焰扑不到的位置。为避开水平安装的热偶受热变形，一般要求插入炉内的最大悬特长度600mm,热偶套管要选用耐热、抗酸氧化材质。2 .加热炉压力限制在加热炉操作和管理中，压力的限制，不仅关系若加热炉平稳运行，而且液关系加热炉长周期平安运行，它包括对炉膛压力、燃料压力、雾化蒸汽压力的监控。为保证加热炉长期、平稳、高效、平安运行，各个企业常常把这些压力参数作为加热炉的工艺限制指标，在日常的操作和维护中严格加以执行D炉膛压力无论是对自然通风还是加强通风加热炉炉腺压力都是加热炉操作中主要限制参数，它不止是关系若燃料的燃烧状况、加热炉操作的优化、
46、热效率的提高、而口还影响加热炉的平安运行，般把炉膛用力限制在-2mmH2O（对流室下方），同时还要兼顾火焰燃烧状况，以保证燃料的充分燃烧。炉膛负压是指炉内压力与炉外同标高处大气压力之差.它的炉膛抽力大小的反应，加热炉负荷，烟道挡板开度、烟囱高度、引风机运行状况、引风机入口蝶阀开度都影响若炉膛开度的大小。炉膛负压不足将会造成空气如炉困难，烟气不能刚好排出，燃烧不能正常进行，使烟气和火焰从点火孔，看火窗等缝隙处喷出，泮收时将造成炉膛回火爆炸.炉膛负压过的将会造成加热炉漏风垃增大，大量空气进入炉内，这不仅会造成炉管的加速氧化剥皮，而J1.还会造成加热炉热效率的降低。因此，加热炉必需在事宜的负压F进行
47、。自然通风的加热炉，一般是通过调整烟道挡板的开度来调整炉膛负压的，对强制通风的加热炉是通过调整引风机入口蝶阀的开度来限制炉膛负压的，对采纳变频器的引风机电机，炉膛负压的限制是通过调整电机的转数来实现的。为检测炉膛负压，一,般要在辐射室、对流段、烟囱设置导压管，利用一台微差压变送器进行负压测量，远传至主控室进行监控。2）燃料器压力燃料器压力也是加热炉日常操作中的工艺限制指标，不同的企业该指标的限制凹凸不同，一般必需满意燃烧器对好低燃料压力的要求，对于纯烧燃料器的加热炉，燃料的压力还必需满意被加热介质对所须要求，热料器压力也不易限制过高，过高的压力不利于燃料系统设备的平安运行，同时还简洁引起喷喷脱
48、火或灭火，不利于加热炉的平安运行。在日常操作中燃制的压力必需维持平稳.因为燃料是为被加热介质供应热源的，压力的变更将引燃料J贞量的变更，引起燃料供热的变更，进一步影响到被加热介质炉出口温度的稳定，给加热炉的平稳运行带来了困难。燃料系统的压力一般通过压控阀来调整，系统压力高，该阀开启向低压系统排放，否则，该阀开启，自低压系统倒补燃料气，以维持燃料气系统压力的稳定，如图3-2所示。图3-2加热炉综合限制（进料流最、炉底压力、炉出口温度）反应一再生系统工艺参数限制反应再生温度限制一般通过调整两器催化剂循环量和/或反应进料温度限制反应温度。1.调整催化剂的循环Sb同轴式催化裂化利用再生塞阀（或再生滑阀）限制
