常减压蒸馏装置自动控制解决方案
一、前言
中控在石化行业有着完善的装置解决方案，丰富的工程实施经验。目前WebField系列控制系统已在诸如常减压蒸馏、催化裂化、加氢精制、延迟焦化、溶剂脱沥青、气体分离、各类制氢、硫磺回收、PVC、苯酐、苯胺、环己酮等炼油及石化行业的各个主流装置得到广泛应用，在国内炼油和石化行业市场占有率一直居于领先地位，是国内唯一的与中石化建立了MES建设战略合作伙伴关系的DCS厂家，包括中石化、中石油所属的镇海炼化、扬子石化、茂名石化、齐鲁石化、大庆石化等大中型石化企业中均已采用中控提供的控制系统和解决方案实现了对炼油及石化生产过程的控制。
二、工艺流程简介
常减压装置是炼油企业的基本装置，是原油加工的第一道工序，在炼油中起着非常重要的作用。它的工艺过程是采用加热和蒸馏的方法反复地通过冷凝与汽化将原油分割成不同沸点范围的油品或半成品，将原油分离的过程。主要分离产物有：重整原料、汽油组分、航空煤油、柴油、二次加工的原料（润滑油、催化裂化原料等）及渣油（重整及焦化、沥青原料）。
在常压塔中，对原油进行精馏，使气液两相充分实现热交换和质量交换。在提供塔顶回流和塔底吹气的条件下，从塔顶分馏出沸点较低的产品汽油，从塔底分馏出沸点较高的重油，塔中间抽出得到侧线产品，即煤油、柴油、重柴、蜡油等。常压蒸馏后剩下的重油组分分子量较大，在高温下易分解。为了将常压重油重的各种高沸点的润滑油组分分离出来，采用减压塔减压蒸馏。使加热后的常压重油在负压条件下进行分馏，从而使高沸点的组分在相应的温度下依次馏出，作为润滑油料。常减压装置的减压蒸馏常采用粗转油线、大塔径、高效规整填料（GEMPAK）等多种技术措施。实现减压操作低炉温、高真空、窄馏分、浅颜色，提高润滑油料的品质。
原油
图1 常减压装置工艺流程图
三、控制方案
3.1 装置关键控制
常减压装置通常以常规单回路控制为主，辅以串级、均匀和切换等少量复杂控制。1. 电脱盐部分
脱盐罐差压调节、注水流量定值控制和排水流量定值控制。
2. 初馏部分
原油流量调节：通过流量调节器调节进入换热器的流量来控制原油流量。
塔顶温度控制：通过调节塔顶回流油量来实现对塔顶温度的控制，并自动记录回流流量，以便观察回流变化情况。
塔底液位：在初馏塔底采用差压式液面计，同时在室内指示和声光报警，以防止冲塔或塔底泵抽空。
塔顶压力：为了保证分馏塔的分馏效果，一般在塔顶装有压力变送器，并在室内进行监视、记录。
回流罐液位和界位控制：在回流罐上装有液面自动调节器来控制蒸顶油出装置流量以保证足够的回流量；同时通过界面调节器，以保持油水界面一定(调节阀安装在放水管上)。
蒸侧塔控制：为了减轻常压炉的负荷，提高处理量，在初馏塔旁增设了蒸侧塔。
蒸侧塔液面需自动控制(调节阀安装在初馏塔馏出口上)，并设有流量调节器控制进入常压塔的流量。
图1 常压装置电脱盐流程图图2 常压装置加热炉流程图
3. 常压部分
关键控制：
加热炉进料流量控制：为了保持常压加热炉出口温度，在加热炉的四个分支进料线上，各装有流量调节器，来调节加热炉的流量。
加热炉压力控制：为了保证四分支进料流量控制平稳，在初底泵出口管线上设有压力调节器。
加热炉出口温度控制：通过调节燃料油和燃料气的量来保持常压加热炉出口温度的恒定（燃料气可在低压瓦斯燃料气、自产瓦斯燃料气、高压瓦斯燃料气之间切换使用）。
常压塔顶出口温度控制：通过调节入塔回流量来保持常压塔顶出口处温度的恒定；如果常一线是生产航空煤油方案时，可以用常一线温度来控制入塔回流量，并对回流流量进行记录。
回流罐液位和界位控制：为了保证常压塔顶回流油量，在回流罐上部装有液位调节器，调节常压塔顶汽油的出装置量。在其下面装有界面调节器，以保持一定的油水界面（调节阀安在放水管线上）。
常压塔压力调节：一般装有压力变送器，并在室内记录，以供控制产品质量进行参考；也可以在回流罐中安装压力调节器，调节放出的气体量。
常压塔底液位调节：为了保证常压塔底液位平稳而不造成冲塔、减压加热炉进料泵不抽空，故在塔底装有差压式液位变送器，并有液位记录和声光报警，便于分析事故。为了节约能源，有些装置塔底设置有变频器，通过调节阀和变频器的切换来控制塔底液位。
中段回流量调节：为了取走常压塔内的热量，设有中段回流，并在回流管线上装有流量调节器以调节入塔回流量。
汽提塔液位和流量调节：为了控制侧线的产品质量，在常压塔各侧线汽提塔中装有液位自动调节器，以调节常压塔馏出口至侧线汽提塔的油量。各侧线成品出装置时有流量调节器，调节阀装在各馏分抽出泵的出口管线上。
常压炉烟道档板的开度遥控：为了提高加热炉效率，在加热炉烟道气中安装了一套氧含量自动分析器，并对烟道档板的开度进行遥控。
图3 常压装置原则流程图图4 常压装置气提塔流程图
4. 减压部分
关键控制：
减压塔顶温度调节：为了保证减压塔顶温度一定，避免油气损失，在塔顶出管线上装有温度调节器，以调节塔顶回流油量。
塔顶产品流量调节：为了提高轻油收率，塔顶轻质油出装置管线装有流量调节器。
减一线也设有温度调节器，以控制回流油量。减一线出装置管线上，也装有流量调节器。
侧线产品流量调节：减二、三线出装置上设有流量调节器，以调节出装置的油量。
侧线回流流量调节：为了取走减压塔的热量，并保证侧线产品质量，设有减二、三线回流。同时为了保证回流一定，在入塔后回流油管线上，装有流量调节器。
减压塔底液位调节：为了保证塔底液位稳定，设有塔底液位调节器，以调节减压塔底渣油出装置的油量。为了节约能源，有些装置塔底设置有变频器，通过调节阀和变频器的切换来控制塔底液位。
减压塔顶真空度记录：为了保证减压塔的分馏效果，塔顶设有真空压力发讯器，记录减压塔的真空度。
3.2 先进控制方案
中控是国内能提供和实施石化生产装置先进及优化控制为数不多并且领先的厂家之一，在常减压蒸馏先进控制有常压优化、减压优化、减压炉支路平衡控制等控制策略。
常压和减压优化
主要目标是在操作的约束范围内稳定操作，在满足各产品指标的前提下，使产品的收率最大。
减炉支路平衡
原理是通过改变加热炉进料量在分支之间的分配，达到使分支温度出口相近的目的；实际上是牺牲流量上的分配均匀，来实现温度的均匀。优化控制的目标是兼顾流量与温度的均匀性。
中控在常减压蒸馏、催化裂化、PTA、加氢精制等主流装置上的优化控制策略，接近或达到国外先进水平，已具备与国外先进公司同台竞争的实力，目前已有数十套成功应用的业绩和经验。随着石化企业对先进控制需求的日益增长，必将体现出越来越强的竞争优势。
五、典型业绩
目前中控在石化行业有数百套应用业绩，仅常（减）压蒸馏装置就在50套左右。下面是我们部分典型项目的用户清单：
典型用户项目名称
中石化武汉分公司 500万吨/年常减压蒸馏装置
正和集团股份有限公司 200万吨/年常减压装置
金澳科技（湖北）化工有限公司 120万吨/年常减压、60万吨/年催化
