PX装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计

论文编号:HG009  字数:22340,页数:54

摘    要
PX装置异构化单元是PX装置的一个分装置，装置主要由二甲苯分馏单元，吸附分离单元，二甲苯异构化单元构成。本控制系统的设计的主要目的是为了较好的控制脱庚烷塔,提高产品的纯度，生产出较多质量指标较好的产品。在设计的过程中，尽量本着优化控制安全生产，提高生产效率和增加产品的产量、节约资金、保护环境和降低能耗的原则来对系统进行设计。
在对PX装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统进行设计时，控制方案基本采用单回路控制，总共有11个设计回路，其中单回路控制系统8个，串级控制系统3个，并对控制系统所要用到的控制器，控制阀和测量元件等进行了选择且进行了相关的计算。本次设计共8章，是以PX装置异构化单元脱庚烷塔为研究对象，主要对温度、压力、液位、流量进行研究。
PX装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统采用了日本横河-北辰公司生产的CENTUM CS1000集散控制系统，集散控制系统，其硬件可靠，运行可靠，软件功能丰富，具有良好的操作特性，并在工艺过程的节能、将耗和优化控制方面起着积极的作用。为今后对工艺过程的进一步优化控制以及先进的控制的应用提供了便利，并为信息管理工作以及计算机集成控制的实现打下了基础。

关键词: PX；集散控制系统；CENTUM CS1000；控制系统

Abstract
The isomerization unit is a sub-device of the PX device. The device is mainly made up of xylene fractionation unit, adsorption separation unit, and xylene isomerization unit. The main purpose of the control system's design is to better control tower from heptane, improve the purity of the products and produce more products of better quality indicators. In the process of the design, as far as possible in the principle of optimal control production safety, improve production efficiency and increase the output of products, save money, protect the environment and reduce energy consumption , the system is designed.
In the design of automatic control system for isomerization unit from heptane tower of PX devices, single-loop control is used in the control programme. There is a total of 11 circuit , of which is 8 single-loop control system and 3 cascade control system. It has done the choice and relevant calculation on the controller, control valves and measurement devices used in the control system. There is a total of eight chapters in this design. The isomerization unit from heptane tower of PX devices is studied and researched, mainly on temperature, pressure, liquid level and flow.
The design adopts the CENTUM CS1000 Distributed Control System, which was produced by Michael Tien company in Japan Yokogawa. The Distributed Control System has reliable hardware, reliable operating, feature-rich software and good operating characteristics. In the process of energy conservation, control and optimize the consumption will play a positive role. For the future to further optimize the process control and advanced control, it has facilitated the application and laid the foundation for the realization of information for management and computer integrated control.

Key words: PX; Distributed Control System；CENTUM 1000; control system

目    录
摘    要 I
Abstract II
第1章 引言 1
第2章 工艺流程简介 2
2.1装置简介 2
2.1.1设计状况 2
2.1.2生产能力 2
2.1.3 装置的特点 3
2.2工艺流程 3
2.2.1主要装置作用 3
2.2.2工艺流程说明 4
2.2.3 控制指标 4
第3章 系统控制方案的设计 5
3.1 概述 5
3.1.1 精馏塔的基本关系 5
3.1.2 精馏塔的控制要求 6
3.1.3 精馏塔的主要干扰因素 7
3.1.4 精馏塔被控变量的选择 7
3.2设计思路 7
3.3 单回路控制系统的方案设计与实施 7
3.3.1 压力控制系统的方案设计 7
3.4.2 流量控制系统的方案设计 8
3.4.3 液位控制系统的方案设计 9
3.4 串级控制系统的方案设计与实施 9
第4章 集散控制系统 12
4.1 DCS系统 12
4.1.1 DCS系统的发展及概念简介 12
4.1.2 集散控制系统的基本构成 13
4.2 CENTUM CS1000系统 13
4.2.1 CS系统的配置 13
4.2.2现场控制站（FCS） 14
4.2.3人机接口站（HIS） 14
4.2.4工程师功能 16
4.3 控制系统组态 17
4.3.1单回路控制系统组态 17
4.3.2串级控制系统组态 20
第5章 仪表的选择 22
5.1 温度仪表的选择 22
5.1.1 温度测量方法 22
5.1.2 温度仪表的选择 23
5.2 液位计的选择 23
5.2.1 液位测量方法 23
5.2.2 液位计的选择 24
5.3 流量仪表的选择 25
5.4压力仪表的选择 26
5.4.1 压力测量方法及选择原则 26
5.4.2 压力仪表的选择 27
5.5 控制阀的选择 27
5.5.1 控制阀口径大小的选择 27
5.5.2 控制阀开、闭形式的选择 28
5.5.3 控制阀流量特性的选择 28
5.5.4 控制阀结构形式的选择 29
5.5.5 控制阀选择的结果 29
5.6 控制器的选择 30
5.6.1 控制规律的选择 30
5.6.2 控制器正反作用的确定 31
第6章 计算 33
6.1 节流件的计算 33
6.1.1 已知条件 33
6.1.2 辅助计算 34
6.1.3 计算 35
6.2 控制阀口径的计算 38
第7章 控制系统的投运与整定 39
7.1 控制系统的投运 39
7.2 控制系统的整定 39
7.2.1 单回路控制系统的整定 39
7.2.1 串级控制系统的整定 41
第8章 结论 43
参 考 文 献 44
致    谢 45
附    录 46