CN110669548A - 加氢裂化反应器连锁保护控制方法和控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加氢裂化反应器连锁保护控制方法和系统，其中，所述方法包括：获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度，其中每一床层设置有至少一温度传感器；以及以下步骤中的一者或多者：当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；及当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压。该方法克服了现有的加氢反应器床层温度控制的规范性和安全性较差，一般由人为判定飞温进行预测，未设置反应器床层飞温预警和保护措施的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤制油技术领域，具体地，涉及一种加氢裂化反应器连锁保护控制方法和控制系统。
背景技术
随着石油资源的日益减少，以及，世界对洁净液体燃料的需求急剧增加，为了满足这种需求，各国科研工作者致力于研究开发洁净燃料油生产技术。其中以费托(Fischer-Tropsch)合成技术最受瞩目。典型的费托合成工艺流程为：首先，煤/天然气经气化或部分氧化、重整转化为合成气，在催化剂的作用下生成有机烃类化合物，石脑油、稳定重质油和合格蜡进入加氢精制单元，在高温高压、氢气以及催化剂的作用下进行烯烃饱和以及含氧化物的脱除反应，生产柴油组分、精制重柴油、精制粗石脑油，精制尾油送至加氢裂化装置，在高温高压、氢气和催化剂的作用下进行裂化以及临氢异构化反应。
烷烃的加氢裂化是通过正碳离子反应机理进行的。烷烃大分子首先在加氢裂化催化剂的金属中心脱氢形成烯烃分子，烯烃分子再在催化剂的酸性中心得到氢质子而形成正碳离子，正碳离子进行β位C-C键断裂而生产较小正碳离子和烯烃。形成的小分子烯烃可以继续上述反应断裂成更小的分子，也可以在金属中心上加氢后成为烷烃分子；形成的正碳离子即可以进行断裂反应，也可以在酸性中心上失去一个氢质子而变成烯烃，并经加氢反应成为烷烃。
但由于煤制油加氢裂化原料为经过加氢精制分离后的费托合成蜡油组分，馏程，均为饱和链装烷烃，且碳分子数过于集中，在发生加氢裂化反应时，由于碳数过于集中，一但达到反应温度点就会集中发生C-C键断裂反应，由于裂化反应为放热反应，过于集中的断键反应导致放热量增大，大量的热量如无法被急冷氢带走就会导致反应器床层飞温，导致装置紧急停车及此生事故。
现有技术中的加氢裂化反应器床层温度控制是基于石油炼制裂化装置设置的，由于石油炼制原料油组成种类多，不易导致反应温度过于集中，导致大量放热；而且设置的保护措施不够完善，容易造成危险，还会影响催化剂使用寿命。
因此，提供一种在使用过程中可以有效地克服以上技术问题的加氢裂化反应器连锁保护控制方法和控制系统是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述技术目的，本发明的目的是提供一种在使用过程中可以有效地克服以上技术问题的加氢裂化反应器连锁保护控制方法和控制系统。
为了实现上述目的，本发明提供了一种加氢裂化反应器连锁保护控制方法，所述方法包括：
获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度，其中每一床层设置有至少一温度传感器；以及
以下步骤中的一者或多者：
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；及
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
优选地，在所述控制关闭加热炉的主火嘴切断阀后，该方法还包括：
当所述出口温度降至预设安全温度时，重新点燃所述加热炉的主火嘴。
优选地，该方法还包括：当获取的所述出口温度中有超过预设报警温度的情况时，启动报警；其中，所述预设报警温度小于所述第一预设温度。
优选地，在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，每个所述床层至少获取六个不同位置的出口温度。
优选地，所述加氢裂化反应器至少包括n个床层，且在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，获取前n-1个床层的出口温度；其中，
所述n为大于或者等于2的整数。
本发明还提供了一种加氢裂化反应器连锁保护控制系统，所述系统包括：
多个温度传感器，用于分别获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度；
第一连锁模块，用于执行各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；
第二连锁模块，当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压；其中，
所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
优选地，所述第一连锁模块在关闭加热炉的主火嘴切断阀后，还执行以下操作：
当所述出口温度降至预设安全温度时，所述第一连锁模块控制重新点燃所述加热炉的主火嘴。
优选地，所述系统还包括：
报警模块，用于执行当所述温度传感器获取的所述出口温度中有超过预设报警温度的情况时，启动报警；其中，所述预设报警温度小于所述第一预设温度。
优选地，每个所述床层上至少设置有六个所述温度传感器，以获取该床层上六个不同位置的出口温度。
优选地，所述加氢裂化反应器至少包括n个床层，且在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，获取前n-1个床层的出口温度；其中，所述n为大于或者等于2的整数。
根据上述技术方案，本发明提供的加氢裂化反应器连锁保护控制方法在使用过程中的有益效果为：杜绝人为判定飞温进行预测的不规范性，而且通过多个连锁控制，即有效地保证反应的安全性，也可以有效的保护催化剂不受损坏，保证催化剂使用寿命。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种优选的实施方式中提供的加氢裂化反应器连锁保护控制方法的流程图；
图2是本发明的一种优选的实施方式中提供的加氢裂化反应器连锁保护控制方法的流程图；
图3是本发明的一种优选的实施方式中提供的18取3连锁打开紧急泄压阀逻辑图；
图4是本发明的一种优选的实施方式中提供的18取5连锁关闭加热炉燃料气切断阀逻辑图；
图5是本发明的一种优选的实施方式中提供的加氢裂化反应器连锁保护控制系统的结构示意图；以及
图6是本发明的一种优选的实施方式中提供的加氢裂化反应器连锁保护控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
以下首先对所述加氢裂化反应器连锁保护控制方法进行详细介绍，如图1所示，本发明提供了一种加氢裂化反应器连锁保护控制方法，所述方法包括：
获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度，其中每一床层设置有至少一温度传感器；以及
以下步骤中的一者或多者：
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；及
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
在上述方案中，主要针对煤制油加氢裂化原料组分过于集中，易发生集中反应，导致床层温度升高，甚至飞温的现象的问题，特设置两级防飞温保护连锁，通过对反应器飞温进行预判断，并根据预判结果，进行连锁动作进行提前干预，预防反应器飞温。其中，首先需要在加氢裂化反应器中各个床层上设置温度传感器来检测其出口温度，根据出口温度的大小以及达到预设温度的传感器的数量作为连锁控制的依据；其中，连锁的控制逻辑为：当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；及
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压。
需要说明的是，在实际的生产过程中，以上两级连锁控制存在递进的关系：即首先达到一级连锁，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；然后再达到二级连锁，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。因为床层之间是相连的，前一个床层的出口温度为后一个床层的入口温度，温度也是随着床层发生递进升高的。
如图3和4所示，现根据实际情况具体举例对上述连锁控制方法进行说明：一般裂化反应器共有四个床层，由于第四床层出口不会导致床层温度叠加，故此连锁设置为第一、二、三床层出口温度共计18个床层出口温度(每个床层上设置6个温度传感器进行温度获取)，设置两级防飞温保护连锁，一级为18取5连锁加热炉燃料气调解阀，二级为18取3连锁紧急泄压阀；其中，
当获取的18个出口温度中有5个温度达到375℃时，则认为达到飞温前兆点，这时触发飞温保护一级连锁，连锁关闭相应加热炉的主火嘴切断阀，通过降低进料温度，防止床层温度继续上涨。此时冷物料和循环氢继续进行进料和循环，通过冷物料和循环氢将反应器床层温度降下来；当18个出口温度中有3个温度达到400℃这时触发飞温保护二级连锁，连锁打开紧急泄压阀进行0.7MPa/min紧急泄压，通过紧急泄压进行紧急泄防，来降低反应器床层温度。
以上通过两级连锁保护，提前进行飞温预判断，并进行相应的调整，以保护催化剂不受损伤。同时根据催化剂使用时间不同，活性不同的特性，调整飞温保护连锁的连锁值，以便更好的进行飞温预控制。需要说明的是出口温度的获取数量可以根据实际的情况进行调整，而连锁的逻辑，例如18选3还是18选5也可以根据实际的情况进行调整，并不是必须的条件；至于第一预设温度和第二预设温度，本发明也没有对其进行限制，根据不同的生产需求可以进行调整。
如图2所示，在本发明的一种优选的实施方式中，所述方法包括：
获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度，其中每一床层设置有至少一温度传感器；以及
以下步骤中的一者或多者：
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；其中，
当所述出口温度降至预设安全温度时，重新点燃所述加热炉的主火嘴；及
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压。
在上述方案中，当飞温保护一级连锁触发后，如果没有效果，床层温度会继续升高，达到一定程度后，飞温保护二级连锁触发后；但是如果飞温保护一级连锁触发后有效果，温度降下来后，需要恢复进料的温度，因此当所述出口温度降至预设安全温度时，重新点燃所述加热炉的主火嘴，进行正常的生产工作。
如图2所示，在本发明的一种优选的实施方式中，该方法还包括：
获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度，其中每一床层设置有至少一温度传感器；
当获取的所述出口温度中有超过预设报警温度的情况时，启动报警；
以及
以下步骤中的一者或多者：
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；其中，
当所述出口温度降至预设安全温度时，重新点燃所述加热炉的主火嘴；及
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压。
在上述方案中，本发明在启动两级连锁保护前，还加入了报警功能，以达到一定的预警效果，提醒工作人员尽量在不启动两级连锁保护前，就将问题解决，以免或多或少地影响正常的生产工作。
在本发明的一种优选的实施方式中，在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，每个所述床层至少获取六个不同位置的出口温度。
在上述方案中，本发明对于每个床层的出口温度的检测数量不作限定，但是为了保证温度检测地准确性，保证连锁保护的有效性，每个所述床层至少获取六个不同位置的出口温度，床层有一定面积的，局部的温度可能不具有代表性，所以可以对床层上六个不同的位置进行温度获取。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述加氢裂化反应器至少包括n个床层，且在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，获取前n-1个床层的出口温度。
在上述方案中，可以简单地理解为所述加氢裂化反应器上最后一个床层的出口温度可以不利用本发明的方法进行获取，因为它不会导致床层温度叠加，但是不用本发明的方法进行获取并不代表不获取，可以利用其他的方式进行获取，以方便工作人员了解情况；对于n，一般情况下为4，则对前三个床层的出口温度进行获取。
以下再对加氢裂化反应器连锁保护控制系统进行详细说明，如图5所示，本发明还提供了一种加氢裂化反应器连锁保护控制系统，所述系统包括：
多个温度传感器101，用于分别获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度；
第一连锁模块102，用于执行各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；
第二连锁模块103，当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压。
在上述方案中，主要针对煤制油加氢裂化原料组分过于集中，易发生集中反应，导致床层温度升高，甚至飞温的现象的问题，特设置两级防飞温保护连锁，通过对反应器飞温进行预判断，并根据预判结果，进行连锁动作进行提前干预，预防反应器飞温。其中，首先需要在加氢裂化反应器中各个床层上设置温度传感器来检测其出口温度，根据出口温度的大小以及达到预设温度的传感器的数量来作为连锁控制的依据；其中，连锁的控制逻辑为：当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；及当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述第一连锁模块在关闭加热炉的主火嘴切断阀后，还执行以下操作：当所述出口温度降至预设安全温度时，所述第一连锁模块控制重新点燃所述加热炉的主火嘴。
在上述方案中，当飞温保护一级连锁触发后，如果没有效果，床层温度会继续升高，达到一定程度后，飞温保护二级连锁触发后；但是如果飞温保护一级连锁触发后有效果，温度降下来后，需要恢复进料的温度，因此当所述出口温度降至预设安全温度时，重新点燃所述加热炉的主火嘴，进行正常的生产工作。
如图6所示，在本发明的一种优选的实施方式中，所述系统还包括：
报警模块104，用于执行当所述温度传感器获取的所述出口温度中有超过预设报警温度的情况时，启动报警。
在上述方案中，本发明在启动两级连锁保护前，还加入了报警功能，以达到一定的预警效果，提醒工作人员尽量在不启动两级连锁保护前，就将问题解决，以免或多或少地影响正常的生产工作。
在本发明的一种优选的实施方式中，每个所述床层上至少设置有六个所述温度传感器，以获取该床层上六个不同位置的出口温度。
在上述方案中，本发明对于每个床层的出口温度的检测数量不作限定，但是为了保证温度检测地准确性，保证连锁保护的有效性，每个所述床层至少获取六个不同位置的出口温度，床层有一定面积的，局部的温度可能不具有代表性，所以可以对床层上六个不同的位置进行温度获取。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述加氢裂化反应器至少包括n个床层，且在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，获取前n-1个床层的出口温度。
在上述方案中，可以简单地理解为所述加氢裂化反应器上最后一个床层的出口温度可以不利用本发明的方法进行获取，因为它不会导致床层温度叠加，但是不用本发明的方法进行获取并不代表不获取，可以利用其他的方式进行获取，以方便工作人员了解情况；对于n，一般情况下为4，则对前三个床层的出口温度进行获取。
本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，其上存储有程序，该程序被执行时实现上文所述的加氢裂化反应器连锁保护控制方法。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
Claims (10)
1.一种加氢裂化反应器连锁保护控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度，其中每一床层设置有至少一温度传感器；以及
以下步骤中的一者或多者：
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；及
当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压；其中，
所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
2.根据权利要求1所述的煤制油加氢裂化反应器控制方法，其特征在于，在所述控制关闭加热炉的主火嘴切断阀后，该方法还包括：
当所述出口温度降至预设安全温度时，重新点燃所述加热炉的主火嘴。
3.根据权利要求1所述的煤制油加氢裂化反应器控制方法，其特征在于，该方法还包括：
当获取的所述出口温度中有超过预设报警温度的情况时，启动报警；其中，所述预设报警温度小于所述第一预设温度。
4.根据权利要求1所述的煤制油加氢裂化反应器控制方法，其特征在于，在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，每个所述床层至少获取两个不同位置的出口温度。
5.根据权利要求4所述的煤制油加氢裂化反应器控制方法，其特征在于，所述加氢裂化反应器至少包括n个床层，且在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，获取前n-1个床层的出口温度；其中，
所述n为大于或者等于2的整数。
6.一种加氢裂化反应器连锁保护控制系统，其特征在于，所述系统包括：
多个温度传感器，用于分别获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度；
第一连锁模块，用于执行各个所述温度传感器所测量的温度中超过第一预设温度的传感器数量达到第一预设数量时，控制关闭加热炉的主火嘴切断阀；
第二连锁模块，当各个所述温度传感器所测量的温度中超过第二预设温度的传感器数量达到第二预设数量时，控制打开紧急泄压阀，以预设泄压速度进行泄压；其中，
所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
7.根据权利要求6所述的煤制油加氢裂化反应器控制系统，其特征在于，所述第一连锁模块在关闭加热炉的主火嘴切断阀后，还执行以下操作：
当所述出口温度降至预设安全温度时，所述第一连锁模块控制重新点燃所述加热炉的主火嘴。
8.根据权利要求6所述的煤制油加氢裂化反应器控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
报警模块，用于执行当所述温度传感器获取的所述出口温度中有超过预设报警温度的情况时，启动报警；其中，所述预设报警温度小于所述第一预设温度。
9.根据权利要求6所述的煤制油加氢裂化反应器控制系统，其特征在于，每个所述床层上至少设置有六个所述温度传感器，以获取该床层上六个不同位置的出口温度。
10.根据权利要求6所述的煤制油加氢裂化反应器控制系统，其特征在于，所述加氢裂化反应器至少包括n个床层，且在所述获取所述加氢裂化反应器中各个床层的出口温度时，获取前n-1个床层的出口温度；其中，
所述n为大于或者等于2的整数。
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