CN114484285B

CN114484285B - 一种炼油厂氢气管网压力调节方法

Info

Publication number: CN114484285B
Application number: CN202210335462.3A
Authority: CN
Inventors: 陈红宇; 王贤山; 柳艳青; 周海峰
Original assignee: Zhenghe Group Co Ltd
Current assignee: Zhenghe Group Co Ltd
Priority date: 2022-04-01
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2042-04-01
Also published as: CN114484285A

Abstract

本发明公开了一种炼油厂氢气管网压力调节方法，属于石油炼制技术领域，供氢单元与用氢单元之间通过氢气管网连接，供氢单元在与氢气管网连接的末端出氢管路上设有压力控制器，通过压力控制器的压力调节阀的开度来判断氢气管网的压力变化情况，系统根据压力调节阀的开度来自动控制供氢单元内部的重整反应温度和重整进料流量，以调节供氢单元的产氢量，实现氢气管网的压力自动调节，无需人为干涉，减轻劳动强度，避免氢气管网出现压力大幅波动，实现氢气管网的压力平稳。

Description

一种炼油厂氢气管网压力调节方法

技术领域

本发明涉及石油炼制技术领域，尤其涉及一种炼油厂氢气管网压力调节方法。

背景技术

现有炼油厂氢气管网压力的调节，一般是由生产调度人员，根据管网压力变化情况通知相关装置进行生产调节。当氢气管网压力低时，通知重整装置或制氢装置提高加工量多产氢气，来维持氢气管网压力基本恒定；或者通知用氢装置采取降量的措施减少耗氢，维持氢气管网压力基本不变。反之亦然。这种操作方法增加了调度的工作量，氢气管网压力也不够平稳。

本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

针对背景技术中指出的问题，本发明提出一种炼油厂氢气管网压力调节方法，实现氢气管网压力的自动调节，无需人为干涉，减轻劳动强度，避免氢气管网出现压力大幅波动，实现氢气管网的压力平稳。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本发明提供一种炼油厂氢气管网压力调节方法，供氢单元与用氢单元之间通过氢气管网连接，所述供氢单元在与所述氢气管网连接的末端出氢管路上设有压力控制器，通过所述压力控制器的压力调节阀的开度来判断所述氢气管网的压力变化情况；

系统根据所述压力调节阀的开度来自动控制所述供氢单元内部的重整反应温度和重整进料流量，以调节所述供氢单元的产氢量，实现所述氢气管网的压力调节；

所述压力调节阀的开度具有上限值和下限值，所述上限值的范围为所述压力调节阀的开度的80-90%，所述下限值的范围为所述压力调节阀的开度的40-50%；

在所述压力调节阀的开度超过所述上限值、并保持15-30min时，系统控制所述供氢单元内部的重整反应温度的设定值降低0.5℃和重整进料流量的设定值降低1t/h，运行15-30min后再根据所述压力调节阀的开度进行下一次调节，直至所述压力调节阀的开度低于所述上限值时停止调节；

在所述压力调节阀的开度低于所述下限值、并保持15-30min时，系统控制所述供氢单元内部的重整反应温度的设定值提高0.5℃和重整进料流量的设定值提高1t/h，运行15-30min后再根据所述压力调节阀的开度进行下一次调节，直至所述压力调节阀的开度高于所述下限值时停止调节。

本申请一些实施例中，系统先执行降低所述重整反应温度的控制调节，间隔5min后再执行降低所述重整进料流量的控制调节。

本申请一些实施例中，系统先执行提高所述重整进料流量的控制调节，间隔5min后再执行提高所述重整反应温度的控制调节。

本申请一些实施例中，在所述氢气管网的压力需要维持2.2-2.3MPa时，调高所述压力调节阀的开度的所述上限值和所述下限值。

本申请一些实施例中，在所述氢气管网需要维持相对窄幅波动时，缩小所述压力调节阀的开度的所述上限值和所述下限值之间的差值。

本申请一些实施例中，所述重整反应温度为所述供氢单元内部的重整加热炉的出口温度；

所述重整进料流量为精制石脑油的流量。

本申请一些实施例中，所述供氢单元内部的重整反应温度具有第二上限值和第二下限值，在所述重整反应温度达到所述第二上限值和/或所述第二下限值时，系统不再调节所述重整反应温度。

本申请一些实施例中，所述供氢单元内部的重整进料流量具有第三上限值和第三下限值，在所述重整进料流量达到所述第三上限值和/或所述第三下限值时，系统不再调节所述重整进料流量。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本申请所公开的氢气管网压力调节方法根据供氢单元的末端出氢管路上压力调节阀的开度来自动控制供氢单元内部的重整反应温度和重整进料流量，以调节供氢单元的产氢量，进而改变压力调节阀的开度，实现氢气管网的压力调节，实现氢气管网的压力平稳。

该氢气管网调节方法利用重整先进控制系统，实现炼油厂氢气管网压力的自动调节，无需人为干涉，减轻劳动强度，避免氢气管网出现压力大幅波动。

炼油厂在原有工艺流程、设备、管线、控制器及调节阀等硬件均不做改变的情况下，仅借助于先进控制系统，即可实现全厂氢气管网压力的自动调节。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的供氢单元、氢气管网以及用氢单元之间的连接结构示意图；

图2为根据实施例的供氢单元的结构示意图。

附图标记：

10-重整进出料换热器；

21-重整产物空冷器，22-一段再接触空冷器，23-二段再接触空冷器；

31-重整循环氢压缩机，32-一段重整氢增压机，33-二段重整氢压缩机；

41-重整气液分离器，42-一段再接触罐，43-二段再接触罐；

51-第一加热炉，52-第二加热炉，53-第三加热炉，54-第四加热炉；

61-第一反应器，62-第二反应器，63-第三反应器，64-第四反应器；

71-第一出口温度控制器，72-第二出口温度控制器，73-第三出口温度控制器，74-第四出口温度控制器；

81-罐底泵，82-脱戊烷塔进料泵；

91-流量调节阀，92-重整进料流量控制器，93-压力调节阀，94-压力控制器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本实施例公开一种炼油厂氢气管网压力调节方法，参照图1，供氢单元与用氢单元之间通过氢气管网连接。

供氢单元用于产生氢气，用氢单元指炼油厂中的用氢装置，氢气管网用于将供氢单元产生的氢气输送至用氢单元。

同一氢气管网所连接的供氢单元的数量和用氢单元的数量可以为多个，根据炼油厂的实际需求而定。

当接在氢气管网上的某个用氢装置从管网上断开停止使用，或某个用氢装置接入氢气管网开始使用、或者某个用氢装置进料性质变化、提降处理量、增减反应苛刻度而改变用氢量，或者某个用氢装置切换运行新氢压缩机等均会导致全厂氢气管网压力波动。

本申请的目的之一为解决氢气管网压力不稳定的问题，通过APC先进控制系统实现氢气管网压力的自动调节。

本实施例对供氢单元的具体结构不做限制，为了便于下文描述，以一种供氢单元为例进行阐述。参照图2，供氢单元包括重整进出料换热器10、重整产物空冷器21、重整循环氢压缩机31、重整气液分离器41、重整反应部分01以及氢气再接触部分02。

重整进出料换热器10的一出口与重整产物空冷器21的入口连接，重整进出料换热器10的另一出口与重整反应部分01的入口连接，重整反应部分01的出口与重整进出料换热器10的一入口连接，重整产物空冷器21的出口与重整气液分离器41的入口连接，从重整气液分离器41分离出的一部分气体经过重整循环氢压缩机31与重整进料混合后进入重整进出料换热器10，从重整气液分离器41分离出的另一部分气体进入氢气再接触部分02，从氢气再接触部分02最终流出的氢气流入氢气管网中。

氢气管网压力调节方法具体为：供氢单元在与氢气管网连接的末端出氢管路（即氢气再接触部分02的最终氢气流出管路）上设有压力控制器94，通过压力控制器94的压力调节阀93的开度来判断氢气管网的压力变化情况；

系统根据压力调节阀93的开度来自动控制供氢单元内部的重整反应温度和重整进料流量，以调节供氢单元的产氢量，进而改变压力调节阀93的开度，实现氢气管网的压力调节，实现氢气管网的压力平稳。

其中重整反应温度为重整反应部分01的重整反应温度，重整进料流量为重整进料流入重整进出料换热器10的流量。

该氢气管网调节方法通过对供氢单元的末端出氢管路压力控制、重整反应温度控制以及重整进料流量控制，利用重整先进控制系统，实现炼油厂氢气管网压力的自动调节，无需人为干涉，减轻劳动强度，避免氢气管网出现压力大幅波动。

本申请一些实施例中，压力调节阀93的开度具有上限值和下限值，上限值的范围为压力调节阀93的开度的80-90%，下限值的范围为压力调节阀93的开度的40-50%。

在压力调节阀93的开度超过上限值、并保持15-30min时，系统控制供氢单元内部的重整反应温度的设定值降低T1和重整进料流量的设定值降低Q1，每调节一次温度和流量后，等待15-30min后再根据压力调节阀93的开度进行下一次调节，直至压力调节阀93的开度低于上限值时停止调节。

上限值、T1以及Q1按需设置，比如，上限值为压力调节阀93开度的80%，T1为0.5℃，Q1为1t/h，当压力调节阀的开度超过80%，说明氢气管网压力高，且保持一段时间后（比如半个小时），系统控制重整反应温度的设定值降低0.5℃，同时对重整进料流量的设定值降低1t/h，半个小时之后，如果压力调节阀的开度还没有低于上限值，则重复进行上述调节，直到阀位低于上限值后停止调节。

系统先执行降低重整反应温度的控制调节，间隔一段时间后再执行降低重整进料流量的控制调节。

也即，当需要降低重整反应温度和重整进料流量时，遵循先降温后降量的原则，可以在降温后设定一定时间间隔（比如5min），再进行降量操作。

在压力调节阀93的开度低于下限值、并保持15-30min时，系统控制供氢单元内部的重整反应温度的设定值提高T2和重整进料流量的设定值提高Q2，每调节一次温度和流量后，等待15-30min后再根据压力调节阀93的开度进行下一次调节，直至压力调节阀93的开度高于下限值时停止调节。

下限值、T2以及Q2按需设置，比如，下限值为压力调节阀93开度的50%，T2为0.5℃，Q2为1t/h，当压力调节阀93的开度低于50%，说明氢气管网压力低，且保持一段时间后（比如半个小时），系统控制重整进料流量的设定值提高1t/h，同时对重整反应温度的设定值提高0.5℃，半个小时之后，如果压力调节阀93的开度还没有高于下限值，则重复进行上述调节，直到阀位高于下限值后停止调节。

系统先执行提高重整进料流量的控制调节，间隔一段时间后再执行提高重整反应温度的控制调节。

也即，当需要提高重整反应温度和重整进料流量操作时，遵循先提量后提温的原则，可以在提量后设定一定时间间隔（比如5min），再进行提温操作。

该氢气管网压力调节方法对重整反应温度和重整进料流量的调节是对设定值进行调节，每次调节遵循重整进料降低Q1（或提高Q2）、重整反应温度降低T1（或提高T2）的原则。

本申请一些实施例中，重整进料流量和重整反应温度的设定值均在控制器中设置上下限，任一变量达到上限或下限后均不再改变，以防止超出工艺指标要求的正常操作范围，另一未达到上限或下限的变量则可以继续调节。

具体为，供氢单元内部的重整反应温度具有第二上限值和第二下限值，在重整反应温度达到第二上限值和/或第二下限值时，系统不再调节重整反应温度。

供氢单元内部的重整进料流量具有第三上限值和第三下限值，在重整进料流量达到第三上限值和/或第三下限值时，系统不再调节重整进料流量。

本申请一些实施例中，压力调节阀93开度的上限值和下限值可以根据氢气管网压力需要进行适当改变。

在氢气管网需要维持相对较高压力时，比如2.2-2.3MPa调高压力调节阀93的开度的上限值和下限值。

在氢气管网需要维持相对窄幅波动时，缩小压力调节阀93的开度的上限值和下限值之间的差值。

本实施例对重整反应部分01和氢气再接触部分02的具体结构不做限制，图2给出一种实施例，工艺流程如下：

重整进料和循环氢混合后经过重整进出料换热器10进入第一加热炉51，加热到设定温度后进入第一反应器61，然后依次进入第二加热炉52、第二反应器62、第三加热炉53、第三反应器63、第四加热炉54、第四反应器64；

从第四反应器64出来后经重整进出料换热器10换热和重整产物空冷器21冷却后进入重整气液分离器41；

重整气液分离器41分离出的气体一部分经过重整循环氢压缩机31与重整进料混合进入重整进出料换热器10，一部分经过一段重整氢增压机32增压后和来自二段再接触罐43的罐底油混合；

在经过一段再接触空冷器22冷却后进入一段再接触罐42；

一段再接触罐42底油经脱戊烷塔进料泵82送去脱戊烷塔；

一段再接触罐42顶的气体经二段重整氢压缩机33增压后与重整气液分离器41罐底泵81送出的重整生成油混合；

经过二段再接触空冷器23冷却后进入二段再接触罐43；

从二段再接触罐43流出的氢气进入氢气管网。

在图2所示的具体实施结构中，上文中“供氢单元的末端出氢管路”即为与二段再接触罐43的顶部氢气出口连接的管路。

二段再接触罐43的压力由压力控制器94控制，通过开大和关小压力调节阀93的开度来实现。

重整进料流量为精制石脑油的流量，重整进料量由重整进料流量控制器92控制，通过流量调节阀91开大和关小实现流量调节。

重整反应温度为供氢单元内部的加热炉51-54的出口温度，重整反应温度由加热炉51-54的出口温度控制器71-74来控制，通过调节加热炉瓦斯流量来实现温度调节。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种炼油厂氢气管网压力调节方法，供氢单元与用氢单元之间通过氢气管网连接，其特征在于，

所述供氢单元在与所述氢气管网连接的末端出氢管路上设有压力控制器，通过所述压力控制器的压力调节阀的开度来判断所述氢气管网的压力变化情况；

2.根据权利要求1所述的炼油厂氢气管网压力调节方法，其特征在于，

系统先执行降低所述重整反应温度的控制调节，间隔5min后再执行降低所述重整进料流量的控制调节。

3.根据权利要求1所述的炼油厂氢气管网压力调节方法，其特征在于，

系统先执行提高所述重整进料流量的控制调节，间隔5min后再执行提高所述重整反应温度的控制调节。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的炼油厂氢气管网压力调节方法，其特征在于，

在所述氢气管网的压力需要维持2.2-2.3MPa时，调高所述压力调节阀的开度的所述上限值和所述下限值。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的炼油厂氢气管网压力调节方法，其特征在于，

在所述氢气管网需要维持相对窄幅波动时，缩小所述压力调节阀的开度的所述上限值和所述下限值之间的差值。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的炼油厂氢气管网压力调节方法，其特征在于，

所述重整反应温度为所述供氢单元内部的重整加热炉的出口温度；

所述重整进料流量为精制石脑油的流量。