1. 개요
석유는 주로 탄화수소로 구성된 복잡한 혼합물입니다. 석유에 포함된 탄화수소와 비탄화수소 화합물의 상대적인 분자 질량은 수만에서 수천에 이르며, 해당 끓는점은 상온에서 500도 이상입니다. 분자구조도 다양하다.
석유 정제 산업은 휘발유, 등유, 디젤 및 기타 연료와 화학 산업 원료를 생산합니다. 국가경제의 가장 중요한 기둥산업 중 하나입니다. 국가 경제의 생명선이자 에너지 안보와 관련된 일이다. 이는 국민경제, 국방, 사회발전에서 매우 중요합니다. 지위와 역할. 세계 경제력은 모두 정유, 석유화학 산업에 막강하다.
석유는 자동차, 비행기, 선박 및 기타 운송 수단의 엔진 연료로 직접 사용할 수 없으며 윤활유, 용제 오일, 프로세스 오일 및 기타 제품으로 직접 사용할 수도 없습니다. 품질 요구사항을 충족하는 다양한 석유제품을 얻기 위해서는 다양한 가공과정을 거쳐야 합니다. 제품.
석유 및 그 제품의 증류는 정유공장의 가장 기본적인 단위설비이다. 모든 1차 처리 및 2차 처리 장치에 없어서는 안될 장비입니다. 원유는 상압 증류를 통해 휘발유, 등유, 디젤 유분으로 분류될 수 있습니다. 원유의 다양한 특성으로 인해 이러한 유분 중 일부는 제품으로 직접 사용될 수 있지만 일부는 정제 또는 가공이 필요합니다. 대기 탑 바닥 오일은 감압 하에서 증류됩니다. 원유의 성질이나 가공계획에 따라 생성된 유분은 분해(열분해, 접촉분해, 수소화분해 등) 원료나 윤활유 원료 또는 에틸렌 크랙 원료로 사용될 수 있습니다. 진공탑의 바닥유는 연료유, 아스팔트, 코크스화 또는 기타 잔류유 처리(용제 탈아스팔트화, 잔류유 촉매 분해, 잔류유 수소화분해 등)의 원료로 사용될 수 있습니다.
우리나라의 원유 증류를 위해 국내 대형 정유사는 일반적으로 대기압 및 진공 장비를 사용하며 연간 250만~270만톤의 원유를 처리한다. 전기탈염, 초기증류탑, 대기탑, 진공탑, 대기가열로, 진공가열로 구성되어 있습니다. 이는 용광로, 제품 증류 및 자체 생성 증기 시스템으로 구성됩니다. 이 장치는 적격 가솔린, 항공 등유, 램프 등유 및 디젤을 생산할 뿐만 아니라 접촉 분해 원료, 산화 아스팔트 원료 및 잔류유도 생산합니다. 연료윤활유 정제소에서는 윤활유 베이스 오일도 생산해야 합니다. 각 정유소마다 사용하는 원유의 종류가 다르며, 원유의 종류가 변경되면 생산 계획도 변경되어야 합니다. 연료 윤활유 식 대기 및 진공 장치의 공정 흐름은 다음과 같습니다. 원유가 탱크 영역에서 대기 및 진공 장치로 보내질 때 온도는 일반적으로 약 30°C이며 열교환기로 보내져 원유 펌프를 통한 열 교환. 열 교환 후 원유의 온도가 110°C에 도달하면 전기 담수화 탱크로 들어가 1차 담수화 및 2차 담수화를 수행합니다. 담수화 후 열교환을 통해 약 220°C까지 가열된 후 1차 증류탑으로 들어가 증류됩니다. 초기 증류탑 하부의 원유는 펌프에 의해 양방향으로 열교환기로 보내져 약 290°C까지 열교환됩니다. 2가지 방식으로 대기압 가열로로 보내져 약 370°C로 가열된 후 대기압탑으로 유입됩니다. 대기압탑 상단에서 휘발유가 증류되고, 첫 번째 사이드 라인(제1 라인이라 함)에서 등유가 증류되고, 두 번째 사이드 라인(제2 라인이라고도 함)에서 경유가 생산되며, 윤활유나 촉매는 세 번째 사이드 라인에서 생산되고, 촉매 물질은 네 번째 사이드 라인에서 생산됩니다. 상압탑 하부의 중유는 상압 가열로로 펌핑되어 390°C로 가열된 후 진공탑으로 보내져 진공증류됩니다. 1라인과 2라인을 줄여 윤활제나 압박재를 생산하고, 3, 4라인을 줄여 윤활유를 생산한다.
2. 프로세스 소개
1. 원유 열교환 시스템
원유는 정압에 의해 오일 탱크에서 원유 펌프 입구로 보내집니다. 원유 펌프 입구 앞의 필터에는 전기식 담수화 효과를 보장하는 데 유용한 항유화제와 물이 주입되고 펌프에 의해 전기식 담수화 탱크로 이송되어 담수화 및 탈수가 수행됩니다.
전기탈염조 내 12,000~24,000V의 고전압 교류에 의해 발생하는 전계력과 항유화제의 작용으로 작은 물방울이 큰 물방울로 뭉쳐져 원유로부터 분리 분리됩니다. . 원유에 함유된 염의 대부분은 물에 용해되기 때문에 탈수에는 담수화가 포함됩니다.
원유가 전기 탈염 탱크에서 나온 후 공급물은 계속해서 오일과 열교환을 하여 대기탑 31층으로 들어갑니다.
2. 초기 증류 시스템
탈염을 통해 탈수된 원유는 215~230°C로 열을 교환하고 초기 증류탑으로 들어갑니다. 초기 증류점이 -130°C인 분획물은 탑 꼭대기에서 증류됩니다. 응축 및 냉각 후 일부는 탑상부에서 환류용으로 사용되며, 나머지 일부는 개질 원료 이상으로 인출됩니다. 이니셜 탑 오일(Initial Top Oil)이라고도 알려진 중질 휘발유.
3. 상압 시스템
1차 증류탑 하부의 원유는 상압 가열로에서 350~365°C로 가열된 후 상압 분별탑으로 유입됩니다. 냉각 환류는 타워 상단으로 구동되어 타워 상단의 온도를 90~110°C로 제어합니다. 온도는 탑 꼭대기부터 공급부까지 점차 상승합니다. 유분의 끓는점 범위가 서로 다른 점을 이용하여 휘발유는 탑 꼭대기에서 증기로 배출되고, 등유, 경유, 중질유는 1차 사이드라인, 2차 사이드라인, 1차 사이드라인에서 증기로 배출됩니다. 각각 세 번째 사이드 라인. 이러한 측면 분획은 일반 압력 탈거탑에서 과열 증기를 사용하여 경질 성분으로 추출된 후 열의 일부가 열 교환을 통해 회수된 후 각각 특정 온도로 냉각되어 장치로 보내집니다. 탑 바닥의 온도는 약 350°C입니다. 탑 하부에 있는 미증화 중유는 열수증기로 경질 성분을 추출한 후 진공탑의 공급유로 사용됩니다. 탑의 높이를 따라 탑의 각 부분의 증기 및 액체 부하를 비교적 균일하게 만들고 환류열을 최대한 활용하기 위해 일반적으로 2-3 개의 중간 순환 환류가 측면 추출 포트 사이에 삽입됩니다. 탑.
4. 감압 시스템
일반 압력탑 바닥의 중유는 진공 가열로로 펌핑되어 390-400°C로 가열된 후 진공 분별탑으로 들어갑니다. 탑 꼭대기에서 제품이 나오지 않습니다. 분리된 비응축성 가스를 응축 및 냉각한 후 일반적으로 비응축성 가스를 2단 증기 이젝터로 추출하여 타워 내 잔류 압력을 1.33~2.66kPa로 유지하여 오일이 완전히 배출되도록 합니다. 감압하에 흡수됩니다. 밖으로 증기. 타워 측에서는 첫 번째 및 두 번째 측면 라인에서 서로 다른 중량의 윤활유 유분 또는 분해된 공급유가 추출됩니다. 가스에 의해 제거되고 열교환에 의해 냉각된 후, 그 중 일부는 순환 및 환류를 위해 탑으로 반환될 수 있고, 일부는 장치 밖으로 보내질 수 있습니다. 타워 바닥의 진공 잔류물도 과열 증기에 불어 넣어 가벼운 성분을 추출합니다. 추출율을 높인 후 펌프로 추출합니다. 열 교환 및 냉각 후 장치에서 배출됩니다. 자가용 연료나 상업용 연료유, 아스팔트 원료로 사용할 수 있습니다. 또는 무거운 윤활유와 아스팔트를 추가로 생산하기 위한 프로판 탈아스팔트 장치용 공급원료입니다.
3. 일반 및 진공 장치의 주요 제어 회로
원유 증류는 지속적인 생산 공정입니다. 연간 250만 톤의 원유를 처리하는 대기 및 진공 장치에는 일반적으로 130~150개의 제어 루프가 있습니다. 몇 가지 일반적인 제어 루프가 아래에 소개되어 있습니다.
1. 감압로
감압로 내부의 0.7MPa 증기의 압력은 별도의 범위에서 제어됩니다. 감압로 내 0.7MPa 증기의 압력은 1.1MPa 증기를 보충하거나 배기가스를 0.4MPa 배기관 네트워크로 배출하여 조정됩니다. DCS를 사용하여 0.7MPa 증기압력을 제어하면 DCS 기능 모듈을 통해 계산 및 판단되어 증기압력의 분할 범위 제어가 달성됩니다. 0.7MPa 증기 압력 감지 신호는 기능 블록 조절기로 전송되어 4-12mA 세그먼트를 출력하여 1.1MPa 증기 입구 파이프 네트워크 조절 밸브를 조정하고 12-20mA 세그먼트를 출력하여 0.4MPa 고갈된 가스 파이프 네트워크를 조절합니다. 조절 밸브. 이는 실제로 0.7MPa의 안정적인 증기압을 유지하기 위해 분할 범위 조정을 달성하기 위한 기존 장비의 하드 범위 분할 방식을 기반으로 합니다.
2. 정상압력탑과 감압탑 중간부분의 환류열부하 제어
중간 단계 환류의 주요 기능은 타워의 열 부하 일부를 제거하는 것입니다. 중간부 환류의 열부하는 열교환기에 의해 중간부 환류가 냉각되기 전과 후의 온도차, 중간부 환류량 및 비열의 곱입니다. 리플로우 유량은 중간 부분의 리플로우 열부하 크기에 따라 결정됩니다. 중간 섹션 복귀 흐름은 보조 루프의 중간 경로이며, 중간 섹션 열 부하는 중간 섹션 복귀 흐름을 계단식으로 연결하여 계단식 조절 루프를 형성하는 데 사용됩니다. DCS 계산기 기능 블록은 냉각 전후의 온도차를 계산하고 열부하를 계산하는 데 사용됩니다. 주회로 열부하 주어진 값은 작업자 또는 호스트 컴퓨터에 의해 지정됩니다.
3. 가열로 열효율 제어 향상
가열로의 열효율을 높이고 에너지를 절약하기 위해 가열로에 유입되는 공기를 예열하고 배가스의 온도를 낮추며 과잉 공기 계수를 제어하는 등의 방법이 채택되었습니다. 일반적으로 가열로 제어는 연소가스를 가열 캐리어로 사용하여 노에 유입되는 공기를 예열합니다. 로 압력을 정상으로 제어함으로써 열효율이 보장되고 가열로의 안전한 작동이 보장됩니다.
4. 노 압력 제어
상압로와 감압로의 복사대류실에 미차압계를 설치하여 로의 부압을 측정합니다. 롱 스트로크 액츄에이터는 커넥팅 로드를 통해 배기가스 배플의 개방을 조정하는 데 사용됩니다. 퍼니스의 정상적인 압력을 유지하십시오.
5. 배가스의 산소 함량 제어
일반적으로 배기가스의 산소 함량을 측정하기 위해 지르코니아 분석기가 사용됩니다. 산소 함량은 송풍기 입구 배플의 개방과 노에 유입되는 공기의 양을 제어하여 최상의 과잉 공기 계수를 달성하고 가열로의 열 효율을 향상시키는 데 사용됩니다.
6. 가열로 출구 온도 조절
가열로 출구 온도 제어에는 두 가지 기술 솔루션이 있으며, 이는 가열로 프로세스 화면의 스위치(또는 소프트 스위치)를 통해 전환됩니다. 하나는 연료유 및 연료가스 유량과 연계하여 전체 출구온도를 제어하는 것이고, 다른 하나는 가열로의 열흡수량과 열공급량 사이의 균형을 조절하는 것이다. 발열량 밸런스 제어는 발열량을 계산하기 위해 많은 계산기 기능 블록을 사용해야 하며 동시에 발열량 제어 PID 기능 블록을 사용해야 합니다. 주어진 값은 공급 유량, 비열, 공급 출구 온도 및 가열로 입구 온도의 차이, 즉 흡열 값의 곱입니다. 측정값은 연료유와 연료가스의 발열량, 즉 발열량이다. 발열량 균형 제어는 에너지 소비를 줄이고 원활하게 작동하며 노 출구 온도를 보다 효과적으로 제어할 수 있습니다. 시스템의 개발 및 구현은 DCS 내의 계측 기능을 완전히 활용합니다.
7. 일반 압력탑 디커플링 제어
대기타워에는 4개의 측면선이 있습니다. 사이드 라인의 추출량 변화는 추출 트레이 아래의 내부 환류를 변경하여 사이드 라인 아래 각 사이드 라인의 제품 품질에 영향을 미칩니다. 일반적으로 일반 1차 초기 증류점, 일반 2차 건조점(90% 건조점), 일반 3차 점도를 작업 시 품질 지표로 사용할 수 있습니다. 경유 수율을 향상시키고 각 사이드 라인의 제품 품질을 보장하며 각 사이드 라인의 상호 영향을 극복하기 위해 대기 타워 사이드 라인의 디커플링 제어가 채택됩니다. 일정한 2차 라인의 인출량을 예로 들면, 2차 라인의 일정한 인출량은 2차 라인의 인출량에 의해 제어될 수도 있고, 디커플링 방식에 의해 제어되고 공정 화면 스위치에 의해 전환될 수도 있습니다. 디커플링 방법은 일정한 2차 라인 건조점 제어 기능 블록의 출력에 원유 공급량의 지연을 곱한 값을 일정한 2차 라인 추출 흐름 기능 블록의 주어진 값으로 사용합니다. 측정값은 사이드 라인 유량, 일반 라인 유량 지연 값, 일반 탑 증류유량 지연 값의 합입니다.
지연 기능 블록은 구성 시 사용되며, 지연 시상수는 실험을 통해 결정됩니다. 이러한 하향식 건점 디커플링 제어 방식은 이 사이드 라인의 유량을 변화시킬 뿐만 아니라 다음 사이드 라인의 유량도 조절함으로써 각 사이드 라인의 제품 품질을 안정화시킵니다. 분리된 제어는 또한 원유 흐름의 피드포워드를 추가하여 원활한 작동, 장애 극복 및 품질 보장에 중요한 역할을 합니다.
4. 프로젝트 스크린샷
