催化裂化装置反应再生部分控制系统设计
摘 要
催化裂化是一项重要的炼油工艺，其总加工能力已列各种转化工艺的前茅，其技术复杂程度也位居各类炼油工业中占有举足轻重的作用，是炼油厂中提高原油加工深度、生产高辛烷值汽油、柴油和液化气的最重要的一种重油轻质化工艺过程，也是炼油化工企业的主要产品来源和后续精制装置的原料来源。。
本论文叙述了催化裂化装置反应再生部分控制系统的整体设计及工艺介绍，具体从装置的工艺原理、工艺流程、生产控制指标、工艺分析指标和产品及其质量指标几个方面组成，催化裂化工艺的核心—反应-再生部分的旋风分离器，空气分离器等组成。我国原油大多为低硫石蜡基或石蜡中间基，硫含量较低，裂化性能较好，其减压馏分油和重油比较适合催化裂化工艺，因此催化裂化在工业生产中占有重要的地位对催化裂化反应再生系统以及仪表进行介绍即完成对上述几种工艺的控制，确保装置安稳长满优运转，达到预想工艺要求。
本论文针对催化裂化装置中反应再生、分馏和吸收稳定等三个部分进行控制，它是一个非线性、大干扰分布参数和大时滞的复杂系统，重点介绍催化裂化装置的反应再生部分的工艺流程及温度，压力，密度料位等参数等进行初步的设计。包括了解工艺过程，控制方案选择及论证，仪表选型，绘制控制方案流图，控制系统投资概率等方面内容，使该控制系统符合制工程设计的基本要求，基本满足生产过程需要，能够安全有效地投入生产且运行良好，能够提高经济效益。 关键词：催化裂化；反应-再生；蒸馏；分馏；催化剂
The Satalyst Splits to Masquerade to Place to Respond
Reborn Parts of Control System to Design
Abstract
Catalyst crack's turning is an important xylene craft, its total process capability already row before various conversion technical Mao, its technique complicated degree also the potential reside to occupy a prominent action in each kind of xylene industry, The most important kind of heavy oil that raises the crude oil transform depth, capacity high octane value petrol, diesel and gasol in the oil refinery light guilder chemical engineering skill process, is also refine oil the staple products source of the chemical engineering business and the raw material source of the follow-up refined device. The our country crude oil is mostly low sulfur paraffin wax radicle or paraffin wax medium radicle, the sulfur contents is lower, crack turn performance better, its pressure reduction Liu deci the oil and heavy oil relatively suit a catalyst crack chemical engineering skill, therefore the catalyst crack turns in the industrial production to occupy an important stance.
This text described a catalyst to split masquerade to place the overall design of responding reborn parts of control systems, from device of craft priniple, process flow, production control beacon and craft analysis beacon and product and it mass beacon a few aspects carry on introduction and concretely introduce catalyst crack to turn related up, crack-reaction-regenerate fraction and device progress introduction.Turn to respond
that reborn system and meter carries on introduction and treatise to the catalyst crack.
Regenerate, divide Liu and absorption to stabilize...etc. to be three to is part of to constitute, it is a nonlinear, change, strong coupling, big jam rayleing distribution rayleigh parameter and big the complicated system , The catalyst splits masquerades to place to press the craft priniple to dividing can is divided into regard chemical reaction as principle of reaction reborn fraction with with distil, the absorption compromise absorb physical process of etc. for lord of deci Liu and stabilization two fractions. On the Zong say, respond regenerate fraction again can is divided into the catalyst crack under the heat to turn reaction oil article fraction and take being burned as main of catalyst activity regenerate fraction.
Key word:The catalyst crack turns;Reaction-regenerate;Distil;Divide ;Catalyst
目 录
摘 要 . ............................................................................................................................... I ABSTRACT . .................................................................................................................... II
第1章 前 言 ......................................................... 1
第2章 催化裂化工艺流程 .............................................. 3
2.1 工艺概述 ...................................................... 3
2.2 工艺组成 ...................................................... 5
2.2.1 反应-再生系统 ........................................... 5
2.2.2 分馏系统 ................................................ 6
2.2.3 吸收稳定系统 ............................................ 7
2.2.4反应—再生系统流程 . ...................................... 8
第3章 控制方案设计及论证 ........................................... 13
3.1 控制系统的控制目标 ........................................... 13
3.2 设计控制系统应遵循的原则 ..................................... 13
3.3 自动控制系统的基本方案 ....................................... 15
3.4 控制方案的设计及论证 ......................................... 16
3.4.1 加热炉控制 ............................................. 19
3.4.2 反应—再生系统工艺参数控制 ............................. 22
第4章 主要仪表及选型 ............................................... 27
4.1 仪表的选型 ................................................... 27
4.1.1 温度测量仪表 ........................................... 27
4.1.2 压力测量仪表 ........................................... 28
4.1.3 流量测量仪表 ........................................... 28
4.1.4 液位测量仪表 ........................................... 30
4.2 调节阀的选择 ................................................. 31
4.3 DCS 系统选型 ................................................. 32
4.4 系统概算 ..................................................... 34
第5章 总结 ......................................................... 35
参考文献 ............................................................ 36
谢 辞 ............................................................... 37
第1章 前言
石油炼制工艺的根本目的，一是提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品；二是增加品种，提高产品质量。然而，原油经过一次加工（即原油蒸馏）所能得到的轻质油产品只占原油的10％～40％，其余为重质馏分和残渣油，催化裂化是炼油工艺中最重要的一种二次加工工艺，也是最重要的重质油轻质化过程之一，在炼油工业生产中占有十分重要的作用。
催化裂化过程投资较少、操作费用较低、原料适应性强，轻质产品收率高，技术较成熟，是目前炼油厂利润的主要来源。催化裂化过程是使原料在有催化剂存在下，在470～530°C的温度和0.1～0.3MPa 的压力条件下，发生一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭过程。催化裂化的原料一般是重质馏分油，例如减压馏分油（减压蜡油）和焦化馏分油等；随着催化裂化技术和催化剂工艺的不断发展，进一步扩大了催化裂化原料范围，部分或全部渣油也可作为催化原料。
催化裂化过程的特点如下。
(1)催化裂化是复杂的并行—顺序反应，裂化反应的产物范围宽，因此，反应深度对各产品率分配有重要的影响，为此，必须控制适当的催化裂化过程的转化深度。
(2)催化裂化反应在催化剂条件下进行，由于催化剂活性受到积炭影响，因此，要使反应和再生交替进行。裂化反应是吸热反应，催化剂再生是放热反应，因此温度控制十分重要。
(3)催化裂化反应过程中有很多过程变量无法检测，例如，烧焦率、催化剂循
环量、催化裂化体积转化率、再生器表线速度、油剂比等，因此，要采用软测量的方法对这些过程变量进行检测和控制。
催化裂化过程通常由反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定等三部分组成。反应—再生系统是催化裂化过程中最重要的部分。其反应机理和工艺动态过程复杂，要使反应—再生系统参数中所有被控变量处于受控状态，某些重要操纵变量又能处于其理想的经济目标，是过程控制必须解决的问题。
本文主要论述了催化裂化及反应再生控制方案，是根据物料平衡和质量; 平衡的原则, 以平稳操作和保证质量为目标，通过采用单回路控制和串级控制来确定控制方案。运用所学的相关专业课程知识，如过程控制工程，测控仪表及装置，DCS 及现场总线，可编程控制器，计算机控制技术等，完成自动控制系统的初步设计，包括了解工艺过程，控制方案选择及论证，仪表选型，绘制控制方案流图，控制系统投资概率等方面内容，使该控制系统符合自动控制工程设计的基本要求，基本满足生产过程需要，能够安全有效地投入生产且运行良好，能够提高经济效益。
第2章 催化裂化工艺流程
2.1 工艺概述
由常减压蒸馏（一次加工）所得到的馏分油（直镏产品）在数量、品种和质量上远不能满足国防、工农业生产和人民生活的广泛需要，必须对这些馏分油进一步加工，常减压蒸馏以后的各种加工过程称为二次加工。催化裂化是炼油工业中二次加工的重要过程之一。
催化裂化的主要作用是将重质油品转化成高质量的汽油，同时也生产柴油，为发展石油化工提供更多的含烯烃的催化裂化气体。
原料油经过催化裂化反应转化成汽油、柴油、气体等主要产品以及渣油、焦炭。气体可通过气体分馏为烷基化等提供原料，气体中丙烯、丁烯又是合成纤维、合成塑料、合成橡胶的原料。催化裂化汽油辛烷值可达80以上，是车用汽油的理想调合组分，催化裂化的柴油十六烷值较低，但其凝点也低，其中有含量高达40％～50％的芳烃，可抽提出来作宝贵的化工原料。又因催化裂化过程是在略高于常压下操作，设备结构简单，在加工非高含硫原油时就比加氢裂化过程具有更大的优越性。
在催化裂化三部分中，反应—再生系统是催化裂化过程中最重要的部分。其反应机理和工艺动态过程复杂，要使反应—再生系统参数中所有被控变量处于受控状态，某些重要操纵变量又能处于其理想的经济目标，是过程控制必须解决的问题。图2-1所示为分子筛提升管催化裂化装置的反应—再生系统控制流程。 原料经换热后于回炼油混合到250～279℃，再与来自分馏塔底350℃油浆混合进入筒式反应器的提升管下部，在提升管内，原料油与来自第二密相床的再生
催化剂（700℃左右）接触、迅速汽化并进行反应，生成的油气同催化剂一起向上流动。经提升管口快速分离进入沉降器，经三组旋风分离器分离油气和催化剂。油气在分馏塔进行产品分离，催化剂在汽提段经过蒸汽汽提，其中夹带的大部分油气被蒸汽汽提，经汽提后的待生催化剂进入烧焦罐下部。
图2-1 催化裂化反应-再生系统控制图
除图2-1所示控制系统外，还设置了约束控制，使部分控制成为卡边控制，保证设备安全。
1再生烟气氧含量控制 ○2再生滑阀开度控制 ○3烧焦罐温度控制 ○4主风机入○
5富气压缩机的控制 ○6再生器一级旋风分离器入口线速度控制。 口流量控制 ○
一些装置对重要的过程变量（例如催化剂循环量、剂油比等）采用软测量技术，
进行推断和估计，并应用于生产过程中，取得了良好的效果。
2.2 工艺组成
2.2.1 反应-再生系统
反应-再生系统是催化裂化装置的核心。该系统由反应和再生部分组成。反应
1在提升管下端设置预提升段，提升介质可用蒸汽或干气（或两者部分主要有：○
混合使用），主要目的是将再生器来的再生催化剂提升和加速，使其径向分布均匀，
2根据原料油、回炼油、为催化剂和原料充分接触和反应提供较为理想的环境；○
油浆的性质，设置了多层进料喷嘴，选择适宜的喷嘴形式和进料位置，以改善雾
3增设了提升管温度控制系统，依靠调节催化剂化效果、提高目的的产品收率；○
循环量、原料预热温度、进料量使提升管中部多点温度可控，也可在提升管下部注入汽油、上部注入终止剂（汽油或除盐水等）控制提升管出口温度和反应时间；4在提升管出口安装油气快速分离系统，主要目的是使反应后的裂化油气与催化○
5设置了汽提剂快速分离，减少二次反应，油气应尽快离开沉降器进入分馏塔；○
段，沉降器旋风分离器回收下来的催化剂，在汽提段用过热蒸汽将其中夹带的油
6增设了金属钝化剂注入设施，根据原料中重金属的气置换出来后进入再生器；○
种类和含量，选择适宜的钝化剂，防止催化剂中毒。
1再生器设有辅助燃烧室，用于开工时加热主风、再生器升温； 再生部分有：○
2再生器内设有主风分布器，实现合理布风，保证正常流化和催化剂再生效果；○3○
4增设内取热器再生器设有两级旋风分离器，用于气固分离，降低催化剂损失；○
5设有催化剂装卸设施，或外取热器，取走再生烧焦过剩热量，控制再生温度；○
6部分装置设有CO 助燃用于开、停工装卸催化剂，控制适宜的催化剂平衡活性；○
剂加入系统，利用焦炭燃烧生成CO 的化学热，实现完全再生，防止再生器尾燃，降低装置能耗。
2.2.2 分馏系统
催化裂化分流系统主要由分馏塔、柴油汽提塔、回炼油罐以及塔顶油气冷凝冷却系统、各中段循环回流及产品的热量回收系统组成，其主要任务是将来自反应系统的高温油气脱过热后，根据各组分沸点的不同切割为富气、汽油、柴油、回炼油和油浆等馏分，通过工艺因素控制，保证各馏分质量合格；同时可利用分馏塔各循环回流中高温位热能作为稳定系统各重沸器的热源。部分装置还合理利用了分馏塔顶油气的低温位热源。
富气经压缩后与粗气油送到吸收稳定系统；柴油经碱洗或化学精制后作为调和组分或加氢改质的原料送出装置；回炼油和油浆可返回反应系统进行裂化，也可将全部或部分油浆冷却后送出装置。
分馏系统主要过程在分馏塔内进行，与一般精馏塔相比，催化裂化分馏塔具有如下技术特点。
1分馏塔进料是约500℃且带有催化剂粉尘的过热油气，故分馏塔不设提留 ○
段。在分馏塔内，油气首先通过脱过热段，变成饱和油气以利于产品的分馏。为避免塔盘结焦堵塞，一般在油气脱过热段设有8～10层人字挡板。从塔底抽出的油浆经换热、冷却后返回塔内和上升的油气逆流接触，使油气迅速冷却以便于分离，并把油气中夹带的催化剂粉末洗涤下来，防止污染侧线产品及塔盘堵塞。油浆固体含量可用油浆回炼或外排量来控制，塔底温度则用循环油浆流量和返塔温度进行控制。
2产品质量易于控制。分馏塔除塔顶粗汽油外，一般还有柴油、回炼油侧线 ○
馏分，塔底为油浆。这些馏分彼此之间设有富吸收油入口，主要回收吸收塔顶贫气带出的轻汽油组分。
为减少分馏系统压降，一般除分馏塔一中段外，都采用处理能力大、压降小的固舌形塔盘。
3分馏塔过热量大。一般设有4个循环回流以保证全塔热平衡，即油浆循环、 ○
二中循环回流（和/或回炼油循环）、一中循环回流和顶循环回流。从节能角度看，宜增大高温位的油浆循环和中段循环的取热量。
2.2.3 吸收稳定系统
吸收稳定系统主要包括吸收塔、解析塔、稳定塔和凝缩油罐、汽油碱洗沉降罐以及相应的冷换设备。
该系统的主要任务是将来自分馏系统的粗汽油和来自气压机的的压缩富气分离成干气、合格的稳定汽油和液态烃。一般控制液态烃。一般控制液态烃C 2以下组分不大于2％（体积）、C 5以上组分不大于1.5％（体积）。
工艺流程分单塔流程(吸收解吸合用一个塔) 和双塔流程（吸收解吸各用一个塔）。各设备的基本作用如下：
1吸收塔以粗汽油、稳定汽油作吸收剂，将气压机出口的压缩富气中的C 3、 ○C 4组分尽可能吸收下来，解析塔则是尽可能将脱乙烷烷气油中的C 2组分解吸出去。
2再吸收塔是以催化裂化柴油（或分馏塔中段循环回流或重汽油）作吸收剂， ○
把吸收塔顶的贫气中的C 3、C 4及汽油组分回收下来，富吸收油返回分馏塔。
3稳定塔是将脱乙烷汽油分离成质量合格的液化气和稳定汽油。 ○
2.2.4反应—再生系统流程
反应-再生系统主要包括新鲜进料预热系统、反映部分、再生部分、催化剂储存和输送部分、主风和再生烟气部分及其他辅助部分。
典型的高低并列式提升管重油催化裂化装置单器完全再生和再生器串联的反应-再生系统流程。
提升管反应器总进料一般包括新鲜进料、回炼油、回炼油浆（还包括急冷油、回来汽油等）。新鲜进料按其性质分为蜡油和渣油，按外供原料温度分为冷料和热料。
（1）新鲜进料预热流程 催化裂化装置因加工原料不同，原料预热温度相差大。对于蜡油催化裂化，原料预热温度350～380℃. 重油催化裂化因生焦量大、再生温度高、油剂比大，新鲜进料温度180～275℃。新设计或新改造的重油催化裂化装置多取消了原料加热炉，开工时通过油浆蒸发器倒引中压或低压蒸汽加热以提供原料升温脱水的热量。
冷料和热料经计量表、管道混合后进入原料缓冲罐，经原料油泵加压后与分馏部分的介质（一中回流、循环油浆等）换热，然后经原料流控制阀和进料喷嘴进入提升管反应器。
部分老装置有原料加热炉，新鲜原料与分流戒指换热后分几路进入原料加热炉对流段，为保证进炉流量相同，每路都设有流控阀。在其对流室出口与回炼油合流经加热炉辐射段加热到一定温度后进入反应器。原料预热温度由加热炉燃料气（或燃料油）流控阀自动控制。
（2）反应部分工艺流程 以往设计采用新鲜进料与回炼油混合进料，新新设
计或新改造的重油催化裂化多采用分段进料，将新鲜进料与回炼油分开。
提升管底部设有与提升蒸汽和提升蒸汽（或干气）。从再吸收来的部分脱前干气经流控阀和提升管底部的莲蓬式分布器进入提升管，与预热提升蒸汽等作提升介质，将从再生器来的约640～700℃的再生催化剂提升到进料位置。
提升管反应器进料由下而上依次为新鲜原料、回炼油、回炼油浆、急冷水（含硫污水或除盐水）和急冷油（可以是粗汽油、轻柴油）进料喷嘴。
新鲜原料分为几路，每路设有流量控制阀，每路再分为两支，每支路又加流量指示，保证各路进料流量均匀，然后经过相对的两个进料喷嘴进入提升管。雾化蒸汽控制方案与新鲜进料相同。
回炼油先分成两路，每路设有流量控制阀，每路再分为两支，每支路又加流量指示，保证各路进料流量均匀，然后经过相对的两个进料喷嘴进入提升管。雾化蒸汽约占回炼油量得5％（质量）。
从又将泵来的约350℃的部分油浆经流控阀和油浆进料喷嘴进入提升管，其雾化蒸汽上设有限流孔板。除盐水或从分馏含硫污水泵来的含硫污水经流控阀和急冷水喷嘴、经蒸汽雾化后进入提升管。从分馏部分来的急冷油经流控阀和急冷油喷嘴、经蒸汽雾化后进入提升管。
根据原料性质和产品质量、产品分布的要求，用再生单动滑阀自动控制提升管（或集气室）出口温度约480～510℃。
从沉降室顶旋风分离器和提升管出口快速分离器分离下来的催化剂进入汽提，与气提蒸汽蒸汽逆流接触，置换出的催化剂颗粒间和孔隙内的油气汇合进入沉降器顶旋风分离器。
沉降器汽提段料位由待生单动滑阀自动控制。根据生产要求，用流控阀控制汽提蒸汽流量。
重油催化裂化装置多使用金属钝化剂。金属钝化剂用计量泵从储罐中抽出，根据原料性质和平衡崔户籍污染情况，按一定比例与新鲜进料混合后进入提升管反应器。采用非水溶性的金属钝化剂，还需打入一定量的稀释柴油，以提高注入管线的线速度，防止管线堵塞。
（3）再生部分工艺流程 对于常规单段再生，来自沉降器汽提段得待生催化剂分布器进入再生器床层，与贫氧主风逆向接触，烧掉催化剂上大部分氢和部分碳，然后与主风分布器来的主风接触，烧焦后的再生催化剂经再生器底部的淹流管排出再生器。
夹带催化剂的再生烟气上升穿过催化剂床层料面进入设在稀相段的两极多组旋风分离器，绝大部分催化剂被分离下来返回催化剂床层。分离后的烟气经集气室排进再生烟道，经蒸汽过热器温度降到≤700℃，在经第三级旋风分离器（三级），将烟气含尘量降到≤250mg/m3大部分烟气进入烟气轮机（烟机）发电或带动主风机运行。烟机出口烟气与其旁路烟气汇合，经过余热锅炉，温度降到约180℃后排进大气。
再生压力在再生烟气全部进烟机时由烟机入口蝶阀控制；在再生烟气部分进烟机时由烟机旁路阀自动控制。
对重油催化裂化装置，再生器还设有内取热器和/或外取热器，可通过调节外取热器滑阀开度和/或流化风量控制外取热器取热量来调节再生温度。
对于重油催化裂化装置，再生器还设有内取热器和/或外取热器，可通过调节
外取热器滑阀开度和/或流化风量控制外取热器取热量来调节再升温度。
对于两个再生器串联的催化裂化装置，第一再生器（一再）为不完全再生。一再催化剂料位由半再生单动滑阀控制。一再半再生催化剂经半再生立管、半再生单动滑阀与从一再外取热器来的冷催化剂一并用增压风送到二再继续烧焦。二再再生催化剂经脱气罐和再生立罐、再生滑阀进入提升管反应器。
新的设计采用一再和二再集气室出口烟气在烟道中汇合，在补入适量的主风，使烟气中CO 完全燃烧，高温烟气经高温取热炉，温度降到不大于700℃，依次进入三旋、烟机、余热锅炉，最后排进大气。
二再压力控制与常规单段再生相同。一再与二再的压差根据压力平衡由一再出口双滑动阀自动控制。
再生器喷燃烧流程; 从封油泵来的柴油经过流控阀，从再生器密相四个燃烧油喷嘴进入再生器。根据喷油处的温度指示，可判断燃烧油是否喷着。
（4）主风和增压风流程 主风机出口主风一部分进增压机，经过加压后通过流控阀作外取热器和空气提升管用风。其余主风经过主风单向阻尼阀（与氧气混合）一部分经流控阀作再生器底部小分布环用风，其余经过辅助燃烧室一、二风次阀进入再生器，用于催化剂再生烧焦。
对于烧焦罐式的装置，主风机出口主风一部分经辅助燃烧室、主风分布器进入烧焦罐底部，其余少量主风直接进入第二密相床的分布器。
对于同轴式装置，主风机出口主风分别进入两密相段底部的分布器。
在主风中段时，主风自保动作，主风单向阻尼阀关闭，从该阀后向再生器通入事故蒸汽以维持再生器催化剂流化。同时原料自保动作，切断反应所有进料，
新鲜进料通过事故旁通线，可进入原料缓冲罐、回炼油罐、分馏塔底、油浆紧急放空线等，反应进料雾化蒸汽流控阀全开。
当增压风中断时，增压风自动保护作，增压风流控阀关闭，从该阀向空气提升管通入事故蒸汽以防止空气提升管堵塞。
第3章 控制方案设计及论证
3.1 控制系统的控制目标
石油馏分的催化裂化反应是一个气-固相的非均相催化反应，在反应器中，原料和产品是气相，而催化剂是固相，因此在催化剂表面进行裂化反应时，包括以下7个步骤：
1原料油分子由主气流扩散到催化剂表面； ○
2原料油分子沿催化剂微孔向催化剂的内部扩散； ○
3油气分子被催化剂内表面所吸附； ○
4油气分子在催化剂内表面进行化学反应； ○
5反应产物分子自催化剂内表面脱附； ○
6反应产物分子沿催化剂微孔向外扩散； ○
7反应产物分子扩散到主气流中去； ○
近年来许多中外企业增设了第二再生器，其主要控制目标为：
1处理残炭1％～5.5％（质量）的原料时，生焦率6％～7％（质量）○，不设取热设施；
2采用两个串联的再生器，两个再生器的烟气自成系统，第二再生器采用外○
旋；
3使用金属钝化和高效雾化进料喷嘴； ○
4使用采用超稳分子筛（USY ）催化剂； ○
3.2 设计控制系统应遵循的原则
以反应-再生系统为例，应用目的是平稳操作工艺、保证产品产量和质量。要
达到此目的就必须保证：
1单程转化率与总转化率：用新鲜的原料油加回炼油作为原料油来计算的转 ○
化率称为单程转化率，仅用新鲜原料油作为原料油来计算称为总转化率。
单程转化率=汽油+气体+焦炭×100％（重） 总进料
总转化率=汽油+气体+焦炭×100％（重） 新鲜原料
2藏量：在反应器或再生器经常保持的催化剂量称为藏量。一般指分布板以○
上的密相床层的催化剂重量；以吨表示。
3空速：每小时进入反应器的油量与反应器内催化剂藏量之比。如以重量为○
单位的称重量空速，如以体积为单位的称作体积空速。
4假反应时间：空速越大，原料油停留在催化剂上的时间越短，故用空速的○
倒数称假反应时间。但此值并不代表原料油在反应器内的真正反应时间，只是一个用于比较的相对数值。
假反应时间=1h 空速
5催化剂循环量:单位时间内进入反应器的再生催化剂量，以t/h表示。 ○
6油剂比：单位时间进入反应器的再生催化剂量（即催化剂循环量）与反应○
器进料量之比。常以C/O表示。
油剂比=催化剂循环量（t /h ) 总进料量（t /h )
3.3 自动控制系统的基本方案
在讨论催化裂化及反应再生基本控制方案中，大多数采用的是单回路控制系统。但也有串级控制系统。下面就简单概述一下这些控制系统：
（1）单回路控制系统
单回路控制系统是由被控对象、一个测量元件及变送器、一个控制器和一个执行器所组成的单回路负反馈控制系统。它是最基本、最常见、应用最广泛的控制系统，结构简单，易于实现，适应性强。
（2）串级控制系统
一个控制器的输出用来改变另一个控制器的设定值，这样连接起来的两个控制器称作是串级控制，两个控制器都有各自的测量输入。但只有主控制器具有自己独立的设定值。副控制器输出信号送给被控过程的执行器，这样组成的系统称为串级控制系统。它主要用于对象惯性滞后打，对象具有较大的纯滞后和严重的非线性以及干扰幅值大且频繁等场合，其优点：
①由于副回路的快速作用，发生于副回路的扰动在影响变量之前即可由副控制器予以校正。
②副对象的相位滞后，由于构成了副回路而显著减小，从而改善了回路的相应速度。这对克服进入主副回路的扰动都是有利的。
③串级系统对副对象及控制阀的变化具有较好的鲁棒性。
④当副变量为流量时，副回路可以按照主回路的需要对质量流和能量流实施精确的控制。
（3）双重控制系统
一个被控变量采用两个或两个以上的操纵变量进行控制的控制系统称为双重或多重控制系统。这类控制系统采用不止一个控制器，其中，一个控制器输出作为另一个控制器的测量信号。
系统操纵变量的选择需从操作优化的要求综合考虑。它即要考虑工艺的合理和经济，又要考虑控制性能的快速性。而两者又常常在一个生产过程中同时存在。双重控制系统是综合这些操纵变量的各自优点，克服各自弱点进行优化控制的。
双重控制系统增加了副回路，与由主控制器、副控制器和慢对象组成的慢响应的单回路控制系统比较，有以下特点。
1增加开环零点，改善控制品质，提高系统稳定性。 ○
2提高双重控制系统的工作频率。 ○
3动静结合，快慢结合，急则治标，缓则治本。 ○
3.4 控制方案的设计及论证
控制设计
对于催化裂化反应及再生控制，我认为应需从三个方面来考虑设置必要的控制系统:
1物料平衡控制 ○
所谓物料平衡主要是指进入和排出反应-再生系统的个种物料的平衡，如原料与产品、单程转化率与回炼油比、烧焦与生焦、供氧与需氧、催化剂的损失与补充、气体产量和气压机能力的平衡等。
2 反应热平衡控制 ○
热平衡是指反应需热和供热的平衡，反应所需热量的提供主要是再生器烧焦
放出的热量通过催化剂循环传递到反应器，因此反应器和再生器应保持需热和供热的平衡，才能保持一定的反应温度和再升温度。
反应温度和再生温度的确定分别是根据原料油性质、生成方案、对转化率的要求和烧焦放速度及再生形式的要求确定的，操作中往往控制反应温度。再升温度和再生器热平衡的结果。
3约束条件控制 ○
为保证反应再生系统的正常、安全操作，必须使某些操作参数限制在约束条件之内。催化裂化反应再生装置约束条件为工艺能否达到使结焦的催化剂恢复到催化反应要求的活性标准。直接的判别标准是再生催化剂含碳量，间接的标准则是催化剂的平衡活性。
不同类型的催化剂对反应再生催化剂的含量的要求相差很大。如今广泛使用沸石催化剂要求C R 值进一步降到0.05％～0.1％，以适应催化剂本身活性降低的条
件。考虑到不少工业催化剂在730℃以上的水热稳定性差，如果要求C R 不大于
0.05％，一般要采用特殊的待生剂进入方式和分配结构或者两段再生工艺，让少部分的催化剂藏量处在第二段的高温下（该段烟气中水蒸气量少，水热失活相对减轻），第二段烧炭强度虽较低，但可以从第一段的高的烧炭强度得到补偿。循环床再生工艺C R 值一般为0.1％左右，这时快速床出口温度700℃. 如果提高温度，
或者降低平均烧炭强度，可以得到更低的C R 。
反应再生器内催化剂量占装置的系统总藏量的70％以上，温度高达700℃以上，水蒸气分压在20～30Kpa ，这样的条件促使催化剂的失活，可以认为反应-再生系统催化剂的永久失活主要取决于再生器的工艺条件。对于单段再生这个温度
上限约为730℃，对于两段再生的第二段温度可适当提高。当加工高金属渣油时，为了保持平衡剂上的重金属含量二允许较高的置换率，因而平衡活性也较高，为此考虑使用含重金属不高的商品平衡剂进行置换，保持适当的平衡活性。
控制方案的设计及论证
不同催化裂化类型的主要差别在于不同类型的反应-再生部分，下面介绍两种反应-再生系统的控制方案。
1密相床流化催化裂化：原料油由原料油泵生压后，顺序通过一系列换热器，○
分别与分馏塔顶循环回流、中段回流、轻、重柴油、塔底油浆换热，然后与回炼油和并进入加热炉加热到300～400℃，由加热炉出来的原料油、回炼油与分馏塔塔底出来的部分回炼油浆混合组成反应总进料经过若干喷嘴，用雾化蒸汽喷入反应器稀相提升管，在其中与来自再生器的高温催化剂（580～600℃）接触，随即汽化并进行反应，油气在稀相提升管内的停留时很短，约20％～30％的反应在此进行，经过部分反应的油气和催化剂混合物进入进料弯管，并通过分布板再进入反应器的密相床层内继续反应，大部分反应在密相床中完成。
2提升管流化催化裂化：新鲜原料和回炼油在加热炉入口汇合，经加热炉加○
热至360～400℃，然后喷入提升管底部与高温再生催化剂相遇，立即全部气化，并高速通过提升管反应器，反应温度为470～510℃，反应时间为3～4s 。提升管下部不同高度设两个以上的进料点，以控制原料不同的停留时间，反应后的汽油经顶部伞帽快速分离，迅速分离出大部分催化剂，油气与其携带的少量催化剂经两级旋风分离器，在此分出部分催化剂后，经集气室排出，进入分馏塔。下面我就分别讨论及论证各种控制方案：
3.4.1 加热炉控制
1.加热炉温度控制
加热炉是利用燃料在炉膛内燃烧产生的容量，在炉内炉管中通过的物料加热至下游工艺工程所需的温度，很好的满足下游工艺过程对工艺介质工艺的要求。炉温的波动，将给下游装置的平稳操作带来不利影响，进而影响到成品的质量和收率，因此，温度控制是加热炉操作的关键，而工艺介质炉出口温度的控制是加热炉操作的目的和控制的核心。
1) 炉出口温度
炉出口温度是指被加热介质流出加热炉时的温度，它包括各分支温度，总出口温度及被加热其他介质的出口温度。其温度的高低取决于后续工艺过程的要求和被加热介质的性质，以及炉管的材质等，加热炉总出口温度的高低决定了被加热物料的汽化率、裂解率和转化率等，是加热炉控制的总目标。炉出口分支温度是该分支介质在炉管内的受热情况和介质流量的综合反应，炉出口温度的稳定与否直接影响后续工艺过程的操作、成品的性质和成品的收率。因此，被加热介质的炉出口温度，是加热炉日常操作中最重要的控制参数一般要求其变化范围在1～-1℃之间。
加热炉炉出口温度控制一般都采用窜级调节系统，窜级调节的负控制回路能及时测量到来自燃料波动的干扰，并对此加以控制，缩短了反馈和调节的通道，为炉出口温度的控制创造了有利条件，对于主回路的干扰，负控制回路虽然不能直接进行调节，但由于负控制回路能及时测量到燃料的干扰，并快速进行消除，加快了调节过程，减少了动态偏差。
2) 炉膛温度
炉膛温度又称火墙温度，是指烟气离开辐射室进入对流室的温度，它表征; 炉膛内烟气温度的高低，是加热炉操作中的重要控制指标。炉膛温度是加热炉负荷的反应，提高炉膛温度能够提高加热炉的辐射传热强度，但过高的炉膛温度，不仅容易引起管内介质的结焦，而且容易烧坏炉管、炉板等，不利于加热炉的长周期的安全运行，除烃裂解炉、烃蒸汽转化炉外其他管式加热炉都把该温度控制在大约850℃以下。
为保证对路体温度的准确测量，热偶等测量元件应安装在烟气流动、火焰扑不到的位置。为避免水平安装的热偶受热变形，一般要求插入炉内的最大悬臂长度600mm ，热偶套管要选用耐热、抗酸氧化材质。
2. 加热炉压力控制
在加热炉操作和管理中，压力的控制，不仅关系着加热炉平稳运行，而且液关系加热炉长周期安全运行，它包括对炉膛压力、燃料压力、雾化蒸汽压力的监控。为保证加热炉长期、平稳、高效、安全运行，各个企业常常把这些压力参数作为加热炉的工艺控制指标，在日常的操作和维护中严格加以执行[6]。
1) 炉膛压力
无论是对自然通风还是加强通风加热炉炉膛压力都是加热炉操作中主要控制参数，它不止是关系着燃料的燃烧状况、加热炉操作的优化、热效率的提高、而且还影响加热炉的安全运行，一般把炉膛压力控制在-2mm H2O(对流室下方) ，同时还要兼顾火焰燃烧状况，以保证燃料的充分燃烧。
炉膛负压是指炉内压力与炉外同标高处大气压力之差。它的炉膛抽力大小的
反应，加热炉负荷，烟道挡板开度、烟囱高度、引风机运行情况、引风机入口蝶阀开度都影响着炉膛开度的大小。炉膛负压不足将会造成空气如炉困难，烟气不能及时排出，燃烧不能正常进行，使烟气和火焰从点火孔，看火窗等缝隙处喷出，严重时将造成炉膛回火爆炸。炉膛负压过的将会造成加热炉漏风量增大，大量空气进入炉内，这不仅会造成炉管的加速氧化剥皮，而且还会造成加热炉热效率的降低。因此，加热炉必须在事宜的负压下进行。
自然通风的加热炉，一般是通过调节烟道挡板的开度来调节炉膛负压的，对强制通风的加热炉是通过调节引风机入口蝶阀的开度来控制炉膛负压的，对采用变频器的引风机电机，炉膛负压的控制是通过调节电机的转数来实现的。为检测炉膛负压，一般要在辐射室、对流段、烟囱设置导压管，利用一台微差压变送器进行负压测量，远传至主控室进行监控。
2) 燃料器压力
燃料器压力也是加热炉日常操作中的工艺控制指标，不同的企业该指标的控制高低不同，一般必须满足燃烧器对最低燃料压力的要求，对于纯烧燃料器的加热炉，燃料的压力还必须满足被加热介质对所需要求，燃料器压力也不易控制过高，过高的压力不利于燃料系统设备的安全运行，同时还容易引起喷嘴脱火或灭火，不利于加热炉的安全运行。
在日常操作中燃料的压力必须维持平稳。因为燃料是为被加热介质提供热源的，压力的变化将引燃料质量的变化，引起燃料供热的改变，进一步影响到被加热介质炉出口温度的稳定，给加热炉的平稳运行带来了困难。燃料系统的压力一般通过压控阀来调节，系统压力高，该阀开启向低压系统排放，否则，该阀开启，
自低压系统倒补燃料气，以维持燃料气系统压力的稳定，如图3-2所示。
图3-2 加热炉综合控制（进料流量、炉底压力、炉出口温度）
3.4.2 反应—再生系统工艺参数控制
反应再生温度控制
一般通过调节两器催化剂循环量和/或反应进料温度控制反应温度。
1. 调节催化剂的循环量。同轴式催化裂化利用再生塞阀（或再生滑阀）控制催化剂的循环量。高低并列式催化裂化和前置烧焦罐式催化裂化利用再生滑阀控制催化剂的循环量。图3-2加热炉综合控制（进料流量、炉底压力、炉出口温度）
2. 有原料加热炉的装置用炉出口温度控制反应进料温度。无原料加热炉的装置主要控制原料与循环油浆换热后的温度。
3. 反应温度一般用提升管出口温度表征。对于采用VQS 、VSS 或VDS
等直连式
分离系统的装置一般控制沉降器集气室出口温度。如果该控制点温度失灵，应立即用距该温度测点最近的温度点控制反应深度。对于MIP 装置，一般控制第一反应区出口温度。
(1) 反应-再生器藏量
对于提升管催化裂化装置，一般用待生滑阀（或待生塞阀）控制反应器藏量。为了减少有害的二次反应，裂化汽油在提升管出口与催化剂快速分离，沉降器催化剂料位一般不超过汽提段。只有当顶旋料腿翼阀故障时，才有可能提高料位埋住翼阀操作。
正常开工时，在提升进油前，再升温度一般由辅助燃烧室瓦斯流量和/或再生器喷燃烧油量控制。
对于蜡油催化裂化，正常生产时当反应生焦不足以维持两器热平衡时，一般用再生器喷燃烧油控制再升温度。
对于重油催化裂化，正常生产时，有外取热器的装置，一般调节外取热器的装置，一般调节外取热量控制再升温度；无取热设施装置，可调整反应进料量或进料性质控制再生温度。采用两段再生的装置，可调整反应进料量或进料性质控制再升温度。采用两段再生的装置，可调整一、二段烧焦比例，控制再升温度。
在其他相同条件下，提高再生温度，反应-再生系统催化剂循环量减小，催化剂再生烧焦效果改善。对于重油催化裂化装置，采用两段再生，一段再生温度较低，二段再升温度较高（一般在700℃左右）；采用单器再生，为避免催化剂高温水热失活，再升温度一般不大于670℃。
(2) 反应—再生两器压力
反应压力一般指沉降器顶部的压力。对于采用VQS 、VSS 等直联式分离系统的装置，是指沉降器集气室内的压力。
正常生产时，一般用气压机入口压力自动调节气压转速或气压机反飞动流量控制反应压力。
当发生原料严重带水、反应进料流控阀失灵全开造成进料量突增或气压机停运等情况时，反应压力超高，可及时用气压机入口放火炬阀控制压力，避免憋跳分馏塔顶安全阀。
再生压力可采用再生压力单参数控制或反应-再生两器差压控制。
对于采用单器再生的催化裂化装置，有烟气轮机（烟机）的装置，可用烟机入口蝶阀或烟机旁路分程控制再生压力。没有烟机的装置一般用双动滑阀控制再生压力。
对于两个再生器串联再生的装置，一般用一再出口双动滑发控制一再和二再差压。采用一再和二再出口烟气合流的装置，二再压力控制与单器再生装置相同。采用一再和二再出口烟气分流的装置，如一再烟气先进烟气，然后经CO 焚烧炉烧掉烟气中的CO 后再与二再烟气合流，再生压力控制与单器再生装置不同。
当主风机突停、再生器辅助燃烧室一次风阀（和二次风阀）失灵关闭或再生压力控制阀失灵全开，将造成再生压力突降，处理不当会造成催化剂中断循环，待生催化剂严重带油。外取热器和/或内取热器爆管或再生压力控制阀失灵全关，将造成再生压力突降，甚至造成主风机飞动。应立即采取有效措施，防止恶性事故发生。
(3) 再生器出口烟气氧含量
一般通过调节进入再生的主风流量（和/或氧气含量）控制再生器出口氧含量。 对于单器完全再生的催化裂化装置，一般加入CO 助燃剂，控制再生器出口氧含量1％～3％（体积）。
对于两个再生器串联再生的装置，一再不完全再生，二再高温再生，不使用CO 助燃剂。采用一再和二再出口烟气合流的装置，在混合烟道中再通入适量的主风，将烟气中的CO 烧掉，控制混合烟气中氧含量1％～3％（体积）。采用一再和二再出口烟气分流的装置，一再烟气中的CO 通过焚烧炉烧掉，二再出口烟气氧含量控制在1.5％（体积）左右。
(4) 沉降器汽提蒸汽量
沉降器汽提蒸汽量直接影响汽提效果和汽提段催化剂密度。汽提蒸汽量过小，汽提段催化剂密度>700Kg/m3, 可能会影响待生催化剂顺利送到再生器。汽提蒸汽量过大，会增大装置能耗，增加运行成本。
一般控制汽提蒸汽量约占催化剂循环量的0.35%（质量）。正常生产时，根据生产负荷线控制较大的气体蒸汽量，然后慢慢降低汽提蒸汽量，同时观察再生温度变化，直到再生温度有所提高时再适当增大汽提蒸汽量。
当仪表故障或反应供汽中断造成汽提蒸汽流量突降或中断时，应立即大幅度降量操作或酌情切断反应进料，避免发生催化剂死床，造成催化剂循环中断。
(5) 剂油比
剂油比是催化剂循环量与反应总进料的比值。提高油剂比，可增加与单位原料接触的催化剂活性中心，可提高反应转化率，气体和焦炭产率升高，在其他相同条件下，汽油辛烷值升高、烯烃含量降低。
加工高残炭、含氮量高的原料，应控制较大的剂油比。对于重油催化裂化，提高剂油比可弥补高温再生造成的催化剂的水热失活，以维持较高的催化剂动态活性。
提高剂油比，可采取如下方法：适当降低再生温度或进料预热温度、选择焦炭选择性好的催化裂化剂或焦剂维持较低的催化剂碳差。图3-1为催化裂化控制系统流程图。
图3-1 催化裂化反应-再生控制系统流程图
第4章 主要仪表及选型
4.1 仪表的选型
在石油加工过程中, 为了有效的进行生产操作和优化控制, 需要对工艺流程中的温度、压力、流量、液位、等基本工艺参数进行测量、调节, 这离不开各种仪表。
一个参数的调节过程是:
参数测量-显示-设定值对比-控制器-执行器-参数变化。测量仪表有温度仪表, 压力仪表, 流量仪表, 液位仪表等。
4.1.1 温度测量仪表
温度的测量我选择工业用装配式热电偶是由上海市大成自动化设备有限公司研制的作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从0℃～1800℃ 范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。它的价格是750 元。
由铁岭铁光仪表有限公司WZPJ1型一体化温度变送器是本公司研制的两线制现场式仪表，采用了先进的检测转换电路及高精度元器件，可将被测介质的温度转换成4-20mA 信号输出。价格是3600元。
负载电阻：24V 供电时，0-600Ω。
供电电源电压：12V-35V 。
使用环境温度：-25℃—85℃。
相对湿度：5～95％。
测量范围:热电偶：-50℃～1800℃。
4.1.2 压力测量仪表
压力表我选择由上海妙思特仪表有限公司MDll51型差压变送器它主要用于测量液体、气体或蒸汽的压力、差压、液位、真空度和流量等工业参数，并将其转换成4—20MADC 标准信号输出。它是以微处理器为核心的现场型压力仪表。它的价格是4200元。
4.1.3 流量测量仪表
流量计我选择由合肥精大仪表股份有限公司VAS 型插入式涡街流量计作为塔顶和一号塔的测量：
插入式涡街流量计是应用卡门涡街原理设计制造的一种流量计，它将一个涡街探测头插入管道特定位置上，通过测量点的局部流速，根据管道截面流速分布关系，计算出管道内平觉流量值，适用于气体、液体和蒸汽的流量测量。它的价格是5200元。
特点：
（1） 流量范围大，测量精度高。
（2） 传感器与介质完全隔离，具有较长的使用寿命。
（3） 由于无可动部件，被测介质中的灰尘和湿气可忽略不计。
（4） 压力损失小。
（5） 特别适用于大口径管道的流量计量。
技术参数：
（1） 主要构件、材料及公称压力。
（2） 准确度等级：0.5级，0.2级（一般在-10℃～+60℃）。
（3） 使用介质温度：-20℃～+180℃，在加热器情况下，温度可达200℃。
（4） 远传显示现场防爆等级：ExiaIICT5。
合肥精大仪表股份有限公司LS 型旋转活塞式流量计作为从2号塔至6号塔的测量它是容积式流量计的一种，它不但设备一般容积式流量计适合于多种介质，耐高温、耐高压、精度高、运行可靠等优点，更适用于高粘度的计量，它的价格是6400元，它的独具特点是：
（1） 活塞实现旋浮运动，磨损极小（一般免维护）。
（2） 体积小，重量轻，拆装便捷省时。
（3） 活塞腔体运行空间大，介质中微小颗粒可自行排出。
（4） 计数器采用液晶显示，能显示瞬间流量、累积流量、班次流量。
（5） 输出信号：4～20mA 或1～5VDC 。
技术参数：
（1） 基本误差（%）：0.2、0.3、0.5。
（2） 最大工作压力（MPa ）：1.6、2.5、4.0。
（3） 温度范围（℃）：0～280。
（4） 介质粘度（mPa.s ）:1～3000。
（5） 管道联接法兰：GB9113.4-2000。
（6） 材料系列：①铸钢系列②不锈钢系列。
由7号塔至塔底我选择由沈阳奥斯通流量仪表有限公司智能插入式叶轮流量计其特点：本品是吸取国外先进技术自行开发而成，它采用耐磨耐蚀的硬质合金轴，刚玉轴承、威氏信号发生器及电脑控制加工的高温耐蚀合金叶轮，产品具有
耐高温，耐腐蚀灵敏度高流速宽，抗振性优越压损小，结构简单等优点。它的价格是4500元。其参数：
管道口径：Ф6mm ～500mm
工作压力：0～40mpa
温度范围：-10℃～350℃
精确度：±0.5%～±0.1%
壳体材质 碳钢 不锈钢 聚四氟
供电电源 内电源3v 外电5v ～24v
输出信号 脉冲信号 4～50mA
4.1.4 液位测量仪表
液位的测量我选择由河北市珠峰仪表设备有限公司的UHZ-59系列翻柱式磁浮子液位计是以磁浮子为测量元件，经磁系统耦合将受压或敝口容器中的被测介质液位传递至指示器的液位或界位测量仪表。本液位计具有多功能、可实现远距离液位或界位的上下越位报警，限位控制或连锁。本液位计既有结构简单，检测功能齐全、读数直观、醒目、测量范围大等优点。尤其适用于大量程、强腐蚀性、易燃易爆等场合。本液位计具有普通型、防爆型、本质安全型三种结构形式。它的价格是19000元[9]。
其中还有变送单元，我选择上海托克智能仪表有限公司UHZ-519B52磁性液位变送器是浮球式液位变送器，用于将容器内的介质液位变送为4-20MADC 二线制标准信号输出。它的价格是3400元。主要技术参数：测量范围300-6000MM 电源220VDC 环境温度-40℃-300℃防爆等级：隔爆。
4.2 调节阀的选择
调节阀我选择由上海妙斯特仪表有限公司ZMAN 型气动薄膜双座调节阀 公称压力：MPa1.6、4.0、6.4 公称通径：DN25～DN300 温度：—40℃～+450℃ 它的价格是580元。
续表4-1
4.3 DCS系统选型
DCS 即集散控制系统，又称分布式控制系统（distributed control system）。它的基础是4C 技术：计算机、通信、控制和CRT 显示技术。
DCS 系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工程师站连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管
理。
现场控制站：实时控制、直接与工业现场进行信息交互
工程师站：工程师的组态和维护平台
操作员站：操作员完成过程监控管理任务的人机界面
过程控制网络：完成控制站、工程师站、操作员站的通讯
装置DCS 选用了杭州和利时的MACSV4.5.1。该系统为和利时目前推出的较先进的开放性大型系统。装置所采用的系统分操作站和控制站两部分。
（1）操作站（information and commond station,ICS）ICS 是一个强化了的人机接口单元。它不仅具有监视和操作功能，还备有软件生成和维修功能。ICS 的窗口是展示影像，也能提供历史趋势、收集统计数据、趋势和报表的功能。主要用于操作人员的操作和管理。
（2）控制站（field control station,FCS ） FCS是整个系统的控制核心，所有的运算都在控制站里完成。能够处理各种各样的过程信号，满足从连续控制到批量控制的各种工业产业的需要。此外，FCS 可以通过通信卡可以与外界网络进行通信，具有强大的网络功能。
（3）外部设备介绍 MACSV4.5.1集散系统提供了专用的球标及键盘，操作者通过它们在操作站进行生产工艺参数调节。球标主要用于选择CRT 上的对象。操作员键盘用于工艺过程的操作和监视。键盘是防尘的，分七个区，分别为功能键区、数据输入区、画面调出区、调节区、报警区、光标区、操作确认区。功能键区有48个键，每个键盘都由用户来定义，用于快速调取所需要的信息。每个键有一个灯和一个空白框内可写用户定义的内容。
4.4 系统概算
2×5200＋2×6400＋2×4500＋9×19000＋13×750＋3×4200＋15×580＋6×3400＋15×3600＝299650 元
第5章 总结
时间如白驹过隙般的流走，专生本的两年时间即将过去，通过这次时达几个月的毕业设计，我的思想有了质的飞跃。以前知识点都是比较零散的，但这次毕业设计后，把大学中所学的东西都串联起来了。从一个只是了解书本的“书呆子”变成能比较灵活原用知识点的大学生。这次设计是非常有意义的。
此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
通过这次实践，我了解了催化裂化反应及再生控制系统工艺过程，熟悉了催化裂化装置的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。
毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了的运用知识的能力，懂得了许多控制方案的优越性。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。
但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对控制器的不了解，等等。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，用电影里的一句话是：我辈既务斯业，便当专心用功。
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谢 辞
两年的大学生活不知不觉中就要结束了，在这段难忘的生活中，有我许多美好的回忆。熟悉的教室，美丽的图书馆，走在大学生活的尽头，我的心中，除了不舍，还是不舍。我想，有许多人和事是我要用一辈子去铭记的，向我的大学生活再见，向我未来的新生活招手。
在这份大学的最后一页里，除了感谢还是感谢，首先要感谢我的学校，感谢在这四年中交给我的做人道理，让我从一个懵懂得高中生变成一个成熟的青年。还要感谢我的论文指导老师王莉老师，在他的指导下我如坐春风很顺利的完成了论文，从心里感谢她。还要感谢的是我们班主任老师及学办的老师，感谢关心照顾我的每一个人，在这里特别感谢你们。当然，还要感谢寝室的兄弟们在我完成论文的过程中给予我的帮助和鼓励，也是他们陪我度过这两年的生活。最后要感谢的就是我的父母、朋友，对于他们我更是有千言万语，还是汇聚成一句话：感谢你们一直都伴随着我。
现在即将挥别我的学校、老师、同学，还有我的大学生活，虽然依依不舍，但是对未来的路，我充满了信心。最后，感谢在大学期间认识我和我认识的所有人，有你们伴随，才有我大学生活的丰富多彩，绚丽多姿！
以后名扬四海，根据即在年轻！
催化裂化装置反应再生部分控制系统设计
摘 要
催化裂化是一项重要的炼油工艺，其总加工能力已列各种转化工艺的前茅，其技术复杂程度也位居各类炼油工业中占有举足轻重的作用，是炼油厂中提高原油加工深度、生产高辛烷值汽油、柴油和液化气的最重要的一种重油轻质化工艺过程，也是炼油化工企业的主要产品来源和后续精制装置的原料来源。。
本论文叙述了催化裂化装置反应再生部分控制系统的整体设计及工艺介绍，具体从装置的工艺原理、工艺流程、生产控制指标、工艺分析指标和产品及其质量指标几个方面组成，催化裂化工艺的核心—反应-再生部分的旋风分离器，空气分离器等组成。我国原油大多为低硫石蜡基或石蜡中间基，硫含量较低，裂化性能较好，其减压馏分油和重油比较适合催化裂化工艺，因此催化裂化在工业生产中占有重要的地位对催化裂化反应再生系统以及仪表进行介绍即完成对上述几种工艺的控制，确保装置安稳长满优运转，达到预想工艺要求。
本论文针对催化裂化装置中反应再生、分馏和吸收稳定等三个部分进行控制，它是一个非线性、大干扰分布参数和大时滞的复杂系统，重点介绍催化裂化装置的反应再生部分的工艺流程及温度，压力，密度料位等参数等进行初步的设计。包括了解工艺过程，控制方案选择及论证，仪表选型，绘制控制方案流图，控制系统投资概率等方面内容，使该控制系统符合制工程设计的基本要求，基本满足生产过程需要，能够安全有效地投入生产且运行良好，能够提高经济效益。 关键词：催化裂化；反应-再生；蒸馏；分馏；催化剂
The Satalyst Splits to Masquerade to Place to Respond
Reborn Parts of Control System to Design
Abstract
Catalyst crack's turning is an important xylene craft, its total process capability already row before various conversion technical Mao, its technique complicated degree also the potential reside to occupy a prominent action in each kind of xylene industry, The most important kind of heavy oil that raises the crude oil transform depth, capacity high octane value petrol, diesel and gasol in the oil refinery light guilder chemical engineering skill process, is also refine oil the staple products source of the chemical engineering business and the raw material source of the follow-up refined device. The our country crude oil is mostly low sulfur paraffin wax radicle or paraffin wax medium radicle, the sulfur contents is lower, crack turn performance better, its pressure reduction Liu deci the oil and heavy oil relatively suit a catalyst crack chemical engineering skill, therefore the catalyst crack turns in the industrial production to occupy an important stance.
This text described a catalyst to split masquerade to place the overall design of responding reborn parts of control systems, from device of craft priniple, process flow, production control beacon and craft analysis beacon and product and it mass beacon a few aspects carry on introduction and concretely introduce catalyst crack to turn related up, crack-reaction-regenerate fraction and device progress introduction.Turn to respond
that reborn system and meter carries on introduction and treatise to the catalyst crack.
Regenerate, divide Liu and absorption to stabilize...etc. to be three to is part of to constitute, it is a nonlinear, change, strong coupling, big jam rayleing distribution rayleigh parameter and big the complicated system , The catalyst splits masquerades to place to press the craft priniple to dividing can is divided into regard chemical reaction as principle of reaction reborn fraction with with distil, the absorption compromise absorb physical process of etc. for lord of deci Liu and stabilization two fractions. On the Zong say, respond regenerate fraction again can is divided into the catalyst crack under the heat to turn reaction oil article fraction and take being burned as main of catalyst activity regenerate fraction.
Key word:The catalyst crack turns;Reaction-regenerate;Distil;Divide ;Catalyst
目 录
摘 要 . ............................................................................................................................... I ABSTRACT . .................................................................................................................... II
第1章 前 言 ......................................................... 1
第2章 催化裂化工艺流程 .............................................. 3
2.1 工艺概述 ...................................................... 3
2.2 工艺组成 ...................................................... 5
2.2.1 反应-再生系统 ........................................... 5
2.2.2 分馏系统 ................................................ 6
2.2.3 吸收稳定系统 ............................................ 7
2.2.4反应—再生系统流程 . ...................................... 8
第3章 控制方案设计及论证 ........................................... 13
3.1 控制系统的控制目标 ........................................... 13
3.2 设计控制系统应遵循的原则 ..................................... 13
3.3 自动控制系统的基本方案 ....................................... 15
3.4 控制方案的设计及论证 ......................................... 16
3.4.1 加热炉控制 ............................................. 19
3.4.2 反应—再生系统工艺参数控制 ............................. 22
第4章 主要仪表及选型 ............................................... 27
4.1 仪表的选型 ................................................... 27
4.1.1 温度测量仪表 ........................................... 27
4.1.2 压力测量仪表 ........................................... 28
4.1.3 流量测量仪表 ........................................... 28
4.1.4 液位测量仪表 ........................................... 30
4.2 调节阀的选择 ................................................. 31
4.3 DCS 系统选型 ................................................. 32
4.4 系统概算 ..................................................... 34
第5章 总结 ......................................................... 35
参考文献 ............................................................ 36
谢 辞 ............................................................... 37
第1章 前言
石油炼制工艺的根本目的，一是提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品；二是增加品种，提高产品质量。然而，原油经过一次加工（即原油蒸馏）所能得到的轻质油产品只占原油的10％～40％，其余为重质馏分和残渣油，催化裂化是炼油工艺中最重要的一种二次加工工艺，也是最重要的重质油轻质化过程之一，在炼油工业生产中占有十分重要的作用。
催化裂化过程投资较少、操作费用较低、原料适应性强，轻质产品收率高，技术较成熟，是目前炼油厂利润的主要来源。催化裂化过程是使原料在有催化剂存在下，在470～530°C的温度和0.1～0.3MPa 的压力条件下，发生一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭过程。催化裂化的原料一般是重质馏分油，例如减压馏分油（减压蜡油）和焦化馏分油等；随着催化裂化技术和催化剂工艺的不断发展，进一步扩大了催化裂化原料范围，部分或全部渣油也可作为催化原料。
催化裂化过程的特点如下。
(1)催化裂化是复杂的并行—顺序反应，裂化反应的产物范围宽，因此，反应深度对各产品率分配有重要的影响，为此，必须控制适当的催化裂化过程的转化深度。
(2)催化裂化反应在催化剂条件下进行，由于催化剂活性受到积炭影响，因此，要使反应和再生交替进行。裂化反应是吸热反应，催化剂再生是放热反应，因此温度控制十分重要。
(3)催化裂化反应过程中有很多过程变量无法检测，例如，烧焦率、催化剂循
环量、催化裂化体积转化率、再生器表线速度、油剂比等，因此，要采用软测量的方法对这些过程变量进行检测和控制。
催化裂化过程通常由反应—再生系统、分馏系统和吸收—稳定等三部分组成。反应—再生系统是催化裂化过程中最重要的部分。其反应机理和工艺动态过程复杂，要使反应—再生系统参数中所有被控变量处于受控状态，某些重要操纵变量又能处于其理想的经济目标，是过程控制必须解决的问题。
本文主要论述了催化裂化及反应再生控制方案，是根据物料平衡和质量; 平衡的原则, 以平稳操作和保证质量为目标，通过采用单回路控制和串级控制来确定控制方案。运用所学的相关专业课程知识，如过程控制工程，测控仪表及装置，DCS 及现场总线，可编程控制器，计算机控制技术等，完成自动控制系统的初步设计，包括了解工艺过程，控制方案选择及论证，仪表选型，绘制控制方案流图，控制系统投资概率等方面内容，使该控制系统符合自动控制工程设计的基本要求，基本满足生产过程需要，能够安全有效地投入生产且运行良好，能够提高经济效益。
第2章 催化裂化工艺流程
2.1 工艺概述
由常减压蒸馏（一次加工）所得到的馏分油（直镏产品）在数量、品种和质量上远不能满足国防、工农业生产和人民生活的广泛需要，必须对这些馏分油进一步加工，常减压蒸馏以后的各种加工过程称为二次加工。催化裂化是炼油工业中二次加工的重要过程之一。
催化裂化的主要作用是将重质油品转化成高质量的汽油，同时也生产柴油，为发展石油化工提供更多的含烯烃的催化裂化气体。
原料油经过催化裂化反应转化成汽油、柴油、气体等主要产品以及渣油、焦炭。气体可通过气体分馏为烷基化等提供原料，气体中丙烯、丁烯又是合成纤维、合成塑料、合成橡胶的原料。催化裂化汽油辛烷值可达80以上，是车用汽油的理想调合组分，催化裂化的柴油十六烷值较低，但其凝点也低，其中有含量高达40％～50％的芳烃，可抽提出来作宝贵的化工原料。又因催化裂化过程是在略高于常压下操作，设备结构简单，在加工非高含硫原油时就比加氢裂化过程具有更大的优越性。
在催化裂化三部分中，反应—再生系统是催化裂化过程中最重要的部分。其反应机理和工艺动态过程复杂，要使反应—再生系统参数中所有被控变量处于受控状态，某些重要操纵变量又能处于其理想的经济目标，是过程控制必须解决的问题。图2-1所示为分子筛提升管催化裂化装置的反应—再生系统控制流程。 原料经换热后于回炼油混合到250～279℃，再与来自分馏塔底350℃油浆混合进入筒式反应器的提升管下部，在提升管内，原料油与来自第二密相床的再生
催化剂（700℃左右）接触、迅速汽化并进行反应，生成的油气同催化剂一起向上流动。经提升管口快速分离进入沉降器，经三组旋风分离器分离油气和催化剂。油气在分馏塔进行产品分离，催化剂在汽提段经过蒸汽汽提，其中夹带的大部分油气被蒸汽汽提，经汽提后的待生催化剂进入烧焦罐下部。
图2-1 催化裂化反应-再生系统控制图
除图2-1所示控制系统外，还设置了约束控制，使部分控制成为卡边控制，保证设备安全。
1再生烟气氧含量控制 ○2再生滑阀开度控制 ○3烧焦罐温度控制 ○4主风机入○
5富气压缩机的控制 ○6再生器一级旋风分离器入口线速度控制。 口流量控制 ○
一些装置对重要的过程变量（例如催化剂循环量、剂油比等）采用软测量技术，
进行推断和估计，并应用于生产过程中，取得了良好的效果。
2.2 工艺组成
2.2.1 反应-再生系统
反应-再生系统是催化裂化装置的核心。该系统由反应和再生部分组成。反应
1在提升管下端设置预提升段，提升介质可用蒸汽或干气（或两者部分主要有：○
混合使用），主要目的是将再生器来的再生催化剂提升和加速，使其径向分布均匀，
2根据原料油、回炼油、为催化剂和原料充分接触和反应提供较为理想的环境；○
油浆的性质，设置了多层进料喷嘴，选择适宜的喷嘴形式和进料位置，以改善雾
3增设了提升管温度控制系统，依靠调节催化剂化效果、提高目的的产品收率；○
循环量、原料预热温度、进料量使提升管中部多点温度可控，也可在提升管下部注入汽油、上部注入终止剂（汽油或除盐水等）控制提升管出口温度和反应时间；4在提升管出口安装油气快速分离系统，主要目的是使反应后的裂化油气与催化○
5设置了汽提剂快速分离，减少二次反应，油气应尽快离开沉降器进入分馏塔；○
段，沉降器旋风分离器回收下来的催化剂，在汽提段用过热蒸汽将其中夹带的油
6增设了金属钝化剂注入设施，根据原料中重金属的气置换出来后进入再生器；○
种类和含量，选择适宜的钝化剂，防止催化剂中毒。
1再生器设有辅助燃烧室，用于开工时加热主风、再生器升温； 再生部分有：○
2再生器内设有主风分布器，实现合理布风，保证正常流化和催化剂再生效果；○3○
4增设内取热器再生器设有两级旋风分离器，用于气固分离，降低催化剂损失；○
5设有催化剂装卸设施，或外取热器，取走再生烧焦过剩热量，控制再生温度；○
6部分装置设有CO 助燃用于开、停工装卸催化剂，控制适宜的催化剂平衡活性；○
剂加入系统，利用焦炭燃烧生成CO 的化学热，实现完全再生，防止再生器尾燃，降低装置能耗。
2.2.2 分馏系统
催化裂化分流系统主要由分馏塔、柴油汽提塔、回炼油罐以及塔顶油气冷凝冷却系统、各中段循环回流及产品的热量回收系统组成，其主要任务是将来自反应系统的高温油气脱过热后，根据各组分沸点的不同切割为富气、汽油、柴油、回炼油和油浆等馏分，通过工艺因素控制，保证各馏分质量合格；同时可利用分馏塔各循环回流中高温位热能作为稳定系统各重沸器的热源。部分装置还合理利用了分馏塔顶油气的低温位热源。
富气经压缩后与粗气油送到吸收稳定系统；柴油经碱洗或化学精制后作为调和组分或加氢改质的原料送出装置；回炼油和油浆可返回反应系统进行裂化，也可将全部或部分油浆冷却后送出装置。
分馏系统主要过程在分馏塔内进行，与一般精馏塔相比，催化裂化分馏塔具有如下技术特点。
1分馏塔进料是约500℃且带有催化剂粉尘的过热油气，故分馏塔不设提留 ○
段。在分馏塔内，油气首先通过脱过热段，变成饱和油气以利于产品的分馏。为避免塔盘结焦堵塞，一般在油气脱过热段设有8～10层人字挡板。从塔底抽出的油浆经换热、冷却后返回塔内和上升的油气逆流接触，使油气迅速冷却以便于分离，并把油气中夹带的催化剂粉末洗涤下来，防止污染侧线产品及塔盘堵塞。油浆固体含量可用油浆回炼或外排量来控制，塔底温度则用循环油浆流量和返塔温度进行控制。
2产品质量易于控制。分馏塔除塔顶粗汽油外，一般还有柴油、回炼油侧线 ○
馏分，塔底为油浆。这些馏分彼此之间设有富吸收油入口，主要回收吸收塔顶贫气带出的轻汽油组分。
为减少分馏系统压降，一般除分馏塔一中段外，都采用处理能力大、压降小的固舌形塔盘。
3分馏塔过热量大。一般设有4个循环回流以保证全塔热平衡，即油浆循环、 ○
二中循环回流（和/或回炼油循环）、一中循环回流和顶循环回流。从节能角度看，宜增大高温位的油浆循环和中段循环的取热量。
2.2.3 吸收稳定系统
吸收稳定系统主要包括吸收塔、解析塔、稳定塔和凝缩油罐、汽油碱洗沉降罐以及相应的冷换设备。
该系统的主要任务是将来自分馏系统的粗汽油和来自气压机的的压缩富气分离成干气、合格的稳定汽油和液态烃。一般控制液态烃。一般控制液态烃C 2以下组分不大于2％（体积）、C 5以上组分不大于1.5％（体积）。
工艺流程分单塔流程(吸收解吸合用一个塔) 和双塔流程（吸收解吸各用一个塔）。各设备的基本作用如下：
1吸收塔以粗汽油、稳定汽油作吸收剂，将气压机出口的压缩富气中的C 3、 ○C 4组分尽可能吸收下来，解析塔则是尽可能将脱乙烷烷气油中的C 2组分解吸出去。
2再吸收塔是以催化裂化柴油（或分馏塔中段循环回流或重汽油）作吸收剂， ○
把吸收塔顶的贫气中的C 3、C 4及汽油组分回收下来，富吸收油返回分馏塔。
3稳定塔是将脱乙烷汽油分离成质量合格的液化气和稳定汽油。 ○
2.2.4反应—再生系统流程
反应-再生系统主要包括新鲜进料预热系统、反映部分、再生部分、催化剂储存和输送部分、主风和再生烟气部分及其他辅助部分。
典型的高低并列式提升管重油催化裂化装置单器完全再生和再生器串联的反应-再生系统流程。
提升管反应器总进料一般包括新鲜进料、回炼油、回炼油浆（还包括急冷油、回来汽油等）。新鲜进料按其性质分为蜡油和渣油，按外供原料温度分为冷料和热料。
（1）新鲜进料预热流程 催化裂化装置因加工原料不同，原料预热温度相差大。对于蜡油催化裂化，原料预热温度350～380℃. 重油催化裂化因生焦量大、再生温度高、油剂比大，新鲜进料温度180～275℃。新设计或新改造的重油催化裂化装置多取消了原料加热炉，开工时通过油浆蒸发器倒引中压或低压蒸汽加热以提供原料升温脱水的热量。
冷料和热料经计量表、管道混合后进入原料缓冲罐，经原料油泵加压后与分馏部分的介质（一中回流、循环油浆等）换热，然后经原料流控制阀和进料喷嘴进入提升管反应器。
部分老装置有原料加热炉，新鲜原料与分流戒指换热后分几路进入原料加热炉对流段，为保证进炉流量相同，每路都设有流控阀。在其对流室出口与回炼油合流经加热炉辐射段加热到一定温度后进入反应器。原料预热温度由加热炉燃料气（或燃料油）流控阀自动控制。
（2）反应部分工艺流程 以往设计采用新鲜进料与回炼油混合进料，新新设
计或新改造的重油催化裂化多采用分段进料，将新鲜进料与回炼油分开。
提升管底部设有与提升蒸汽和提升蒸汽（或干气）。从再吸收来的部分脱前干气经流控阀和提升管底部的莲蓬式分布器进入提升管，与预热提升蒸汽等作提升介质，将从再生器来的约640～700℃的再生催化剂提升到进料位置。
提升管反应器进料由下而上依次为新鲜原料、回炼油、回炼油浆、急冷水（含硫污水或除盐水）和急冷油（可以是粗汽油、轻柴油）进料喷嘴。
新鲜原料分为几路，每路设有流量控制阀，每路再分为两支，每支路又加流量指示，保证各路进料流量均匀，然后经过相对的两个进料喷嘴进入提升管。雾化蒸汽控制方案与新鲜进料相同。
回炼油先分成两路，每路设有流量控制阀，每路再分为两支，每支路又加流量指示，保证各路进料流量均匀，然后经过相对的两个进料喷嘴进入提升管。雾化蒸汽约占回炼油量得5％（质量）。
从又将泵来的约350℃的部分油浆经流控阀和油浆进料喷嘴进入提升管，其雾化蒸汽上设有限流孔板。除盐水或从分馏含硫污水泵来的含硫污水经流控阀和急冷水喷嘴、经蒸汽雾化后进入提升管。从分馏部分来的急冷油经流控阀和急冷油喷嘴、经蒸汽雾化后进入提升管。
根据原料性质和产品质量、产品分布的要求，用再生单动滑阀自动控制提升管（或集气室）出口温度约480～510℃。
从沉降室顶旋风分离器和提升管出口快速分离器分离下来的催化剂进入汽提，与气提蒸汽蒸汽逆流接触，置换出的催化剂颗粒间和孔隙内的油气汇合进入沉降器顶旋风分离器。
沉降器汽提段料位由待生单动滑阀自动控制。根据生产要求，用流控阀控制汽提蒸汽流量。
重油催化裂化装置多使用金属钝化剂。金属钝化剂用计量泵从储罐中抽出，根据原料性质和平衡崔户籍污染情况，按一定比例与新鲜进料混合后进入提升管反应器。采用非水溶性的金属钝化剂，还需打入一定量的稀释柴油，以提高注入管线的线速度，防止管线堵塞。
（3）再生部分工艺流程 对于常规单段再生，来自沉降器汽提段得待生催化剂分布器进入再生器床层，与贫氧主风逆向接触，烧掉催化剂上大部分氢和部分碳，然后与主风分布器来的主风接触，烧焦后的再生催化剂经再生器底部的淹流管排出再生器。
夹带催化剂的再生烟气上升穿过催化剂床层料面进入设在稀相段的两极多组旋风分离器，绝大部分催化剂被分离下来返回催化剂床层。分离后的烟气经集气室排进再生烟道，经蒸汽过热器温度降到≤700℃，在经第三级旋风分离器（三级），将烟气含尘量降到≤250mg/m3大部分烟气进入烟气轮机（烟机）发电或带动主风机运行。烟机出口烟气与其旁路烟气汇合，经过余热锅炉，温度降到约180℃后排进大气。
再生压力在再生烟气全部进烟机时由烟机入口蝶阀控制；在再生烟气部分进烟机时由烟机旁路阀自动控制。
对重油催化裂化装置，再生器还设有内取热器和/或外取热器，可通过调节外取热器滑阀开度和/或流化风量控制外取热器取热量来调节再生温度。
对于重油催化裂化装置，再生器还设有内取热器和/或外取热器，可通过调节
外取热器滑阀开度和/或流化风量控制外取热器取热量来调节再升温度。
对于两个再生器串联的催化裂化装置，第一再生器（一再）为不完全再生。一再催化剂料位由半再生单动滑阀控制。一再半再生催化剂经半再生立管、半再生单动滑阀与从一再外取热器来的冷催化剂一并用增压风送到二再继续烧焦。二再再生催化剂经脱气罐和再生立罐、再生滑阀进入提升管反应器。
新的设计采用一再和二再集气室出口烟气在烟道中汇合，在补入适量的主风，使烟气中CO 完全燃烧，高温烟气经高温取热炉，温度降到不大于700℃，依次进入三旋、烟机、余热锅炉，最后排进大气。
二再压力控制与常规单段再生相同。一再与二再的压差根据压力平衡由一再出口双滑动阀自动控制。
再生器喷燃烧流程; 从封油泵来的柴油经过流控阀，从再生器密相四个燃烧油喷嘴进入再生器。根据喷油处的温度指示，可判断燃烧油是否喷着。
（4）主风和增压风流程 主风机出口主风一部分进增压机，经过加压后通过流控阀作外取热器和空气提升管用风。其余主风经过主风单向阻尼阀（与氧气混合）一部分经流控阀作再生器底部小分布环用风，其余经过辅助燃烧室一、二风次阀进入再生器，用于催化剂再生烧焦。
对于烧焦罐式的装置，主风机出口主风一部分经辅助燃烧室、主风分布器进入烧焦罐底部，其余少量主风直接进入第二密相床的分布器。
对于同轴式装置，主风机出口主风分别进入两密相段底部的分布器。
在主风中段时，主风自保动作，主风单向阻尼阀关闭，从该阀后向再生器通入事故蒸汽以维持再生器催化剂流化。同时原料自保动作，切断反应所有进料，
新鲜进料通过事故旁通线，可进入原料缓冲罐、回炼油罐、分馏塔底、油浆紧急放空线等，反应进料雾化蒸汽流控阀全开。
当增压风中断时，增压风自动保护作，增压风流控阀关闭，从该阀向空气提升管通入事故蒸汽以防止空气提升管堵塞。
第3章 控制方案设计及论证
3.1 控制系统的控制目标
石油馏分的催化裂化反应是一个气-固相的非均相催化反应，在反应器中，原料和产品是气相，而催化剂是固相，因此在催化剂表面进行裂化反应时，包括以下7个步骤：
1原料油分子由主气流扩散到催化剂表面； ○
2原料油分子沿催化剂微孔向催化剂的内部扩散； ○
3油气分子被催化剂内表面所吸附； ○
4油气分子在催化剂内表面进行化学反应； ○
5反应产物分子自催化剂内表面脱附； ○
6反应产物分子沿催化剂微孔向外扩散； ○
7反应产物分子扩散到主气流中去； ○
近年来许多中外企业增设了第二再生器，其主要控制目标为：
1处理残炭1％～5.5％（质量）的原料时，生焦率6％～7％（质量）○，不设取热设施；
2采用两个串联的再生器，两个再生器的烟气自成系统，第二再生器采用外○
旋；
3使用金属钝化和高效雾化进料喷嘴； ○
4使用采用超稳分子筛（USY ）催化剂； ○
3.2 设计控制系统应遵循的原则
以反应-再生系统为例，应用目的是平稳操作工艺、保证产品产量和质量。要
达到此目的就必须保证：
1单程转化率与总转化率：用新鲜的原料油加回炼油作为原料油来计算的转 ○
化率称为单程转化率，仅用新鲜原料油作为原料油来计算称为总转化率。
单程转化率=汽油+气体+焦炭×100％（重） 总进料
总转化率=汽油+气体+焦炭×100％（重） 新鲜原料
2藏量：在反应器或再生器经常保持的催化剂量称为藏量。一般指分布板以○
上的密相床层的催化剂重量；以吨表示。
3空速：每小时进入反应器的油量与反应器内催化剂藏量之比。如以重量为○
单位的称重量空速，如以体积为单位的称作体积空速。
4假反应时间：空速越大，原料油停留在催化剂上的时间越短，故用空速的○
倒数称假反应时间。但此值并不代表原料油在反应器内的真正反应时间，只是一个用于比较的相对数值。
假反应时间=1h 空速
5催化剂循环量:单位时间内进入反应器的再生催化剂量，以t/h表示。 ○
6油剂比：单位时间进入反应器的再生催化剂量（即催化剂循环量）与反应○
器进料量之比。常以C/O表示。
油剂比=催化剂循环量（t /h ) 总进料量（t /h )
3.3 自动控制系统的基本方案
在讨论催化裂化及反应再生基本控制方案中，大多数采用的是单回路控制系统。但也有串级控制系统。下面就简单概述一下这些控制系统：
（1）单回路控制系统
单回路控制系统是由被控对象、一个测量元件及变送器、一个控制器和一个执行器所组成的单回路负反馈控制系统。它是最基本、最常见、应用最广泛的控制系统，结构简单，易于实现，适应性强。
（2）串级控制系统
一个控制器的输出用来改变另一个控制器的设定值，这样连接起来的两个控制器称作是串级控制，两个控制器都有各自的测量输入。但只有主控制器具有自己独立的设定值。副控制器输出信号送给被控过程的执行器，这样组成的系统称为串级控制系统。它主要用于对象惯性滞后打，对象具有较大的纯滞后和严重的非线性以及干扰幅值大且频繁等场合，其优点：
①由于副回路的快速作用，发生于副回路的扰动在影响变量之前即可由副控制器予以校正。
②副对象的相位滞后，由于构成了副回路而显著减小，从而改善了回路的相应速度。这对克服进入主副回路的扰动都是有利的。
③串级系统对副对象及控制阀的变化具有较好的鲁棒性。
④当副变量为流量时，副回路可以按照主回路的需要对质量流和能量流实施精确的控制。
（3）双重控制系统
一个被控变量采用两个或两个以上的操纵变量进行控制的控制系统称为双重或多重控制系统。这类控制系统采用不止一个控制器，其中，一个控制器输出作为另一个控制器的测量信号。
系统操纵变量的选择需从操作优化的要求综合考虑。它即要考虑工艺的合理和经济，又要考虑控制性能的快速性。而两者又常常在一个生产过程中同时存在。双重控制系统是综合这些操纵变量的各自优点，克服各自弱点进行优化控制的。
双重控制系统增加了副回路，与由主控制器、副控制器和慢对象组成的慢响应的单回路控制系统比较，有以下特点。
1增加开环零点，改善控制品质，提高系统稳定性。 ○
2提高双重控制系统的工作频率。 ○
3动静结合，快慢结合，急则治标，缓则治本。 ○
3.4 控制方案的设计及论证
控制设计
对于催化裂化反应及再生控制，我认为应需从三个方面来考虑设置必要的控制系统:
1物料平衡控制 ○
所谓物料平衡主要是指进入和排出反应-再生系统的个种物料的平衡，如原料与产品、单程转化率与回炼油比、烧焦与生焦、供氧与需氧、催化剂的损失与补充、气体产量和气压机能力的平衡等。
2 反应热平衡控制 ○
热平衡是指反应需热和供热的平衡，反应所需热量的提供主要是再生器烧焦
放出的热量通过催化剂循环传递到反应器，因此反应器和再生器应保持需热和供热的平衡，才能保持一定的反应温度和再升温度。
反应温度和再生温度的确定分别是根据原料油性质、生成方案、对转化率的要求和烧焦放速度及再生形式的要求确定的，操作中往往控制反应温度。再升温度和再生器热平衡的结果。
3约束条件控制 ○
为保证反应再生系统的正常、安全操作，必须使某些操作参数限制在约束条件之内。催化裂化反应再生装置约束条件为工艺能否达到使结焦的催化剂恢复到催化反应要求的活性标准。直接的判别标准是再生催化剂含碳量，间接的标准则是催化剂的平衡活性。
不同类型的催化剂对反应再生催化剂的含量的要求相差很大。如今广泛使用沸石催化剂要求C R 值进一步降到0.05％～0.1％，以适应催化剂本身活性降低的条
件。考虑到不少工业催化剂在730℃以上的水热稳定性差，如果要求C R 不大于
0.05％，一般要采用特殊的待生剂进入方式和分配结构或者两段再生工艺，让少部分的催化剂藏量处在第二段的高温下（该段烟气中水蒸气量少，水热失活相对减轻），第二段烧炭强度虽较低，但可以从第一段的高的烧炭强度得到补偿。循环床再生工艺C R 值一般为0.1％左右，这时快速床出口温度700℃. 如果提高温度，
或者降低平均烧炭强度，可以得到更低的C R 。
反应再生器内催化剂量占装置的系统总藏量的70％以上，温度高达700℃以上，水蒸气分压在20～30Kpa ，这样的条件促使催化剂的失活，可以认为反应-再生系统催化剂的永久失活主要取决于再生器的工艺条件。对于单段再生这个温度
上限约为730℃，对于两段再生的第二段温度可适当提高。当加工高金属渣油时，为了保持平衡剂上的重金属含量二允许较高的置换率，因而平衡活性也较高，为此考虑使用含重金属不高的商品平衡剂进行置换，保持适当的平衡活性。
控制方案的设计及论证
不同催化裂化类型的主要差别在于不同类型的反应-再生部分，下面介绍两种反应-再生系统的控制方案。
1密相床流化催化裂化：原料油由原料油泵生压后，顺序通过一系列换热器，○
分别与分馏塔顶循环回流、中段回流、轻、重柴油、塔底油浆换热，然后与回炼油和并进入加热炉加热到300～400℃，由加热炉出来的原料油、回炼油与分馏塔塔底出来的部分回炼油浆混合组成反应总进料经过若干喷嘴，用雾化蒸汽喷入反应器稀相提升管，在其中与来自再生器的高温催化剂（580～600℃）接触，随即汽化并进行反应，油气在稀相提升管内的停留时很短，约20％～30％的反应在此进行，经过部分反应的油气和催化剂混合物进入进料弯管，并通过分布板再进入反应器的密相床层内继续反应，大部分反应在密相床中完成。
2提升管流化催化裂化：新鲜原料和回炼油在加热炉入口汇合，经加热炉加○
热至360～400℃，然后喷入提升管底部与高温再生催化剂相遇，立即全部气化，并高速通过提升管反应器，反应温度为470～510℃，反应时间为3～4s 。提升管下部不同高度设两个以上的进料点，以控制原料不同的停留时间，反应后的汽油经顶部伞帽快速分离，迅速分离出大部分催化剂，油气与其携带的少量催化剂经两级旋风分离器，在此分出部分催化剂后，经集气室排出，进入分馏塔。下面我就分别讨论及论证各种控制方案：
3.4.1 加热炉控制
1.加热炉温度控制
加热炉是利用燃料在炉膛内燃烧产生的容量，在炉内炉管中通过的物料加热至下游工艺工程所需的温度，很好的满足下游工艺过程对工艺介质工艺的要求。炉温的波动，将给下游装置的平稳操作带来不利影响，进而影响到成品的质量和收率，因此，温度控制是加热炉操作的关键，而工艺介质炉出口温度的控制是加热炉操作的目的和控制的核心。
1) 炉出口温度
炉出口温度是指被加热介质流出加热炉时的温度，它包括各分支温度，总出口温度及被加热其他介质的出口温度。其温度的高低取决于后续工艺过程的要求和被加热介质的性质，以及炉管的材质等，加热炉总出口温度的高低决定了被加热物料的汽化率、裂解率和转化率等，是加热炉控制的总目标。炉出口分支温度是该分支介质在炉管内的受热情况和介质流量的综合反应，炉出口温度的稳定与否直接影响后续工艺过程的操作、成品的性质和成品的收率。因此，被加热介质的炉出口温度，是加热炉日常操作中最重要的控制参数一般要求其变化范围在1～-1℃之间。
加热炉炉出口温度控制一般都采用窜级调节系统，窜级调节的负控制回路能及时测量到来自燃料波动的干扰，并对此加以控制，缩短了反馈和调节的通道，为炉出口温度的控制创造了有利条件，对于主回路的干扰，负控制回路虽然不能直接进行调节，但由于负控制回路能及时测量到燃料的干扰，并快速进行消除，加快了调节过程，减少了动态偏差。
2) 炉膛温度
炉膛温度又称火墙温度，是指烟气离开辐射室进入对流室的温度，它表征; 炉膛内烟气温度的高低，是加热炉操作中的重要控制指标。炉膛温度是加热炉负荷的反应，提高炉膛温度能够提高加热炉的辐射传热强度，但过高的炉膛温度，不仅容易引起管内介质的结焦，而且容易烧坏炉管、炉板等，不利于加热炉的长周期的安全运行，除烃裂解炉、烃蒸汽转化炉外其他管式加热炉都把该温度控制在大约850℃以下。
为保证对路体温度的准确测量，热偶等测量元件应安装在烟气流动、火焰扑不到的位置。为避免水平安装的热偶受热变形，一般要求插入炉内的最大悬臂长度600mm ，热偶套管要选用耐热、抗酸氧化材质。
2. 加热炉压力控制
在加热炉操作和管理中，压力的控制，不仅关系着加热炉平稳运行，而且液关系加热炉长周期安全运行，它包括对炉膛压力、燃料压力、雾化蒸汽压力的监控。为保证加热炉长期、平稳、高效、安全运行，各个企业常常把这些压力参数作为加热炉的工艺控制指标，在日常的操作和维护中严格加以执行[6]。
1) 炉膛压力
无论是对自然通风还是加强通风加热炉炉膛压力都是加热炉操作中主要控制参数，它不止是关系着燃料的燃烧状况、加热炉操作的优化、热效率的提高、而且还影响加热炉的安全运行，一般把炉膛压力控制在-2mm H2O(对流室下方) ，同时还要兼顾火焰燃烧状况，以保证燃料的充分燃烧。
炉膛负压是指炉内压力与炉外同标高处大气压力之差。它的炉膛抽力大小的
反应，加热炉负荷，烟道挡板开度、烟囱高度、引风机运行情况、引风机入口蝶阀开度都影响着炉膛开度的大小。炉膛负压不足将会造成空气如炉困难，烟气不能及时排出，燃烧不能正常进行，使烟气和火焰从点火孔，看火窗等缝隙处喷出，严重时将造成炉膛回火爆炸。炉膛负压过的将会造成加热炉漏风量增大，大量空气进入炉内，这不仅会造成炉管的加速氧化剥皮，而且还会造成加热炉热效率的降低。因此，加热炉必须在事宜的负压下进行。
自然通风的加热炉，一般是通过调节烟道挡板的开度来调节炉膛负压的，对强制通风的加热炉是通过调节引风机入口蝶阀的开度来控制炉膛负压的，对采用变频器的引风机电机，炉膛负压的控制是通过调节电机的转数来实现的。为检测炉膛负压，一般要在辐射室、对流段、烟囱设置导压管，利用一台微差压变送器进行负压测量，远传至主控室进行监控。
2) 燃料器压力
燃料器压力也是加热炉日常操作中的工艺控制指标，不同的企业该指标的控制高低不同，一般必须满足燃烧器对最低燃料压力的要求，对于纯烧燃料器的加热炉，燃料的压力还必须满足被加热介质对所需要求，燃料器压力也不易控制过高，过高的压力不利于燃料系统设备的安全运行，同时还容易引起喷嘴脱火或灭火，不利于加热炉的安全运行。
在日常操作中燃料的压力必须维持平稳。因为燃料是为被加热介质提供热源的，压力的变化将引燃料质量的变化，引起燃料供热的改变，进一步影响到被加热介质炉出口温度的稳定，给加热炉的平稳运行带来了困难。燃料系统的压力一般通过压控阀来调节，系统压力高，该阀开启向低压系统排放，否则，该阀开启，
自低压系统倒补燃料气，以维持燃料气系统压力的稳定，如图3-2所示。
图3-2 加热炉综合控制（进料流量、炉底压力、炉出口温度）
3.4.2 反应—再生系统工艺参数控制
反应再生温度控制
一般通过调节两器催化剂循环量和/或反应进料温度控制反应温度。
1. 调节催化剂的循环量。同轴式催化裂化利用再生塞阀（或再生滑阀）控制催化剂的循环量。高低并列式催化裂化和前置烧焦罐式催化裂化利用再生滑阀控制催化剂的循环量。图3-2加热炉综合控制（进料流量、炉底压力、炉出口温度）
2. 有原料加热炉的装置用炉出口温度控制反应进料温度。无原料加热炉的装置主要控制原料与循环油浆换热后的温度。
3. 反应温度一般用提升管出口温度表征。对于采用VQS 、VSS 或VDS
等直连式
分离系统的装置一般控制沉降器集气室出口温度。如果该控制点温度失灵，应立即用距该温度测点最近的温度点控制反应深度。对于MIP 装置，一般控制第一反应区出口温度。
(1) 反应-再生器藏量
对于提升管催化裂化装置，一般用待生滑阀（或待生塞阀）控制反应器藏量。为了减少有害的二次反应，裂化汽油在提升管出口与催化剂快速分离，沉降器催化剂料位一般不超过汽提段。只有当顶旋料腿翼阀故障时，才有可能提高料位埋住翼阀操作。
正常开工时，在提升进油前，再升温度一般由辅助燃烧室瓦斯流量和/或再生器喷燃烧油量控制。
对于蜡油催化裂化，正常生产时当反应生焦不足以维持两器热平衡时，一般用再生器喷燃烧油控制再升温度。
对于重油催化裂化，正常生产时，有外取热器的装置，一般调节外取热器的装置，一般调节外取热量控制再升温度；无取热设施装置，可调整反应进料量或进料性质控制再生温度。采用两段再生的装置，可调整反应进料量或进料性质控制再升温度。采用两段再生的装置，可调整一、二段烧焦比例，控制再升温度。
在其他相同条件下，提高再生温度，反应-再生系统催化剂循环量减小，催化剂再生烧焦效果改善。对于重油催化裂化装置，采用两段再生，一段再生温度较低，二段再升温度较高（一般在700℃左右）；采用单器再生，为避免催化剂高温水热失活，再升温度一般不大于670℃。
(2) 反应—再生两器压力
反应压力一般指沉降器顶部的压力。对于采用VQS 、VSS 等直联式分离系统的装置，是指沉降器集气室内的压力。
正常生产时，一般用气压机入口压力自动调节气压转速或气压机反飞动流量控制反应压力。
当发生原料严重带水、反应进料流控阀失灵全开造成进料量突增或气压机停运等情况时，反应压力超高，可及时用气压机入口放火炬阀控制压力，避免憋跳分馏塔顶安全阀。
再生压力可采用再生压力单参数控制或反应-再生两器差压控制。
对于采用单器再生的催化裂化装置，有烟气轮机（烟机）的装置，可用烟机入口蝶阀或烟机旁路分程控制再生压力。没有烟机的装置一般用双动滑阀控制再生压力。
对于两个再生器串联再生的装置，一般用一再出口双动滑发控制一再和二再差压。采用一再和二再出口烟气合流的装置，二再压力控制与单器再生装置相同。采用一再和二再出口烟气分流的装置，如一再烟气先进烟气，然后经CO 焚烧炉烧掉烟气中的CO 后再与二再烟气合流，再生压力控制与单器再生装置不同。
当主风机突停、再生器辅助燃烧室一次风阀（和二次风阀）失灵关闭或再生压力控制阀失灵全开，将造成再生压力突降，处理不当会造成催化剂中断循环，待生催化剂严重带油。外取热器和/或内取热器爆管或再生压力控制阀失灵全关，将造成再生压力突降，甚至造成主风机飞动。应立即采取有效措施，防止恶性事故发生。
(3) 再生器出口烟气氧含量
一般通过调节进入再生的主风流量（和/或氧气含量）控制再生器出口氧含量。 对于单器完全再生的催化裂化装置，一般加入CO 助燃剂，控制再生器出口氧含量1％～3％（体积）。
对于两个再生器串联再生的装置，一再不完全再生，二再高温再生，不使用CO 助燃剂。采用一再和二再出口烟气合流的装置，在混合烟道中再通入适量的主风，将烟气中的CO 烧掉，控制混合烟气中氧含量1％～3％（体积）。采用一再和二再出口烟气分流的装置，一再烟气中的CO 通过焚烧炉烧掉，二再出口烟气氧含量控制在1.5％（体积）左右。
(4) 沉降器汽提蒸汽量
沉降器汽提蒸汽量直接影响汽提效果和汽提段催化剂密度。汽提蒸汽量过小，汽提段催化剂密度>700Kg/m3, 可能会影响待生催化剂顺利送到再生器。汽提蒸汽量过大，会增大装置能耗，增加运行成本。
一般控制汽提蒸汽量约占催化剂循环量的0.35%（质量）。正常生产时，根据生产负荷线控制较大的气体蒸汽量，然后慢慢降低汽提蒸汽量，同时观察再生温度变化，直到再生温度有所提高时再适当增大汽提蒸汽量。
当仪表故障或反应供汽中断造成汽提蒸汽流量突降或中断时，应立即大幅度降量操作或酌情切断反应进料，避免发生催化剂死床，造成催化剂循环中断。
(5) 剂油比
剂油比是催化剂循环量与反应总进料的比值。提高油剂比，可增加与单位原料接触的催化剂活性中心，可提高反应转化率，气体和焦炭产率升高，在其他相同条件下，汽油辛烷值升高、烯烃含量降低。
加工高残炭、含氮量高的原料，应控制较大的剂油比。对于重油催化裂化，提高剂油比可弥补高温再生造成的催化剂的水热失活，以维持较高的催化剂动态活性。
提高剂油比，可采取如下方法：适当降低再生温度或进料预热温度、选择焦炭选择性好的催化裂化剂或焦剂维持较低的催化剂碳差。图3-1为催化裂化控制系统流程图。
图3-1 催化裂化反应-再生控制系统流程图
第4章 主要仪表及选型
4.1 仪表的选型
在石油加工过程中, 为了有效的进行生产操作和优化控制, 需要对工艺流程中的温度、压力、流量、液位、等基本工艺参数进行测量、调节, 这离不开各种仪表。
一个参数的调节过程是:
参数测量-显示-设定值对比-控制器-执行器-参数变化。测量仪表有温度仪表, 压力仪表, 流量仪表, 液位仪表等。
4.1.1 温度测量仪表
温度的测量我选择工业用装配式热电偶是由上海市大成自动化设备有限公司研制的作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从0℃～1800℃ 范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。它的价格是750 元。
由铁岭铁光仪表有限公司WZPJ1型一体化温度变送器是本公司研制的两线制现场式仪表，采用了先进的检测转换电路及高精度元器件，可将被测介质的温度转换成4-20mA 信号输出。价格是3600元。
负载电阻：24V 供电时，0-600Ω。
供电电源电压：12V-35V 。
使用环境温度：-25℃—85℃。
相对湿度：5～95％。
测量范围:热电偶：-50℃～1800℃。
4.1.2 压力测量仪表
压力表我选择由上海妙思特仪表有限公司MDll51型差压变送器它主要用于测量液体、气体或蒸汽的压力、差压、液位、真空度和流量等工业参数，并将其转换成4—20MADC 标准信号输出。它是以微处理器为核心的现场型压力仪表。它的价格是4200元。
4.1.3 流量测量仪表
流量计我选择由合肥精大仪表股份有限公司VAS 型插入式涡街流量计作为塔顶和一号塔的测量：
插入式涡街流量计是应用卡门涡街原理设计制造的一种流量计，它将一个涡街探测头插入管道特定位置上，通过测量点的局部流速，根据管道截面流速分布关系，计算出管道内平觉流量值，适用于气体、液体和蒸汽的流量测量。它的价格是5200元。
特点：
（1） 流量范围大，测量精度高。
（2） 传感器与介质完全隔离，具有较长的使用寿命。
（3） 由于无可动部件，被测介质中的灰尘和湿气可忽略不计。
（4） 压力损失小。
（5） 特别适用于大口径管道的流量计量。
技术参数：
（1） 主要构件、材料及公称压力。
（2） 准确度等级：0.5级，0.2级（一般在-10℃～+60℃）。
（3） 使用介质温度：-20℃～+180℃，在加热器情况下，温度可达200℃。
（4） 远传显示现场防爆等级：ExiaIICT5。
合肥精大仪表股份有限公司LS 型旋转活塞式流量计作为从2号塔至6号塔的测量它是容积式流量计的一种，它不但设备一般容积式流量计适合于多种介质，耐高温、耐高压、精度高、运行可靠等优点，更适用于高粘度的计量，它的价格是6400元，它的独具特点是：
（1） 活塞实现旋浮运动，磨损极小（一般免维护）。
（2） 体积小，重量轻，拆装便捷省时。
（3） 活塞腔体运行空间大，介质中微小颗粒可自行排出。
（4） 计数器采用液晶显示，能显示瞬间流量、累积流量、班次流量。
（5） 输出信号：4～20mA 或1～5VDC 。
技术参数：
（1） 基本误差（%）：0.2、0.3、0.5。
（2） 最大工作压力（MPa ）：1.6、2.5、4.0。
（3） 温度范围（℃）：0～280。
（4） 介质粘度（mPa.s ）:1～3000。
（5） 管道联接法兰：GB9113.4-2000。
（6） 材料系列：①铸钢系列②不锈钢系列。
由7号塔至塔底我选择由沈阳奥斯通流量仪表有限公司智能插入式叶轮流量计其特点：本品是吸取国外先进技术自行开发而成，它采用耐磨耐蚀的硬质合金轴，刚玉轴承、威氏信号发生器及电脑控制加工的高温耐蚀合金叶轮，产品具有
耐高温，耐腐蚀灵敏度高流速宽，抗振性优越压损小，结构简单等优点。它的价格是4500元。其参数：
管道口径：Ф6mm ～500mm
工作压力：0～40mpa
温度范围：-10℃～350℃
精确度：±0.5%～±0.1%
壳体材质 碳钢 不锈钢 聚四氟
供电电源 内电源3v 外电5v ～24v
输出信号 脉冲信号 4～50mA
4.1.4 液位测量仪表
液位的测量我选择由河北市珠峰仪表设备有限公司的UHZ-59系列翻柱式磁浮子液位计是以磁浮子为测量元件，经磁系统耦合将受压或敝口容器中的被测介质液位传递至指示器的液位或界位测量仪表。本液位计具有多功能、可实现远距离液位或界位的上下越位报警，限位控制或连锁。本液位计既有结构简单，检测功能齐全、读数直观、醒目、测量范围大等优点。尤其适用于大量程、强腐蚀性、易燃易爆等场合。本液位计具有普通型、防爆型、本质安全型三种结构形式。它的价格是19000元[9]。
其中还有变送单元，我选择上海托克智能仪表有限公司UHZ-519B52磁性液位变送器是浮球式液位变送器，用于将容器内的介质液位变送为4-20MADC 二线制标准信号输出。它的价格是3400元。主要技术参数：测量范围300-6000MM 电源220VDC 环境温度-40℃-300℃防爆等级：隔爆。
4.2 调节阀的选择
调节阀我选择由上海妙斯特仪表有限公司ZMAN 型气动薄膜双座调节阀 公称压力：MPa1.6、4.0、6.4 公称通径：DN25～DN300 温度：—40℃～+450℃ 它的价格是580元。
续表4-1
4.3 DCS系统选型
DCS 即集散控制系统，又称分布式控制系统（distributed control system）。它的基础是4C 技术：计算机、通信、控制和CRT 显示技术。
DCS 系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工程师站连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管
理。
现场控制站：实时控制、直接与工业现场进行信息交互
工程师站：工程师的组态和维护平台
操作员站：操作员完成过程监控管理任务的人机界面
过程控制网络：完成控制站、工程师站、操作员站的通讯
装置DCS 选用了杭州和利时的MACSV4.5.1。该系统为和利时目前推出的较先进的开放性大型系统。装置所采用的系统分操作站和控制站两部分。
（1）操作站（information and commond station,ICS）ICS 是一个强化了的人机接口单元。它不仅具有监视和操作功能，还备有软件生成和维修功能。ICS 的窗口是展示影像，也能提供历史趋势、收集统计数据、趋势和报表的功能。主要用于操作人员的操作和管理。
（2）控制站（field control station,FCS ） FCS是整个系统的控制核心，所有的运算都在控制站里完成。能够处理各种各样的过程信号，满足从连续控制到批量控制的各种工业产业的需要。此外，FCS 可以通过通信卡可以与外界网络进行通信，具有强大的网络功能。
（3）外部设备介绍 MACSV4.5.1集散系统提供了专用的球标及键盘，操作者通过它们在操作站进行生产工艺参数调节。球标主要用于选择CRT 上的对象。操作员键盘用于工艺过程的操作和监视。键盘是防尘的，分七个区，分别为功能键区、数据输入区、画面调出区、调节区、报警区、光标区、操作确认区。功能键区有48个键，每个键盘都由用户来定义，用于快速调取所需要的信息。每个键有一个灯和一个空白框内可写用户定义的内容。
4.4 系统概算
2×5200＋2×6400＋2×4500＋9×19000＋13×750＋3×4200＋15×580＋6×3400＋15×3600＝299650 元
第5章 总结
时间如白驹过隙般的流走，专生本的两年时间即将过去，通过这次时达几个月的毕业设计，我的思想有了质的飞跃。以前知识点都是比较零散的，但这次毕业设计后，把大学中所学的东西都串联起来了。从一个只是了解书本的“书呆子”变成能比较灵活原用知识点的大学生。这次设计是非常有意义的。
此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
通过这次实践，我了解了催化裂化反应及再生控制系统工艺过程，熟悉了催化裂化装置的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。
毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了的运用知识的能力，懂得了许多控制方案的优越性。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。
但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对控制器的不了解，等等。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，用电影里的一句话是：我辈既务斯业，便当专心用功。
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谢 辞
两年的大学生活不知不觉中就要结束了，在这段难忘的生活中，有我许多美好的回忆。熟悉的教室，美丽的图书馆，走在大学生活的尽头，我的心中，除了不舍，还是不舍。我想，有许多人和事是我要用一辈子去铭记的，向我的大学生活再见，向我未来的新生活招手。
在这份大学的最后一页里，除了感谢还是感谢，首先要感谢我的学校，感谢在这四年中交给我的做人道理，让我从一个懵懂得高中生变成一个成熟的青年。还要感谢我的论文指导老师王莉老师，在他的指导下我如坐春风很顺利的完成了论文，从心里感谢她。还要感谢的是我们班主任老师及学办的老师，感谢关心照顾我的每一个人，在这里特别感谢你们。当然，还要感谢寝室的兄弟们在我完成论文的过程中给予我的帮助和鼓励，也是他们陪我度过这两年的生活。最后要感谢的就是我的父母、朋友，对于他们我更是有千言万语，还是汇聚成一句话：感谢你们一直都伴随着我。
现在即将挥别我的学校、老师、同学，还有我的大学生活，虽然依依不舍，但是对未来的路，我充满了信心。最后，感谢在大学期间认识我和我认识的所有人，有你们伴随，才有我大学生活的丰富多彩，绚丽多姿！
以后名扬四海，根据即在年轻！