二甲苯精馏塔DCS控制方案设计

论文总字数：14991字

摘 要

二甲苯有四个异构体，目前工业上最为重要的一个异构体是对二甲苯，几乎全部用来生产对苯二甲酸与乙二醇制得的涤纶聚酯。本次控制方案设计的装置概况来源于扬子石化的芳烃厂，从重整和异构化装置来的原料，经过对二甲苯精馏塔的处理后送至吸附分离装置。结合对二甲苯塔精馏的工艺指标，分析精馏过程的扰动情况，建立合适的自动控制方案，包括绘制出带控制点的工艺流程图。工艺流程确定后，针对每一个阀门管件进行选型。本次DCS控制方案是采用横河CENTUM-CS3000系统。结合实际对横河CENTUM-CS3000系统进行了详细的硬件选型并绘制DCS系统结构图，如HIS（操作员站）、ENG（工程师站）、FCS（控制站）等。然后利用组态软件对CS3000进行组态，对连控图进行测试与优化。最后绘制DCS动态流程图，设计出一个高效合理及能够安全生产的乙烯精馏塔DCS控制方案。

关键词：对二甲苯精馏塔；控制方案；自动化；DCS；CENTUM-CS3000

DCS control design for P-xylene distillation column

Abstract

There are four isomers of P-xylene. At present the most important isomers of the industry is X-ylene, which is almost used in the production of terephthalic acid and ethylene glycol prepared of polyester. The device profile control scheme designed from SINOPEC YANGZI PETROCHEMICAL CO.,LTD. Raw material come from reforming and isomerization unit, and carry to the adsorption device after the treatment of P-xylene distillation column. With the technical index of xylene distillation tower and analysing the process of disturbances from distillation process. Building appropriate auto-matic control procedures.Including a process flow diagram with control point. Select each valve fittings when process is determined. We select Yokogawa’s CENTUM-CS3000 system as DCS system. Yokogawa’s CENTUM-CS3000 DCS system was carried out a detailed hardware selection, such as HIS (operator station), ENG (engineer station), FCS (controllers), etc. Then use the configuration software for configuration CS3000 system,for testing and optimizing the control charts.After configurating then drawing the dynamic flow chart of DCS. Finally, design an efficient and reasonable and safe production of ethylene fractionator DCS control scheme.

Keywords: P-xylene Distillation Column; Control Scheme; Automation; DCS; Yokogawa CENTUM-CS3000

目 录

第一章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2 课题研究的意义 1

第二章 对二甲苯（Para-xylene）塔的工艺 2

2.1 本次毕业设计的工艺流程图： 2

2.2 对二甲苯塔（DA-801）的精馏流程： 3

2.3 工艺要求及指标： 3

2.3.1 工艺要求 3

2.3.2 工艺参数项目细目 4

第三章 对二甲苯塔控制方案设计 5

3.1 简单控制的原理简介 5

3.1.1 本次设计运用简单设计的控制清单： 5

3.2 复杂控制系统 6

3.2.1 串级控制 6

3.2.2 串级均匀控制系统 7

3.2.3 本次设计运用复杂控制的控制清单： 7

3.3 本次精馏塔液位的控制： 7

3.3.1 塔釜液位控制 7

3.3.2 塔顶温度控制 8

3.3.3 塔顶储罐液位控制 8

3.4 带控制点的工艺流程图 9

第四章 检测仪表与控制阀的选型 10

4.1 检测仪表 10

4.1.1 压力检测及仪表 10

4.1.2 流量检测及仪表 11

4.1.3 物位检测及仪表 12

4.1.4 温度及检测仪表 13

4.2 控制阀原理及分类 14

4.3 气开气关选择 14

4.4 控制器正、反作用和控制规律的确定 14

4.4.1 控制器正、反作用 14

4.4.2 控制器的控制规律 15

4.5 综上一览表 15

第五章 控制装置选型 16

5.1 CENTUM-- CS3000集散控制系统的简介 16

5.2 对二甲苯的CS3000系统结构与硬件选型 16

5.2.1 CS3000系统构成及系统硬件介绍 16

5.3 系统结构图 16

5.4 系统的主要硬件介绍 17

5.4.1 人机接口站（HIS） 17

5.4.2 现场控制站(FCS) 18

5.4.3 I/O模件简介 18

5.4.4 RIO总线型现场控制站的NODE 19

5.4.5 V-net网 20

5.4.6 Ethernet 20

5.4.7 现场排布总线介绍 20

5.4.8 操作员及工程师站的PC机配置 20

5.5 接线图 21

第六章 利用组态软件进行组态 22

6.1 运行组态软件新建FCS 22

6.1.1 建立新的FCS 22

6.1.2 创建新的HIS 22

6.2 控制站组态 23

6.2.1 建立NODE 23

6.2.2 连控图绘制 23

6.2.3 功能模块详细设置 24

6.3 操作站组态 25

6.3.1 趋势组 25

6.3.2 控制组 25

6.3.3 流程图 26

6.3.4 总貌 26

第七章 进行组态软件模拟运行 27

7.1 主要画面 27

7.1.1 总貌 27

7.1.2 对二甲苯塔动态流程图 27

7.1.3 控制组一览表 28

7.1.4 调整画面 28

7.1.5 实时趋势图 29

结 论 30

致 谢 31

参考文献 32

第一章 绪 论

1.1 引言

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