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    IDA-013型柴油全馏程在线分析仪在长岭炼化的应用

    IDA-013型柴油全馏程在线分析仪在长岭炼化的应用

     

    陈畅

     

    中石化长岭分公司信息技术管理中心   邮编 414012

     

    摘要: IDA-013柴油全馏程在线分析仪应用于长岭炼化催化和焦化装置在线检测分析轻柴油的全馏程。分析仪的投用能实时监测生产过程中柴油馏分质量参数的动态变化,并将检测数据实时显示,引入到先进控制(APC)应用,实现生产过程在线质量控制与监测。同时对保证装置的产品质量,提高轻质油收率,减少人工化验分析频次及劳动强度,提高经济效益等起到了十分积极的作用。

     

    关键词:全馏程  在线质量分析仪表  产品质量监测

     

    一、馏程的意义

     1.馏程的定义

    在标准条件下,蒸馏石油所得的沸点范围称为馏程,即指油品在规定条件下蒸馏所得到,从初馏点到终馏点表示蒸发特征的温度范围。整个馏程包括的项目有初馏点10%50%90%95%和终馏点(或干点)。

     

    2.馏程的测定

    采用恩氏蒸馏方法,即取100毫升试样在规定的仪器上,按规定的条件和操作方法进行。这种蒸馏是条件性的,蒸馏出的数量只是相对的比较数量,而不是真正的数值,即不是实沸点的蒸馏。但这仍然是控制汽油、煤油、柴油等轻质燃料和各种溶剂油的重要指标。

     

    3.馏程的控制意义

    馏程是石油产品的主要指标之一,主要用来判定油品轻、重馏分组成的多少,控制产品质量和使用性能等。在轻质燃料上具有重要意义,它是控制石油产品生产的主要指标,是轻质油品重要的试验项目之一。

    车用汽油的馏程可以看出它在使用时启动、加速和燃烧的性能。初馏点和10%馏出温度过高,冷车不易启动;过低又易产生气阻现象(夏季在发动机温度较高的油管中的汽油,蒸发形成气泡,堵塞油路,中断给油。汽油50%馏出温度是表示它的平均蒸发性,它能影响发动机的加速性;50%馏出温度低,它的蒸发性和发动机的加速性就好,工作也较平稳。汽油90%馏出温度和干点表示汽油中不无援蒸发和不能完全燃烧的重质馏分的含量。这两个温度低,表示其中不无援蒸发的重质组分少,能够完全燃烧。反之,表示重质组分多,汽油不能完全蒸发和燃烧。这样,就会增加汽油消耗量,甚至稀释润滑油,增加机件磨损。

    对于柴油,馏程是保证柴油在发动机燃烧室里迅速蒸发气化和燃烧的重要指标。为了保证良好的低温启动性能,应有一部分轻质组份(130160℃)。轻柴油50%馏分温度应为300℃,以确保燃烧时的平均蒸发性能,利于平稳燃烧。轻柴油95%馏分温度应低于350℃355℃范围,终馏点低于365℃,否则在高速柴油机中不能及时蒸发和燃烧,造成燃烧室结焦和排气冒黑烟。重柴油对馏程要求较低,控制在250450℃即可。

     

    4.馏程测量在线化的重要性

    在投用在线馏程分析仪之前,各生产装置都是采用人工定时取样进行化验分析,然后将分析结果报告给生产工艺操作人员,操作人员依据该人工化验分析数据对相关的工艺参数进行必要的调整,以便保证装置馏出口的油品质量处于合格的范围之内。如:催化装置粗汽油干点和柴油95%点,在未投用在线分析仪之前,是通过人工定时(四到八小时一次)在馏出口采样化验分析获得的。车间工艺人员依据人工化验结果,对相关工艺参数进行适当的调整,使粗汽油干点和柴油95%点维持在要求的控制范围之内。由于人工化验分析间隔时间太长,更多时候操作人员都只能凭经验进行相关的控制操作,为了避免汽油和柴油不会因为其干点或95%点过高而出现油品质量不合格,通常都采取保守操作,使粗汽油干点和柴油95%点适当远离质量上限值,因此,降低了汽油和柴油的的收率。

    如果在催化汽油和柴油馏出口安装馏程在线分析仪,工艺操作人员就可以随时观察到汽油干点和柴油95%点或干点的变化情况,并尽可能使其靠近上线进行控制操作,提取更多的汽油和柴油这些较轻质的油品组分,如果再进一步将在线分析数据与DCS计算机上APC先进控制模型相结合,进而实现馏出口质量先进控制,实现卡边生产,获取更大的经济效益。


     

    二、IDA-013柴油全馏程在线分析仪在长岭炼化的应用

    轻柴油是催化装置、焦化装置的主要产品之一。为了保证产品质量和收率,长岭炼化催化装置早在2006年就使用了一台IDA-013柴油全馏程在线分析仪。用于实时监视生产过程轻柴油馏分质量参数的动态变化,并将检测数据送到生产装置DCS控制系统实时显示、存储,实现生产过程在线质量监测并参与先进控制。取得较好效果后,于2008年又在焦化应用一台IDA-13柴油全馏程在线分析仪,用于在线检测焦化轻柴的全馏程,作为焦化APC项目的配套分析仪,实现生产装置油品质量的优化先进控制。2010年在3#催化和常减压装置又分别配套投用了一台IDA-013柴油全馏程在线分析仪用于轻柴的全馏程在线检测。

     

    作为先进控制的主要变量校准仪表,在线分析仪投用后,给生产装置和控制仪表起到了非常重要的作用:

    ²       分馏塔的操作平稳,轻柴油抽出温度、分馏塔和回炼油液面标准方差比以前大大减少,同时轻柴油抽出温度的均值比以前从274.6℃增到277.1℃,升高了2.1℃,相应的柴油95%点有一定幅度程度的提高。

    ²       在线仪表投用后,质量指标卡边操作,提高了装置的轻油收率,增加了装置的经济效益。没有在线分析的情况下,操作工为了保证产品质量,对控制的指标留有一定的余量,这样就牺牲了产品收率。通过统计5个月投用仪表的装置轻油收率,和未投用仪表的数据作对比,结果表明:投用仪表控制后,装置的轻收平均提高约0.81个百分点。若剔除原料性质的变化和其它因素,按照该统计数据的50%计算,投用仪表控制后可提高装置轻油收率约0.43个百分点,每年可增加经济效益约230万元。

    ²       延迟装置投用仪表校正先进控制后,实现了装置的更平稳操作,减轻了操作工的劳动强度,操作工更愿意投用仪表。

    ²       大大降低人工化验的劳动强度。没有在线分析仪的情况下,人工采样化验的频率是每4小时一次。在线分析仪替代人工化验的情况下,周一至周五每天1200人工采样化验分析一次,与仪表对比数据,这样一周共5次,比原先的42次可减少37次分析,大大减少分析频次,从而节约了人工成本。

    这些在线分析仪的投用对指导工艺生产操作、实现卡边生产、提高馏出口产品收率、保证产品质量、减少和降低人工化验分析的劳动强度,提高装置的经济效益等都发挥了重要作用。

     

    三、系统测试评价

    为了考核对IDA-013柴油全馏程在线分析仪的分析数据的准确性和可靠性,我们采用定点、定时人工化验采样分析与仪表分析对比数据,收集了部分分析对比数据。

     


    从上表可以看出,超差数据4个合格率92.7%,最大偏差4.8,平均偏差1.85,标准方差2.36,仪表分析数据与化验数据跟踪较好,数据变化趋势吻合。测量跟踪性能、连续性均能较好地反映了生产装置工艺变化的趋势,有效满足了工艺生产对轻柴干点控制的要求,对工艺生产操作具有较好的指导作用,对装置提高产品收率、保证产品质量方面发挥了重要作用。

     

    四、总结

    用在线分析仪数据对软测量数据进行实时校正,软测量数据直接参与先进控制,是高科技发展的必然趋势,这样既保留了软计算快速的特点,又借助于在线分析仪的重复性好、数据准确性高、受工艺条件影响小的优势,将会很大程度提高装置质量先进控制的性能和水平,产生更好的效益。

    在国外的石油化工企业,在线质量分析仪表的应用非常普遍;在国内,在线质量分析的应用也被越来越多的有识之士所重视。近几年,中石化先进控制项目中大量采用了在线质量仪表作为配套设备。在各生产装置,有很多的部位和过程点都可使用在线分析检测,如常减压各侧线产品的馏程、闪点、蒸汽压、倾点等,催化柴油馏程、倾点、催化液态烃组成等,重整烟气再生分析、聚丙烯进料氢浓度等等。这些点位的在线分析,可以有效及时为工艺操作提供操作数据及时调整操作,或引入自动控制,APC先进控制等,实现卡边操作,确保产品质量和平稳操作,同时可大大减轻化验工的劳动强度。总之,在线分析仪表的普及应用对提高经济效益将会起到至关重要的作用。

     

     

    作者简介:

    陈畅,现任中石化湖南长岭分公司信息技术管理中心运行部主任,工程师,从事炼油厂在线色谱、在线油品质量、在线安全与环保等分析仪表应用、维护和管理20多年,对炼油行业各类在线分析仪器的原理和应用有深入的了解和掌握,有丰富的现场应用经验。