[發明專利]一種乙醇胺裝置中高壓吸收塔出口氨水濃度控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201810214695.1
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108334118B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 李一潔
• 申請（專利權）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術研究院有限公司;中石化煉化工程(集團)股份有限公司
• 主分類號: G05D11/13
• 分類號: G05D11/13;G01D21/02
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;王瑩

1.一種乙醇胺裝置中高壓吸收塔出口氨水濃度控制系統，其特征在于：包括

高壓吸收塔；

氨水回流管線，入口、出口均與所述高壓吸收塔相連接；

第一質量流量計，設置在所述氨水回流管線的出口端上，用于檢測獲取高壓吸收塔本身回流至高壓吸收塔內氨水的流量、溫度以及密度，進而計算出氨水對應的質量百分比濃度；

氨回收管線，出口與所述高壓吸收塔相連接；

第二質量流量計，設置在所述氨回收管線上，用于檢測獲取自閃蒸罐回流至高壓吸收塔內氨的流量、溫度以及密度，進而計算出氨對應的質量百分比濃度；

氨水回收管線，出口與所述高壓吸收塔相連接；

第三質量流量計，設置在氨水回收管線，用于檢測獲取自常壓脫水塔回流至高壓吸收塔內氨水的流量、溫度以及密度，進而計算出氨水對應的質量百分比濃度；

標準濃度氨水補充管線，出口與所述高壓吸收塔相連接；

第四質量流量計，設置在所述標準濃度氨水補充管線上，用于檢測獲取補充至高壓吸收塔內標準濃度氨水流量；

純液氮補充管線，出口與所述高壓吸收塔相連接；

第五質量流量計，設置在所述純液氮補充管線上，用于檢測獲取添加至高壓吸收塔內純液氨的流量；

氨水濃度控制器，與所述第一質量流量計通信連接，接收第一質量流量計傳送的數據，并將第一質量流量計傳送的氨水的質量百分比濃度與氨水的標準濃度進行比較計算，進而獲取對應的純液氨添加擾動數據；

純液氨擾動量控制器，分別與第二質量流量計、第三質量流量計、第四質量流量計通信連接，接收第二質量流量計、第三質量流量計、第四質量流量計的檢測數據，進而計算獲取純液氨添加量的擾動量；

純液氨添加量計算器，分別與氨水濃度控制器、純液氨擾動量控制器通信連接，用于計算純液氨的添加流量；

純液氨流量控制器，分別與所述第五質量流量計、純液氨添加量計算器通信連接，接收純液氨添加量計算器的計算結果以及第五質量流量計傳送的純液氨流量數據，進而對輸入純液氮補充管線的純液氨添加流量數據進行反饋控制；

純液氨控制閥，設置在純液氮補充管線并與純液氨流量控制器電連接，根據純液氨流量控制器的純液氨添加流量數據控制純液氮補充管線的開度。

2.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于：還包括與所述第一質量流量計通信連接的氨水回流流量控制器，以及與所述氨水回流流量控制器電連接的氨水回流控制閥，所述氨水回流控制閥設置在所述氨水回流管線的出口端上，以根據氨水回流流量控制器的氨水回流流量數據控制氨水回流管線的開度。

3.根據權利要求1或2所述的控制系統的乙醇胺裝置中高壓吸收塔出口氨水濃度控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)第一質量流量計實時獲取高壓吸收塔本身回流至高壓吸收塔內氨水的流量、溫度以及密度，進而計算出氨水對應的質量百分比濃度；

氨水濃度控制器接收第一質量流量計傳送的數據，并將第一質量流量計傳送的氨水的質量百分比濃度與氨水的標準濃度進行比較計算，進而獲取對應的純液氨添加擾動數據CV_AC203并傳送至純液氨添加量計算器；

(2)第二質量流量計實時獲取自閃蒸罐回流至高壓吸收塔內氨的流量、溫度以及密度，進而計算出氨對應的質量百分比濃度，并傳送至純液氨擾動量控制器；

(3)第三質量流量計實時獲取自常壓脫水塔回流至高壓吸收塔內氨水的流量、溫度以及密度，進而計算出氨水對應的質量百分比濃度，并傳送至純液氨擾動量控制器；

(4)第四質量流量計實時獲取補充至高壓吸收塔內標準濃度氨水流量，并傳送至純液氨擾動量控制器；

(5)純液氨擾動量控制器計算擾動量數據F；

F＝ΔF₂+ΔF₃+ΔF₄

ΔF₂＝KFF₂*(A-B)*ΔF₂₀₄

ΔF₃＝KFF₃*(FF_n*C_n-FF_n-1*C_n-1)

ΔF₄＝KFF₄*A*ΔF₂₀₆；

其中，ΔF₂表示氨回收管線上對純液氮添加流量的擾動量，ΔF₃表示氨水回收管線上對純液氮添加流量的擾動量，ΔF₄表示標準濃度氨水補充管線上對純液氮添加流量的擾動量；KFF₂表示ΔF₂的前饋控制增益，KFF₃表示ΔF₃的前饋控制增益，KFF₄表示ΔF₄的前饋控制增益；ΔF₂₀₄表示第二質量流量計當前采樣時刻采集的流量數據與上一采樣時刻采集的流量數據差，A表示高壓吸收塔內反應物氨水的標準濃度，B表示第二質量流量計計算獲取的氨回收管線內的氨水的質量百分比濃度；FF_n表示第三質量流量計當前采樣時刻采集的流量數據，FF_n-1表示第三質量流量計上一采樣時刻采集的流量數據；C_n表示第三質量流量計根據當前采樣時刻采集的數據計算獲取的氨水質量百分比濃度，C_n-1表示第三質量流量計根據上一采樣時刻采集的數據計算獲取的氨水質量百分比濃度；ΔF₂₀₆表示第四質量流量計當前采樣時刻采集的流量數據與上一采樣時刻采集的流量數據差；

(6)純液氨添加量計算器根據(1)中計算獲取的純液氨添加擾動數據CV_AC203和(5)中計算獲取的擾動量數據F計算純液氨的添加量。