[发明专利]分子筛脱水装置脱水塔优化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气行业分子筛脱水装置工艺自动控制技术领域，具体涉及分子筛塔初始化与切换控制方法。

背景技术

分子筛是人工合成沸石，是强极性吸附剂，对极性、不饱和化合物和易极化分子(特别是水)有很大的亲和力，故可按照分子极性、不饱和度和空间结构不同对原料气进行分离。分子筛热稳定性、化学稳定性高，又有许多孔径均匀的微孔道与排列整齐的空腔，其比表面积大(800～1000m²/g)，且只允许直径比其孔径小的分子进入微孔。分子筛对水的吸附有很好的选择性，从而实现了水与原料天然气的分离。

工艺过程简述如下：

从上游装置来的的原料气，经湿净化气聚结器除去夹带的水滴后进入分子筛脱水塔。原料气进行脱水吸附过程。脱除水后的净化气通过产品气粉尘过滤器输送至下游管线。

从产品气管线或原料气管线上引出一部分作为冷却气，冷却气自上而下通过刚完成再生过程的分子筛脱水塔，以冷却该塔。

冷却气出塔后进入再生气加热炉，加热至200至300℃后作为贫再生气，贫再生气自下而上通过刚完成吸附过程的分子筛脱水塔，以加热分子筛床层，使吸附的水脱附并进入再生气中。再生气出口温度达到240至280℃，并稳定20min视为完成再生过程。

由于天然气分子筛脱水工艺种类繁多，每个分子筛脱水塔需控制的阀门至少包括吸附阀组、再生阀组、冷却阀组，有的分子筛塔还包括低压再生压力控制阀组、装置内需在切换过程中控制的阀门包含再热炉启停控制或冷吹阀旁路控制等，由于需要控制的阀门数量多，造成初始化操作过程繁琐，程序运行时错误排查困难，故障后恢复步骤复杂。程序一经设定修改困难，工况一旦发生变化原程序难以适应多种工况的需求，需重新组态调试，耗费大量调试时间，给现场使用造成极大不变。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种分子筛脱水装置脱水塔优化控制方法，具有极强的适应性，可满足不同分子筛脱水工艺对分子筛塔初始化及切换的需求。

本发明所采用的技术方案是：一种分子筛脱水装置脱水塔优化控制方法，包括如下内容：

一、单塔优化控制：采用时序自动控制模式，切换时间人为设定，主程序切换按照：原冷却改吸附—>原吸附改再生—>原再生改冷却的步骤执行；切换时间包括首次切换时间T1、正常切换时间T2和阀组切换周期T3；

二、降塔操作优化控制：

4塔转3塔的控制，切换前确保4塔中有1座塔(如A塔)处于冷却状态、4塔中有2座塔(如B塔和C塔)处于吸附状态、4塔中有1座塔(如D塔)处于再生状态，在等待首次切换时间T1后按照原冷却塔(如A塔)转吸附、原吸附塔(如B塔)转再生、原再生塔(如D塔)转冷却的顺序进行切换，此时原2座吸附吸附塔中有1座塔(如C塔)退出切换程序转为检修检修状态，首次切换完成后，按正常切换时间T2等待，然后进行下一次3塔切换。

3塔转2塔的控制，切换前确保3塔中有1座塔(如A塔)处于冷却状态、3塔中有1座塔(如B塔)处于吸附状态，3塔中有1座塔(如C塔)处于再生状态，在等待首次切换时间T1后按照原冷却塔(如A塔)转吸附、原吸附塔(如B塔)转再生冷却的顺序进行切换，原再生塔(如C塔)退出切换程序转入检修状态。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明的分子筛单塔控制方法能适应于各种类型的天然气分子筛脱水工艺装置，包括等压再生、降压再生工艺过程分子筛塔的切换，设有冷吹旁通管线的分子筛脱水装置工艺阀门的控制、需要对再生气热炉等热源进行启停控制的脱水工艺过程。本发明同时提出一种4塔转3塔、3塔转2塔运行的降塔操作优化控制方法，可大大提高分子筛脱水装置使用经济性与适应性，提高工艺运行效率。本发明在程序中加入分子筛塔运行状态识别，方便操作人员排除故障迅速恢复生产。具体表现如下：

1、采用统一的执行架构，仅仅需要选择切换，即可适应各种分子筛脱水装置的初始化与切换过程控制。大大提高了设计与运行效率，降低了开发与操作难度，提高了工程质量。

2、降塔操作优化控制算法，大大提高分子筛脱水装置使用的适应性、安全性与经济性，提高工艺运行效率。

3、在程序中加入分子筛塔状态识别算法，方便操作人员排除故障迅速恢复生产。

具体实施方式

一种分子筛脱水装置脱水塔优化控制方法，包括以下内容：