第52卷第4期 2016年8月
石油化工自动化
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
Vol.52,No.4 August，2016
智能控制技术在PSA制氢装置中的应用
刘潭
（中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂，甘肃酒泉735200）
摘要：详细介绍了制氢工艺过程中变压吸附(PSA)技术的操作流程，采用I/ASeries控制系统应用于PSA制氢装置，设计变压吸附自动控制过程方案，并闹述了该系统的功能及控制方案实现方法。实践证明，智能控制技术在PSA制氢装置中的成功投用，优化了控制过程，取得了良好收益，实现了系统安全运行
关键词：PSA变压吸附技术DCS切塔关键仪表自动控制
中图分类号：TP273
文献标志码：B
文章编号：10077324(2016)04-0065-03
中国石油玉门油田炼油化工总厂700kt/a柴油加氢装置及配套制氢项目顺利投产，控制系统发挥了重要的作用。变压吸附(PSA)制氢装置控制的成功投用，为该厂柴油升级项目的顺利进行提供了可靠的原料来源保证。
PSA是分离气体混合物的一项技术，即在较高压力下进行吸附，在较低压力（甚至真空状态)下使吸附的组分解吸出来，使吸附剂再生出来得以循环使用。由于变压吸附循环周期一般较短，吸附热来不及散失，可供解吸用，吸附热和解吸热引起的床层温度变化很小，可以近似看作等温过程。变压吸附过程是利用吸附剂特性来实现吸附与解吸的，吸附剂在高杂质压下大量吸附原料气中需脱除的某些杂质组分，然后降低杂质的分压使杂质得以解吸，即变压吸附工作状态是在一条吸附等温线上变化。
控制过程 1
该厂制氢装置采用PSA制氢法，控制过程涉及的控制阀门较多，操作时间连续，控制方案复杂，工艺控制过程主要包括吸附、均降、顺放、逆放、冲洗、均升、终升。只有准确控制每个点，才能在安全、平稳的前提下提高氢气的收率，满足生产要求。
控制过程如图1所示。 2控制系统
该厂PSA制氢控制系统采用Foxboro公司 I/ASeries控制系统，该系统最大特点是软件、硬件和通信系统都广泛采用开放型标准设计，硬件品种少，可靠性高，组态灵活。硬件主要包括：工程站(AW站)、操作员站（WP站）、控制站(CP站)。主要软件包括：
1）IACC系统数据库组态软件，完成控制系统数据库组态（回路定义、控制方案生成），回路下载
与上载管理，在线数据管理等。万方数据
2）系统定义软件，完成控制系统监视硬件组态生成，主要应用于工程师站、操作站的安装
3）系统硬件管理软件，主要用于监视系统硬件运行情况，对控制系统网络状况及硬件进行软监视和操作管理，完成故障定位，硬件的更换和复位工作。
4）流程图组态软件。
5）历史数据组态与管理软件。 2.1系统功能
依据变压吸附氢提纯单元的控制要求，该单元
控制系统采用1套控制系统，并以此为核心构成全部控制与管理功能。
1）先进的PSA专用软件在某个吸附塔出现
故障时，可自动、无扰动地将故障塔切除，转入10 塔、9塔、8塔、7塔、6塔运行操作，从而实现装置的在线检修。操作人员可以根据系统提示随时确认切换切塔操作，完成设备应急检修任务，大幅提高了装置运行的可靠性。
2）关键的升压过程和逆放过程采用了智能的自适应调节控制模式，可保证吸附塔的压力变化过程自动接近于理相压力曲线，该功能可保证吸附、解吸过程的平稳，降低管道气流噪音。
3）控制软件包可自动实现吸附时间的优化，自动在保证产品合格的情况下提高氢气回收率。
4)控制系统对所有动力设备和工艺设备进行
统一监控，操作简便，并具有完善的产品质量联锁和安全联锁功能。
蒋件收到日期：2016-02-25，修改稿收到日期：2016-05-17，作者简介：刘源(1971--)，男，甘肃镇原人，1993年毕业于西北轻工业学院(现陕西科技大学)计算机自动化专业，获学士学位，现就职于中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂，从事石油化工自动化工作，任工程师。