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第1篇

[關鍵詞]石油化工業自動化儀表及系統

中圖分類號：TQ056；TE967 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）46-0105-01

1 石油化工工業

石油化工工業是由化學工業發展而來，石油化工指以石油和天然氣為原料，生產石油產品和石油化工產品的加工工業。石油產品主要包括各種燃料油和油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。生產這些產品的加工過程常被稱為石油煉制。石油化工產品以煉油過程提供的原料油進一步化學加工獲得。生產石油化工產品的第一步是對原料油和氣（如丙烷、汽油、柴油等）進行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生產多種有機化工原料（約200種）及合成材料（塑料、合成纖維、合成橡膠）。這兩步產品的生產屬于石油化工的范圍。有機化工原料繼續加工可制得更多品種的化工產品，習慣上不屬于石油化工的范圍。

2 石油化工自動化

石油化工自動化也分煉化自動化、油氣田自動化、海上平臺自動化及輸油、氣管線自動化等分支。從20 世紀60 年代起，我國在引進、消化、吸收基礎上，已經形成了石化工業和創新體系。2006年9 月投產的茂名年產100 萬噸乙烯工程，新建裂解裝置國產化率達到了 87.8%。目前我國在裂解技術、有機原料生產技術和聚合技術三大領域均有了一批自己的專利技術。煉油廠的燃料產品中，壓縮天然氣（CNG）和液化石油氣（LPG）等氣體燃料將成為21 世紀汽車的主導能源，加上天然氣原料增加因素，對于煉化工業的工藝會有一定影響。由于節能、環保、有效利用資源的要求，石化技術正出現新的突破，即出現第二代石化技術。

3 自動化儀表及系統

3.1 自動化儀表

自動化儀表主要有壓力儀表、溫度儀表、物位儀表和流量儀表四種。

①壓力儀表壓力范圍為負壓到 300MPa（高壓聚乙烯反應器）壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表采用多種原理，而且可用于脈動介質、高溫介質、腐蝕介質、粘稠狀、粉狀、易結晶介質的壓力測量，精度可達 0.1 級。

②溫度儀表石化現場設備介質溫度一般都需要指示控制，溫度范圍為-200℃到 +1800℃.大多數采用接觸式測量.在現場指示的水銀玻璃溫度計多被雙金屬溫度計取代，最常用的是熱電阻、熱電偶。

③物位儀表在石化行業一般以液位測量為主，由于測量過程與被測物料特性關系密切，物料儀表沒有通用產品，按測量方式分為直讀式、浮力式、輻射式、電接觸式、電容式、靜壓式、超聲波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等。

④流量儀表如今所說的流量，不是一般的流速，是單位時間內流經有效截面的流體的體積和質量，另外還需要求知管道中一段時間內流過的累積流體的體積和質量（流量積算儀）。

3.2 其他儀表

3.2.1 分析儀和在線過程分析儀

從工藝上看，生產過程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數的保證，只是間接保證最終產品或中間產品的質量合格，所以對過程中物料成分的直接分析和對最終產品的成分分析是非常重要的。又從環境保護的角度看，排放的物質也是要分析和在線監測的。多變量控制已在煉油，石化行業開始進入生產階段，它以DCS為基礎，可以是獨立的，也可以是一個軟件包，它與多變量動態過程模型辨識技術，軟測量技術有關，多采用測控與PID串級控制相結合方式等。

目前在煉油廠中，對于分析儀器和在線過程分析儀的需求很旺盛，分析儀器的高科技含量，特別是對多學科配合要求高等，使得近年來分析儀器的科研和應用投入力量大，主要有液相色譜、氣相色譜、質譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發射光譜、電化學等分析儀器。

3.2.2 執行器

由執行機構和調節機構聯動構成。石化行業經常使用的是氣動執行器，少數液動執行器，其中氣動薄膜調節閥又是最常用的，另有少數氣動活塞、氣動長行程執行機構。調節機構（閥）由閥體、閥芯、閥座、上閥蓋等構成，其中閥芯有平板、柱塞、開口3種類型。按閥體結構分調節閥的產品有直通單座、直通雙座、三通型、隔膜型、軟管閥、閥體分離閥、凸輪撓曲閥、超高壓閥、球閥、籠形閥等。

3.3 控制和安全系統

①常規控制石化工業自動化的連續控制、批量控制、順序控制的基本控制策略沒變。其中主要為連續控制，或稱反饋控制、回路控制，仍然以 PID 調節為基礎，功能塊之間連接可以是多重串接、選擇性連接、并聯連接，自動補償、自動跟蹤、無擾切換，多配方自動改變參數或功能塊連接方式。它能在保持系統穩定的基礎上滿足復雜參數的計算、綜合指標的顯示和監控，從而幫助操作人員實現回路操作、單元操作應付多種燃料變化、原料變化，實現生產指標、節能指標，保證環保運行，完成大型裝置的開、停車、一般故障處理及一般連鎖保護。但石化行業目前的主流控制策略仍是適應多回路控制站的功能塊復雜組態能力的控制策略。

②智能控制和優化在現代控制論的推動下，各種智能化算法應運而生，其中除智能 PID 控制器外，多變量預測控制已在煉油、石化行業開始進入生產實踐階段。

③人機界面目前石化企業正在由一個裝置一個控制室逐步過渡成數個裝置一個控制室，而且最終是以 CRT 或 LCD 屏幕顯示為主，輔以少數顯示儀表和指示燈，以鼠標、鍵盤操作為主，輔以觸摸屏及少數旋鈕和按鈕，工業電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入 DCS 操作站的屏幕。

④安全儀表系統石化裝置由于大型化、連續化及工藝過程復雜、易燃、易爆、對環境保護要求高等原因，安全性要求日益提高，由 DCS 等設備完成安全連鎖保護的方法，在某些企業已經不能滿足要求，所以緊急停車系統（ESD）等為 DCS 之外的單獨設備。此外還有火災和可燃氣體監測系統（FGS）、轉動設備管理系統（MMS）；特別是壓縮機組綜合控制系統（ITCC，因其防喘振而特殊）等。現在自動化儀表行業興起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全儀表系統（SIS），正是為了進一步滿足石化企業的需求而開發的。它是在安全總概念下，不同于3C強制安全認證、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是專門的工程解決方案，它連續在線運行，當偵測任何不安全過程事件時，能夠立即采取行動，以減輕可能造成的損失。功能安全還應結合風險度、安全指標、安全完整性等級（SIL）等，正確選用 SIS（或直接稱 ESD）系統。

結語

近幾年來，我國在自動化儀表的發展取得了巨大進步.現代自動化儀表的智能化技術及系統改善了儀表本身的性能，影響了控制網絡的體系結構，其適應性越來越強，功能也越來越豐富。

參考文獻

[1] 期刊論文李楨.Li Zhen 自動化儀表系統供電方案的改進-石油化工自動化2008，44（6）.

[2] 陸德民.石油化工自動控制設計手冊（第三版）.化學工業出版社，2000，2.

[3] 期刊論文陳緗雯.邱宣振. Tube與自動化儀表系統工程-石油化工自動化2009，45（4）.

第2篇

關鍵詞：石油化工；污水處理；技術進展

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

引言

隨著現代工業的不斷發展，對于石油的需求也是日益增多，隨之而來的是各類的石油化工廢水，其主要來源于在石油化工產品加工的生產工藝所產生的廢棄物，而且大多數的存在形式是以乳狀液體。相比較其他的廢水而言，由于石油化工廢水中富含較多的油、有機物含量等多種類型的污染物，繼而造成了石油化工廢水的水質情況更為復雜，因此對于石油化工廢水的處理就比較困難，一般都是采用多種不同的處理方法進行，待污染物達到了國際的排放標準之后才予以排放。所以，現在對于石油化工廢水的處理依舊是一個科研熱點。

一、物理法

（一）隔油

隔油是石油化工廢水處理中的基礎工序，石油化工廢水處理的隔油一般是在專門的隔油池中進行，將廢水中的污染物進行初步沉淀，不同的隔油形式會產生不盡一致的隔油效率，耿士鎖通過經過研究對比，發現斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好一些。呂炳南通過試驗研究及實地檢驗，發現將隔油池進行適當的傾斜改造，能夠有效的提升隔油的效率。

（二）氣浮法

氣浮是利用微小氣泡粘附廢水中的懸浮物，由于絮凝處理后，廢水中有較多的細微固體懸浮物、石化油等污染物，通過氣浮的方式進一步減少這些懸浮物，深化廢水處理的質量，陳衛瑋在研究中發現，通過渦凹氣浮系統，能夠較高的提高廢水中處理的程度，朱東輝等經過試驗研究，認為用旋切氣浮法處理煉油廢水，廢油的去除率更高。肖坤林等在實驗研究的基礎上，結合單級氣浮技術和多級板式塔理論，開發出兩級氣浮塔處理含油廢水的新工藝，實現了塔釜一次曝氣、多級氣浮的分離，并研究了氣浮塔板的流體力學性能、布氣性能及操作條件對廢水處理效率的影響。

（三）吸附法

吸附是石油化工廢水處理中經常使用的技術，用活性炭來吸附廢水中的污染物，使廢水得到初步的控制，吸附法往往與絮凝法、氧化法共同使用。但是由于活性炭容易造成二次污染，給廢水處理帶來一定的難度，近年來，隨著材料技術的進步，越來越多的吸附材料被運用到石油化工廢水處理中，季凌等用纖維活性炭對石化企煉油化工廢水進行吸附實驗，發現活性炭對煉油廢水的處理是有一定的范圍的，如對電導氯離子的去除作用就比較小，如果將活性炭與混凝聯合使用，對氯氨等的去除作用就比較大，能夠比較明顯地增強凈化效果，如果將活性炭與臭氧聯合使用，能夠進一步地提升廢水的處理率。

二、生物法

隨著生物科學技術發展的不斷深入，在石油化工廢水處理中，生物法有了更深層次的運用，生物處理技術一般在廢水的二級處理階段發揮重要作用，目前生物技術在廢水處理中經常用到的主要以厭氧、好氧等生物原理。

（一）厭氧

厭氧生物處理技術成本較低，且處理后的生物氣能夠作為一種能源，對于高濃度的廢水具有很強的處理能力，在此過程中，通過對厭氧生物的培養，使廢水中的生物降解發酵，不同類型的處理模式需要運用厭氧形式也會有所差別，利用升流式厭氧器，不僅操作簡便，對高濃度有機廢水處理的效率也較高，凌文華運用升流式厭氧處理技術對廢水的研究表明，升流式對廢水污染物的去除效果較好，但是處理時對條件的要求較高，溫度、水量等都需要控制在一定的范圍內，才能更好地發揮作用。李敬美等通過研究發現，將活性污泥與生物膜相結合，能夠提升氧的利用率，減少回流，降低能量消耗，能夠應對高負荷的污水處理系統。

（二）好氧

好氧處理技術也是石油化工廢水處理中的重要手段，在實際的運用中，好氧經常與厭氧聯合使用，好氧處理的方式多樣，能夠根據石油化工廢水的不同種類而進行靈活使用。如序批式間歇活性污泥法簡單快捷，操做靈活，能夠較好的運行管理，這種處理方式使用與小規模的廢水處理。彭永臻等將兩個連續的序批式間歇活性污泥法系統連接，在不同階段加入不同的試劑，發現廢水處理效率大大提升。

三、化學法

化學處理法是經由化學反應去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。以投加藥劑產生化學反應為基礎的處理單元有氧化還原、混凝、中和等;以傳質作用為基礎的有萃取、吸附、吹脫、汽提、離子交換以及反滲透和電滲吸等。和生物處理方法比較而言，高效率、快速，可以除去比較多的污染物。另外，還具有容易實現自動檢測、設備容易操作和控制、便于回收利用等優點。化學處理法能有效地去除廢水中多種有毒的污染物。

（一）污水臭氧化處理法

該法在環境保護和化工等方面應用廣泛，是用臭氧作氧化劑，使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣對廢水進行凈化和消毒處理的方法。這種方法主要用于水的脫色，水中鐵、錳等金屬離子的去除;水的消毒;去除水中酚、異味、臭味、氰等污染物質。具有反應迅速、流程簡單、無二次污染的優點。

（二）污水化學沉淀處理法

這是一種傳統的水處理方法，廣泛用于水質處理中的軟化過程、工業廢水處理等，以去除重金屬和氰化物。向廢水中投加可溶性化學藥劑，使之與其中呈離子狀態的無機污染物起化學反應，生成不溶于或難溶于水的化合物沉淀析出，從而達到凈化廢水的目的。

（三）污水氧化處理法

氧化處理法幾乎可處理一切工業廢水，尤其是處理廢水中難以被生物降解的有機物。利用強氧化劑氧化分解廢水中污染物，如酚、氰化物、絕大部分農藥、殺蟲劑以及引起色度、臭味的物質等。強氧化劑能將廢水中的這些污染物逐步降解成為簡單的無機物，也能把溶解于水中的污染物氧化為不溶于水而易于從水中分離出來的物質。

（四）絮凝

絮凝是石油化工廢水處理的重要工序，將絮凝劑融入水中，以破壞水中膠體顆粒的穩態，使絮狀物質從水中脫離，可以去除煉油廢水中的有機污染物、藻類及浮游生物等，絮凝通常是石油化工廢水處理的基礎，隨著生物科技的進步，具有生化優點的絮凝劑更進一步地提高了廢水處理的效率，尹華等學者探索了自制生物絮凝劑（JMBF-25）處理石油化工的效果，發現絮凝劑不僅成本較小，而且對改善污泥的沉降性能有較好的作用，不過，絮凝劑的使用需適量才能達到最佳效果，如果使用過量反而會使絮凝效果惡化。

結束語

石油化工產業的發展，雖然為我國的經濟做了巨大的貢獻，但也需要對石油化工的廢水處理引起高度重視，以此來促進我國的石油化工得到綠色、可持續的發展。

參考文獻：

[1]張超,李本高.石油化工污水處理技術的現狀與發展趨勢[J].工業用水與廢水,2011,04:6-11+26.

[2]劉立軍,卜巖,侯娜,馬艷秋.加氫處理技術的現狀與發展趨勢[J].當代化工,2011,09:943-946.

[3]陳梅雪.村莊生活污水處理技術的現狀與發展[J].水工業市場,2012,09:39-41.

第3篇

關鍵詞：煉油 催化劑 工藝 作用

一、引言

自從1949年美國催化燃燒公司用純鉑和鈀作催化劑催化燃燒有機廢氣以來，世界上許多國家進行VOC催化劑的開發研究。目前國外生產VOC凈化催化劑的主要公司有Engelhard，Johnson Matthey，Allied Signal及UOP四家，主要以Pt、Pd等貴金屬為燃燒催化劑的活性組分。國內研制的VOC凈化催化劑中，根據處理的對象不同，使用貴金屬作活性組分的有LY-C、NZP、JFJF型催化劑，使用復合金屬氧化物作活性組分的有BMZ和PCN-1等型號。由于VOC的成分復雜，各種污染物的特性不同，任何單一的控制方法均受其去除性能、投資運行費用和適用范圍的影響，治理VOC還需優化各種控制技術和開發不同控制方法的組合技術，以達到提高去除率、降低成本和減少二次污染的目的，這是目前消除VOC技術的發展方向之一。由于一種物質在混合物中的催化機理不同于該物質的單一行為，對VOC中多種物質催化燃燒機理的研究又十分缺乏，因此開發高性能、使用范圍廣的催化劑和對多組分VOC催化燃燒機理的探索仍是今后研究的主要任務。

二、煉油中汽油脫硫催化劑

開發可降硫的催化劑和添加劑，不僅可以減少汽油含硫，而且不損失其他產品的產率。根據以下思路開發了這種催化劑和助劑：一是更改FCC進料定硫化物裂解的反應路徑生成硫化氫。這可直接減少汽油范圍含硫物質的生成。二是開發對汽油沸程范圍硫化物直接起作用的催化劑。三是開發汽油中硫選擇性轉化成焦炭的催化劑（焦炭增加，SOx排放增多）。利用適當的供氫物質使噻吩和烷基噻吩轉化成四氫噻吩。帶有高的氫轉移活性的FCC催化劑可減少FCC汽油含硫量。高氫轉移活性催化劑可促進噻吩環的飽和，生成四氫噻吩很容易裂解，釋出硫化氫。開發的GSR降硫添加劑可使汽油含硫量減少15%―25%，已應用于10座煉油廠的FCC裝置。開發的GFS―2000降硫催化劑，已工業應用于加工含硫質量分數2.5%的減壓瓦斯油（VGO）。FCC裝置使用GSR-1助劑，可使汽油含硫量減少20%，再使用GFS-2000催化劑后可使汽油含硫量進一步減少15%。GFS功能引入渣油FCC催化劑系列。盡管加工高金屬污染物的常壓渣油，新的催化劑消耗仍減少了20%。推出了SATURN FCC催化劑，可減少FCC汽油含硫50%以上。

三、煉油中汽油降烯烴催化劑

烯烴存在于FCC反應器最初生成的中間產物之中。烯烴可進行各種二次反應，如氫轉移飽和生成烷烴。進一步裂解生成較小的烯烴，然后飽和生成相應的烷烴。中國石化石油化工科學研究院會同洛陽石油化工總廠，高橋石化公司煉油廠長嶺煉化公司催化劑廠和齊魯石化公司催化劑廠，開發了GOR-C和GOR-Q型降低FCC汽油烯烴催化劑。GOR-C催化劑在洛陽石化總廠進行的加工高釩常渣原料油工業試驗表明，汽油烯烴體積分數有42.2%下降到31.6%。GOR-Q催化劑在高橋石化公司煉油廠進行的加工減壓柴油慘練一定量大慶渣油的工業試驗表明，汽油烯烴體積幾分數由43.1%下降到34.4%實現了規定的35%以下的目標，同時，其他產率增加了0.32%，液化氣產增加了2.45%，干氣產下降了0.3%，油漿產率下降了1.23%。洛陽石化工程公司煉制研究所開發的LCP降烯烴助劑，在金陵石化，添加石化，錦州石化完成了工業應用試驗，助劑加入量為催化劑總量的5%左右（質量分數）時，可是FCC汽油烯烴體積分數下降6%-10%辛烷值提高0.6-1個單位。在洛陽煉油試驗廠第二FCC裝置的工業試驗也表明，FCC汽油烯烴體積分數下降12.4%，汽油辛烷值提高了2個單位。中國石化石油化工科學研究院的LGO-A降烯烴助劑在錦州石化公司催化裂化裝置上的工業應用試驗也表明，加入6%助劑后，汽油烯烴體積分數由56.6%下降到50%左右，汽油辛烷值稍有提高。

四、加氫催化劑

用于產品的生產和原料凈化、產物精制。常用的有第Ⅷ族過渡金屬元素的金屬催化劑，如鉑、鈀、鎳載體催化劑及骨架鎳等，用于炔、雙烯烴選擇加氫，油脂加氫等；金屬氧化物催化劑，如氧化銅-亞鉻酸銅、氧化鋁-氧化鋅-氧化鉻催化劑等，用于醛、酮、酯、酸及CO等的加氫；金屬硫化物催化劑，如鎳-鉬硫化物等，用于石油煉制中的加氫精制等；絡合催化劑，如RhCl[P（C6H5）3]，用于均相液相加氫。采用渣油加氫處理應脫除的雜質有硫、氮、鋇、鎳等金屬及瀝青質。一般來說，對于各自的雜脫除反應，采用選擇性高的催化劑組合使用。除減壓輕油加氫處理外，大部分作為FCC的前處理使用。作為FCC前處理要求脫氮、加氫、脫硫。為了適應需要，根據載體的改良，金屬載體的最佳化，研制成功了KF-901.該催化劑在煤柴油處理上顯示了高效性，可以說是柔性催化劑，在日本國內三個煉廠適用。減壓輕油的輕度加氫裂化（MHC），在中間餾分的裂解中使用選擇性高的MHC催化劑KF-1014。

五、結論

隨著世界燃油規范標準的不斷提高低碳煉油技術逐漸成為各大石油石化公司及企業發展過程中提升技術水平及產品質量的關鍵。因此，包括催化劑在內的低碳煉油技術創新和發展日益受到重視。依靠相關催化劑實現低碳生產與產品性能提升，逐漸成為石油資源高效轉化和價值提升的重要控制點，同時也是企業獲得高質量終端產品、提高效益的根本途徑之一。石油化工研究院和中國石油大學等加氫、脫硫等低碳催化劑研發和生產正在大步前進，推動低碳煉油工業實現跨越式發展。

參考文獻：

[1] 劉 強.生物滴濾法凈化揮發性有機廢氣（VOCs）的研究：西安建筑科技大學博士論文'）；">論文.西安：西安建筑科技大學，2013

[2]王建軍.消除VOC的催化劑.石油化工環境保護，2009，（3）：34～36