一种用于稠油降粘的自动控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于稠油降粘的自动控制系统及其控制方法，自动控制系统包括降粘装置、冷凝器、相关储存罐以及一个PLC自动控制系统，它包括压力传感器、粘度传感器、液体质量流量传感器、气体质量流量传感器、电磁阀、截流阀、计量泵、触摸屏、A/D和D/A模块、PLC控制器、继电器、接触器、三相异步电机。本发明专利技术在试验的基础上，首先对降粘装置的入口压力参数优化，并在触摸屏设置粘度的上、下限值；通过控制相关泵和电磁阀动作，实现油液的循环降粘及轻组分气体的自动分离；当粘度传感器的测得值达到设定范围后，轻组分气体经冷凝器冷凝收集至轻组分罐，重组分油液收集至重组分罐；PLC控制器通过比较、计算来调节截流阀的开度，对原料进行等量的补给。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术涉及一种自动控制系统及其控制方法，主要应用于石油化工行业中高粘度稠油的降粘。
技术介绍
我国石油资源短缺，人均石油和天然气可采储量远低于世界平均水平。在原油消耗方面，我国已取代日本，成为仅次于美国的世界第二大原油消费国。一方面，随着石油的过度开采，油质在逐年下降；另一方面，储存量丰富的稠油又不能高效开发，所以高效、节能地利用稠油是摆在我国石油加工业面前的一个重大课题。目前我国稠油降粘加工工艺还不够完善，一是工艺结构复杂，分馏塔等设备耗材又耗能，炼油成本高；二是只能单纯的对稠油降粘，却无法精确控制降粘之后油产品的粘度，不能满足产品粘度的多样性需求；三是操作过程自动化、智能化程度低，人力投入量大。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供了。本专利技术工艺结构经济简单，PLC自动控制系统稳定可靠，能够根据不同的粘度要求，自动地完成稠油的降粘、收集和原料的等量补给，实现对所需粘度油产品的自动化降粘加工。本专利技术采用了如下的技术方案:一种用于稠油降粘的自动控制系统，它包括降粘装置、冷凝器、原油储存罐、中间罐a、中间罐b、重组分罐、轻组分罐，还包括一个PLC自动控制系统，它包括压力传感器、粘度传感器、液体质量流量传感器、气体质量流量传感器、电磁阀、截流阀、计量泵、触摸屏、A/D和D/A模块、PLC控制器、继电器、接触器、三相异步电机；其连接关系为:设置在进料口处的原油储存罐依次经计量泵1、电磁阀5、截流阀11、液体质量流量传感器13连接中间罐a的上端，中间罐a底端依次经电磁阀6、计量泵2、电磁阀7、截流阀12、压力传感器14连接降粘装置的入口处，降粘装置出口连接中间罐b，中间罐b再经电磁阀8和计量泵3接回中间罐a，中间罐b的顶端经电磁阀9和液体质量流量传感器16连接冷凝器，冷凝器再与轻组分罐连接，中间罐b的下端依次经电磁阀10、计量泵4和液体质量流量传感器17连接至重组分罐，粘度传感器15设于中间罐b内部；各传感器的的信号输出端连接A/D模块,两截流阀的信号端连接在D/A模块上，电磁阀的信号端连接在相应继电器的触点上，各接触器的触点与相应的电机连接，驱动泵的工作；触摸屏通过通讯电缆以RS232标准与PLC控制器连接，主要设有粘度显示、压力显示、质量流量显示以及粘度设定，所用PLC为FX-2N系列PLC，其信号输出端与各继电器及接触器的线圈连接。一种用于稠油降粘自动控制系统的控制方法，包括步骤:(a)在触摸屏设定降粘装置的入口压力， 压力传感器测量入口处压力实际值并传递给PLC控制器，在PLC内部进行PID运算后，发送控制指令调节截流阀的开度，使压力实际值接近设定值；(b)根据所需产品的粘度范围，在触摸屏界面设置粘度的上限值和下限值；(C)通过触摸屏相继打开相关泵和阀门，实现油液的反复循环降粘，粘度传感器监测实际粘度值并传递给PLC控制器，PLC控制器比较实际粘度值是否在粘度设定范围，执行如下操作:如不在设定范围内，继续执行(C)过程；如粘度值达到设定范围，执行(d)过程；(d)PLC发送控制指令，打开控制轻组分气体和重组分油液收集的电磁阀和泵，同时打开控制原料补给的电磁阀和泵；三个位置处的质量流量传感器把实际质量流量值反馈给PLC控制器，PLC将原油的质量流量与重、轻组分的质量流量之和进行比较，在PLC内部经PID运算后，发出控制指令调节截流阀开度，使补给量接近收集量；同时，PLC控制器继续对实际粘度值与设定范围比较，执行如下操作:如仍在设定范围，继续执行(d)过程，如大于设定范围，执行(e)过程；(e)PLC发送控制指令关闭(d)过程的泵和电磁阀，收集和补给过程同时停止，再次回到(C)过程。本专利技术公开的稠油降粘自动控制系统及其控制方法，具有以下有益效果:工艺结构经济简单，减少了昂贵设备的投入和能源的消耗；能够满足不同的粘度需求，实现对所需油产品的自动化降粘加工；控制系统稳定可靠，具备智能调控，无人值守的特点。【附图说明】稠油降粘系统的工艺流程图【具体实施方式】 下面结合稠油降粘系统的工艺流程图对本专利技术作进一步的说明。(I)首先进行预处理，通过触摸屏打开泵I和电磁阀5，截流阀11处于一定开度，让稠油流入中间罐a中，到达一定高度后，关闭泵I和电磁阀5，同时打开泵2和电磁阀6、7，截流阀12处于一定开度，油液经降粘装置流入中间罐b ;(2)通过触摸屏设定降粘装置入口压力最佳值，压力传感器14时刻监测降粘装置入口处的压力实际值，并通过A/D模块转换为数字量传递至PLC控制器，PLC通过比较实际值与设定值得到偏差值，在PLC内部经PID运算后，传递至D/A模块得到模拟量，PLC控制器通过该模拟量控制截流阀12的开度，使实际值接近设定值；(3)根据所需产品的粘度范围，在触摸屏界面设定粘度的上限值和下限值；(4)通过触摸屏关闭电磁阀6、7和泵2，之后打开电磁阀8和泵3，将中间罐b中的油液打回中间罐a，之后关闭电磁阀8和泵3 ;重新打开泵2和电磁阀6、7，随后打开电磁阀8和泵3，实现油液从中间罐a到中间罐b，再到中间罐a的循环降粘加工，轻组分气体自动分离至中间管罐b的上端。粘度传感器15时刻记录中间罐b中油液的粘度，并将采集到的数据经A/D模块传递至PLC控制器，PLC通过比较检测值是否在设定范围内，控制相关的泵和阀门动作；(5)当粘度达到设定范围后，PLC发送控制指令打开电磁阀9、10和泵4，轻组分经冷凝器冷凝后收集至轻组分罐，重组分收集至重组分罐，同时打开电磁阀5和泵1，对中间罐a进行原料的补给:气体质量流量传感器16和液体质量流量传感器17检测到重、轻组分的实际质量流量，并将测得值通过A/D模块传递至PLC控制器，经加法运算得到两者之和，液体质量流量传感器13测得原料的实际质量流量并将测得值通过A/D模块至传递PLC控制器，PLC比较该值与上述和之后得到偏差值，在PLC内部经PID运算后，传递至D/A模块得到模拟量，PLC控制器通过该模拟量控制截流阀11的开度，完成原料的等量补给；(6)当粘度传感器的检测值再次大于设定范围，PLC控制器发送控制指令关闭(5)中的泵和电磁 阀，收集与补给过程停止，系统处于循环加工状态，此后周而复始的执行上述过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于稠油降粘的自动控制系统，其特征在于：它包括降粘装置、冷凝器、原油储存罐、中间罐a、中间罐b、重组分罐、轻组分罐，还包括一个PLC自动控制系统，它包括压力传感器、粘度传感器、液体质量流量传感器、气体质量流量传感器、电磁阀、截流阀、计量泵、触摸屏、A/D和D/A模块、PLC控制器、继电器、接触器、三相异步电机；其连接关系为：设置在进料口处的原油储存罐依次经计量泵1、电磁阀5、截流阀11、液体质量流量传感器13连接中间罐a的上端，中间罐a底端依次经电磁阀6、计量泵2、电磁阀7、截流阀12、压力传感器14连接降粘装置的入口处，降粘装置出口连接中间罐b，中间罐b再经电磁阀8和计量泵3接回中间罐a，中间罐b的顶端经电磁阀9和液体质量流量传感器16连接冷凝器，冷凝器再与轻组分罐连接，中间罐b的下端依次经电磁阀10、计量泵4和液体质量流量传感器17连接至重组分罐，粘度传感器15设于中间罐b内部。

【技术特征摘要】
1.一种用于稠油降粘的自动控制系统，其特征在于:它包括降粘装置、冷凝器、原油储存罐、中间罐a、中间罐b、重组分罐、轻组分罐，还包括一个PLC自动控制系统，它包括压力传感器、粘度传感器、液体质量流量传感器、气体质量流量传感器、电磁阀、截流阀、计量泵、触摸屏、A/D和D/A模块、PLC控制器、继电器、接触器、三相异步电机；其连接关系为:设置在进料口处的原油储存罐依次经计量泵1、电磁阀5、截流阀11、液体质量流量传感器13连接中间罐a的上端，中间罐a底端依次经电磁阀6、计量泵2、电磁阀7、截流阀12、压力传感器14连接降粘装置的入口处，降粘装置出口连接中间罐b，中间罐b再经电磁阀8和计量泵3接回中间罐a，中间罐b的顶端经电磁阀9和液体质量流量传感器16连接冷凝器，冷凝器再与轻组分罐连接，中间罐b的下端依次经电磁阀10、计量泵4和液体质量流量传感器17连接至重组分罐，粘度传感器15设于中间罐b内部。2.—种权利要求1所述的自动控制系统的控制方法，其特征在于，包括步骤: (a)在触摸屏设定降粘装置的入口压力，压力传感器测量入口处压力实际值并传递给...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪东，朱小林，刘佳阳，刘文明，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：