目前，隨著(zhù)城市居民生活水平的提高，我國汽車(chē)占有率在不斷地上升，汽油燃燒的不充分會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生極大的影響。輕汽油醚化技術(shù)是將汽油提純的過(guò)程，能夠有效減少汽油的烯烴含量，從而提升烯烴轉化率。恩德斯豪斯在保持原有醚化工藝段的基礎上，使用智能儀表無(wú)紙記錄儀可有效對醇烯比值分析并上傳至上位機，極大方便了操作工日常的操作和檢測。

1 引言

在國家質(zhì)量總局聯(lián)合國家標準委員會(huì )發(fā)布的新車(chē)用汽油標準中，對中國車(chē)用汽油品質(zhì)提出了更嚴苛的標準。國V汽柴油標準早已從2017年1月1日起全面施行，而第六階段汽柴油質(zhì)量標準將于2019年1月1日起實(shí)施。這一系列的新標準中，最重要的一條體現在對烯烴含量的控制上：國VI的烯烴含量為15%，相比于國V降低了9個(gè)百分點(diǎn)，這也就對煉油廠(chǎng)成品油的生產(chǎn)提出了更高的要求。

本文結合我國某煉油廠(chǎng)40萬(wàn)噸/年輕汽油醚化裝置，其成品油烯烴含量低于15%的基礎上，使用恩德斯豪斯提供的無(wú)紙記錄儀RSG45，在關(guān)鍵工藝段——烯烴異構化反應釜的控制系統中實(shí)時(shí)監控關(guān)鍵參數，有效地監測當前工藝段的反應狀態(tài)，保證了反應釜的正常穩定工作。

無(wú)紙記錄儀RSG45又稱(chēng)高級數據管理儀，它是一個(gè)靈活強大的過(guò)程值處理系統。RSG45不僅能將過(guò)程測量值清晰顯示在顯示屏中，還能對收集到的數據分析處理，從而達到滿(mǎn)足用戶(hù)需求、節約時(shí)間的目的。

圖1 恩德斯豪斯無(wú)紙記錄儀RSG45

2 輕汽油醚化技術(shù)概述

催化裂化汽油（FCC）占據了市面上60%的成品汽油市場(chǎng)份額，在催化裂化汽油中含有大量的硫與烯烴，如果這些物質(zhì)無(wú)法充分燃燒，就會(huì )對環(huán)境造成污染。FCC汽油醚化技術(shù)不僅能降低汽油烯烴含量，還可以提高汽油的辛烷值，不會(huì )存在像加氫工藝的辛烷值損失等問(wèn)題。

輕汽油醚化技術(shù)采用FCC作為原料，利用甲醇和FCC成分（叔戊烯、叔己烯和叔庚烯）在催化作用下發(fā)生醚化反應。這種催化反應將烯烴轉化成醚類(lèi)，從而得到更高品質(zhì)的催化汽油。

圖2則是通用的輕汽油醚化工藝技術(shù)：FCC進(jìn)入蒸餾塔T101，經(jīng)過(guò)水洗后進(jìn)入加氫反應器，然后通過(guò)催化劑催化發(fā)生醚化反應得到大量的C6和少許C7，二者從塔頂蒸出，反應過(guò)后的輕汽油成分進(jìn)行回收與汽油產(chǎn)品調和使用。

圖2 輕汽油醚化工藝流程

3 烯烴轉化率的影響因素

從上述的工藝流程中，我們不難發(fā)現：輕汽油與催化劑的比值投用是決定烯烴轉化率的關(guān)鍵。甲醇是醚化反應的催化劑原料，必須使用足夠的甲醇來(lái)和烯烴反應中和。一旦甲醇量太少，則烯烴轉化率就會(huì )降低導致成品油不合標。若是甲醇的投入量太多，則會(huì )造成汽油質(zhì)量不合格，回收過(guò)量甲醇也會(huì )增加甲醇回收的運行成本。

還有一個(gè)影響烯烴轉化率的關(guān)鍵因素就是反應釜的溫度，溫度升高會(huì )提升化學(xué)反應速率，也就是會(huì )提高烯烴的轉化率。但是并不意味著(zhù)溫度越高越有利于反應的發(fā)生，醚化反應是一種放熱反應，過(guò)高溫度反而會(huì )抑制催化劑活性，不利于烯烴轉化率的提升。

在某煉油廠(chǎng)40萬(wàn)噸/年輕汽油醚化裝置中，工藝要求醇烯比值設置在1.55左右，反應釜溫度應設置在45攝氏度左右。在輕汽油進(jìn)料管線(xiàn)處設有無(wú)紙記錄儀實(shí)時(shí)監測烯烴的質(zhì)量分數，并將反應釜的溫度測量數值傳入無(wú)紙記錄儀中實(shí)現實(shí)時(shí)顯示，隨后將這些關(guān)鍵參數一并傳入中控室中，裝置現場(chǎng)圖如圖3所示。

圖3 40萬(wàn)噸/年輕汽油醚化裝置現場(chǎng)圖

4 無(wú)紙記錄儀在醚化車(chē)間上的應用

輕汽油醚化系統是一個(gè)復雜工藝過(guò)程的集合體，涉及了溫度、流量、壓力、液位、分析等多個(gè)性能指標，每一個(gè)指標都決定著(zhù)工藝過(guò)程是否能順利進(jìn)行，關(guān)系到工藝過(guò)程的安全和穩定。

本文主要針對該40萬(wàn)噸/年輕汽油醚化裝置，其進(jìn)料管線(xiàn)段處安裝的無(wú)紙記錄儀進(jìn)行詳細的闡述。RSG45既能設計安裝在面板或機柜柜門(mén)上，也可安裝在現場(chǎng)型外殼中使用。它可通過(guò)最多5個(gè)外插卡（每個(gè)卡件可實(shí)現4個(gè)信號傳輸）來(lái)分別拓展基本型儀表中的輸入信號數量。輸入信號包括電壓、電流、熱電偶、熱電阻、脈沖和頻率信號、HART輸入信號、數字量輸入信號等20路通用信號，同時(shí)支持12路限位繼電器輸出、數字量和模擬量輸出信號等。

RSG45的通信接口支持USB、以太網(wǎng)和RS232/485等協(xié)議，可與上位機通訊，提供Modbus、ProfibusDP、PROFINET I/O或工業(yè)以太網(wǎng)（EtherNet/IP）通信。同時(shí)提供基本版現場(chǎng)數據管理器（FDM）軟件，可以在個(gè)人計算機上進(jìn)行SQL數據分析。

無(wú)紙記錄儀可以在記錄歷史趨勢的同時(shí)，對收集到的數據信息進(jìn)行分析處理，并將分析數據實(shí)時(shí)顯示在顯示屏內，可以達到實(shí)時(shí)監控的目的。這也是醚化車(chē)間為何選用RSG45作為在線(xiàn)分析儀表的原因。RSG45提供算數、批處理、能量計算等多功能應用軟件包，最大限度地滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求。

針對提升烯烴轉化率的業(yè)主要求，RSG45可實(shí)現定制化設計顯示界面，將進(jìn)料管道中的甲醇流量和輕汽油流量實(shí)時(shí)記錄，并在界面中直接給出輕汽油與催化劑的比值，保證了業(yè)主可直觀(guān)的看到比值的變化情況。
反應釜由于溫度不算很高，業(yè)主選用了恩德斯豪斯的重工業(yè)溫度計TR61即可滿(mǎn)足反應釜的正常溫度測量。RSG45讀取了TR61的溫度測量數據，并將甲醇、輕汽油比值和流量放在同一界面中實(shí)時(shí)顯示，保證了工藝人員監控設備的正常運行，極大地提升了工作效率，也保證了烯烴轉化率的穩定提升趨勢。

圖4 RSG45的通訊方式示意圖

5 結語(yǔ)

無(wú)紙記錄儀能夠在正常傳輸、顯示數據的同時(shí)，還會(huì )對數據分析處理，查閱歷史趨勢，輸入數學(xué)公式進(jìn)行相應計算。這一系列的功能保證了工藝流程的正常穩定運行，也為智能化工廠(chǎng)提供了有效的數據分析。

我國煉油廠(chǎng)儀器儀表雖然大部分仍舊是采用普通儀表作為測量，但隨著(zhù)智能工廠(chǎng)的普及和發(fā)展，智能儀表也漸漸在傳統工藝段上綻放出它的光彩。智能儀表不僅是通訊上的方便和快捷，它更是改變了傳統操作習慣，極大地簡(jiǎn)便了工廠(chǎng)日常工作內容，為提高工廠(chǎng)效率做出重要的貢獻。

作者簡(jiǎn)介：

陳俊希（1991-），男，山東青島人，初級工程師，研究生，現就職于恩德斯豪斯（中國）自動(dòng)化有限公司，主要從事測控與智能儀表方面的工作。

摘自《自動(dòng)化博覽》2018年10月刊