近年來隨著石油資源的有限性、供給和需求的失衡，以及國際油價的持續(xù)高漲，各國都在積極尋求替代的能源資源，作為介于煤炭和石油之間儲量巨大的固體化石燃料-油母頁巖，可在650℃左右干餾后制取人造石油-頁巖油。頁巖油性能優(yōu)越、用途廣泛，可作為石油加工及化工生產(chǎn)的原料，也可根據(jù)需要調(diào)和生產(chǎn)船用燃料油。
頁巖煉油工藝主要由原料凈化及出渣單元、干餾單元、油回收單元、脫硫單元、成品油儲運系統(tǒng)等組成。
圖1 頁巖煉油(全循環(huán))
一、原料凈化及出渣單元
自油頁巖露天礦6~50mm的成品礦經(jīng)皮帶運輸機送至成品礦儲倉，再經(jīng)倉底皮帶通過轉(zhuǎn)運站凈化后運送至干餾爐上部料倉，通過上料裝置送入干餾爐進行干餾。原料廠區(qū)外設(shè)成品礦堆場，當原料運輸系統(tǒng)皮帶故障時，成品礦可通過裝載機運送至成品礦儲倉，再由儲倉下部皮帶通過轉(zhuǎn)運站凈化后運送至干餾爐上部料倉，再進入干餾爐進行干餾，干餾處理后油品收集至成品油庫儲存、裝車及外銷，油頁巖干餾渣經(jīng)爐底皮帶運送至排渣場。
圖2 UW500應(yīng)用 - 原料及出渣系統(tǒng)
二、干餾單元
頁巖干餾(熱解)是指在隔絕空氣(或在非氧化氣氛)條件下將頁巖進行加熱，頁巖在不同溫度下，發(fā)生的一系列物理變化及化學(xué)變化的復(fù)雜過程。頁巖干餾(熱解)最終得到固體(油頁巖干餾渣)、液體(頁巖油)和氣體(干餾氣)等產(chǎn)品。
干餾爐是用于頁巖的低溫(約600℃)干餾以制取頁巖油的主體設(shè)備。油頁巖干餾爐類型很多，按所用加熱載體的相態(tài)不同，可分為氣體熱載體干餾爐和固體熱載體干餾爐兩大類。氣體熱載體法比較有代表性的有巴西的Petrosix爐、愛沙尼亞的Kiviter爐、日本的JOSECO干餾爐、美國聯(lián)合油SGR干餾爐、中國的撫順爐等。固體熱載體干餾爐技術(shù)主要有美國Tosco-Ⅱ干餾爐、愛沙尼亞的Galoter干餾爐、德國的LR干餾爐和加拿大的ATP干餾爐等。除此之外還有殼牌公司研發(fā)的ICP(原地轉(zhuǎn)化干餾技術(shù))干餾工藝。
圖3 UW500應(yīng)用 - 干餾爐
圖4 UW500應(yīng)用 - 加熱爐
三、油回收單元
油回收主要有直接冷卻工藝和間接冷卻工藝，兩種工藝的對照表如下。
圖5 油回收工藝
圖6 UW500應(yīng)用 - 油回收
四、脫硫單元
煤氣中含硫組分主要以硫化氫(H2S)、羥基硫(COS)、二硫化碳(CS2)為主，其他組分一般以微量存在，而硫化氫一般占煤氣中總硫量的90%以上。故煤氣脫硫一般都是以脫除硫化氫為出發(fā)點，主要脫硫工藝有T.H法脫硫、F.R法脫硫、P.D.S+栲膠脫硫脫氰技術(shù)等。
五、成品油儲運系統(tǒng)
成品油儲運系統(tǒng)主要任務(wù)是將量產(chǎn)的頁巖油儲存一定時間后，經(jīng)由裝車泵計量，通過鶴管裝車，由汽車槽車裝車外運，主要包括成品油罐區(qū)、儲運系統(tǒng)泵房和外運系統(tǒng)。
圖7 UW500應(yīng)用 - 成品油庫
六、油頁巖煉油控制系統(tǒng)
油頁巖干餾廠需采用DCS控制系統(tǒng)完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、過程控制、安全報警、聯(lián)鎖保護等任務(wù)。對于有操作人員現(xiàn)場監(jiān)視的崗位，采取就地崗位集中監(jiān)控的控制方式，同時將重要工藝參數(shù)送至裝置控制室，進行集中監(jiān)視。
每套干餾裝置設(shè)一個主控制室，每個主控制室內(nèi)配置一套杭州優(yōu)穩(wěn)公司UW500 DCS系統(tǒng)。裝置內(nèi)主要工藝參數(shù)的檢測顯示、自動控制，以及工藝生產(chǎn)的正常開、停車均由DCS系統(tǒng)完成。
空氣壓縮機、油品儲運及鍋爐房等裝置也可配置UW500 DCS控制器，執(zhí)行該機組的正常運轉(zhuǎn)控制、機組故障診斷、安全聯(lián)鎖停車功能。
公用工程及輔助設(shè)施各裝置可根據(jù)裝置的位置和工藝點數(shù)來確認配置適量的UW500 DCS控制器對工藝參數(shù)進行控制及監(jiān)測顯示。
全廠設(shè)置中央調(diào)度室，通過計算機網(wǎng)絡(luò)將各裝置控制室的控制系統(tǒng)連接起來，將各裝置控制室的重要信息送至中心調(diào)度室。在中心調(diào)度室可以對全廠生產(chǎn)裝置進行監(jiān)視和調(diào)度。各裝置控制室可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)調(diào)用其它裝置控制室的信息，實現(xiàn)信息資源共享和全場一體化管理。同時，通過中央調(diào)度室的上位計算機，可以實現(xiàn)全廠優(yōu)化控制。
UW500集散控制系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別是管理網(wǎng)絡(luò)MNet、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)SNet、控制網(wǎng)絡(luò)CNet。CNet連接各個功能模件;SNet采用工業(yè)以太網(wǎng)，可連接多套控制站，或多臺操作站/工程師站，并通過MNet可連接MES/ERP。
圖8 UW500集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
管理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)不同單元裝置或生產(chǎn)車間之間的協(xié)調(diào)控制、數(shù)據(jù)通訊;企業(yè)內(nèi)多組裝置或生產(chǎn)過程的管理數(shù)據(jù)通訊;大型工業(yè)過程各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)控制與調(diào)度管理。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是UW500集散控制系統(tǒng)連接工程師站、操作員站和現(xiàn)場控制站等節(jié)點的實時工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)現(xiàn)場控制站、操作員站及其相互之間的數(shù)據(jù)傳遞，保持數(shù)據(jù)的一致性。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)，符合IEEE802.3標準;采用可靠性高的熱備冗余結(jié)構(gòu)，可以保證在任何一條網(wǎng)絡(luò)失效的情況下不影響系統(tǒng)通訊。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的最大通訊距離與集線器/光端機的個數(shù)和使用的通訊介質(zhì)有關(guān)。雙絞線每段最大長度為120m，光纖每段最大長度為1850m。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)涉及的硬件有操作站/工程師站、控制站、集線器/光端機以及傳輸介質(zhì)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的最大節(jié)點數(shù)為64個。其中操作員站/工程師站 32臺，現(xiàn)場控制站32臺。
控制網(wǎng)絡(luò)是控制站內(nèi)部使用的冗余實時網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)控制站內(nèi)部的I/O模件和控制模件之間的互聯(lián)和信息傳遞?？刂凭W(wǎng)絡(luò)最多節(jié)點數(shù)為64點。
七、UW500 DCS的主要特點
1. 模塊化設(shè)計
縱列結(jié)構(gòu)，靜音防塵，維護方便，節(jié)省機柜;繼電器內(nèi)置，節(jié)省空間與相關(guān)費用;所有組件模塊化，系統(tǒng)擴展升級容易;
點點隔離，點點配電，點點在線更換，通道級別自診斷，輸出通道具有故障安全功能(可預(yù)置安全輸出)，安全、可靠、穩(wěn)定、智能的輸入輸出通道技術(shù)。
2. 高標準的硬件制造技術(shù)
抗擾度3級a,防錯,免維護;
來源于安全儀表系統(tǒng)(SIS)的硬表決技術(shù)，系統(tǒng)全冗余設(shè)計(控制、網(wǎng)絡(luò)、電源、I/O、操作)，硬表決零切換。
3. 自主設(shè)計、開發(fā)，完全自主知識產(chǎn)權(quán)的基于工程對象模型的控制工程應(yīng)用軟件平臺
易用，易懂，易上手;
畫圖、算法等工程組態(tài)都可復(fù)用，大量減少組態(tài)工作量。
優(yōu)穩(wěn)公司UW500 DCS系統(tǒng)采用最新的工業(yè)IT技術(shù)，以貼近中國工業(yè)用戶的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計和聚焦行業(yè)需求的增值服務(wù)，已成功應(yīng)用于總投資達2.6億元的新疆太姥礦業(yè)有限公司2萬噸油頁巖項目。
（轉(zhuǎn)載）
