1、 I 摘 要 随着当前科学技术的迅猛发展， 世界各国对产品的质量要求越来越高 。新的机械设备不断向着更小、更轻、高效、可靠及保护环境的方向 发展，这势必对工业润滑油的质量提出了更高的要求，白土补充精制作为加工润滑油的一种方法，同样也受到了广泛的关注。 本文 针对 润滑油白土精制装置 进行 控制系统设计。简单介绍了润滑油白土精制装置的装置概况、生产原理以及工艺流程。根据润滑油白土精制操作规程的要求，详细地设计了控制方案。包括在燃料输送部分采用比值来控制润滑油和白土的比例，在润滑油和白土混合罐的出口采用比较先进的选择控制来控制混 合罐液位和出口流量，并在白土精制加热炉和蒸发塔先后采用了串级控制。根
2、据装置各种实际情况选定了合适的仪表，最后根据性价比选择了由浙大中自集成控制股份有限公司生产的 sunyTDCS9200集散控制系统。 1 2 设计完成后 ，希望可以运用到实际生产过程当中，在满足工艺要求、使装置安全平稳运行的情况下，能够提高目的产品的收率，带来较好的经济效益 。 关键词 ： 润滑油 ， 白土 ， 集散控制系统 II Abstract Along with current science technical fast fierce development， the international community has more and more high request to
3、the quality of product. New equipments continuously develop to smaller, more light, efficient, reliable and environmental protection. This certainly will put forward higher request to the quality of industrial lubricant. Clay complement refined is a kind of method which processes lubricant, also was
4、 subjected to extensive concern. This article introduced the design a refined device control system for the unit. In brief introduced the device general situation of the lubricant with clay refined device and produce principle and craft process. According to the request of lubricant with clay refine
5、d operation regulations to design a control project. Including in order to control the ratio of lubricant with clay I adopted ratio control at the fuel of transporting, In the lubricant and clay mixture export of bottle adoption choice control to control the liquid level and export discharge. Also a
6、dopted cascade control in the clay refined heating stove and the evaporation tower. According to actual circumstance to make selection of suitable meter, finally according to the cost performance we choose suny TDCS 9200 gather to spread a control system。 After designing completion， I hope it can ma
7、ke use to an actual course of production. Under the situation that satisfy a craft to request, make to equip safe and steady movement, it can raise an acceptance of purpose product rate and bring better economic performance. III Key words:Lubricant; clay; DCS 目 录 IV 摘 要 . I Abstract . II 前言 . 1 第 1
8、章 工艺部分 . 3 1.1 白土的组成及性质 . 3 1.1.1 白土的组成 . 3 1.2 白土的性质 . 4 1.2.1 活性度 . 4 1.2.2 游离酸含量 . 4 1.2.3 粒度 . 4 1.2.4 水分 . 4 1.3 生产原理 . 5 1.3.1 白土精制润滑油的原理 . 5 1.3.2 混合吸附 . 6 1.3.3 过滤部分 . 6 1.3.4 白土输送部分 . 6 1.4 操作的主要因素 . 7 1.4.1 白土用量 . 7 1.4.2 精制温度 . 7 1.4.3 精制时间 . 7 1.5 白土精制的工艺流程简述 . 8 V 第 2 章 控制方案 的选择 . 11 2.
9、1 原料油和白土进料量控制 . 11 2.2 白土加热炉炉内温度控制 . 12 2.3 白土蒸发塔液位控制 . 14 2.4 白土混罐液位及出口流量控制 . 15 2.5 原料油的流量控制 . 17 2.6 成品油罐液位控制 . 18 图 2.6 成品油罐液位控制 . 19 2.7 板机进料罐液位控制 . 20 第 3 章 仪表选型 . 22 3.1 温度测量 . 22 3.2 流量测量 . 22 3.2.1 涡轮流量计 . 23 3.2.2 电磁流量计 . 23 3.2.3 超声流量计 . 24 3.3 压力测量 . 25 3.4 液位测量 . 25 3.4.1 浮子液位计 . 25 3.4
10、.2 电动浮筒式液位计 . 26 3.5 双座阀 . 27 3.6 集散控制系统 . 28 VI 3.6.1 概念 . 28 3.6.2 集散控制系统的基本结构 . 28 3.6.3 集散控制系统的特点 . 29 3.6.4 集散控制系统的构成 . 30 3.6.5 选型 . 31 3.7 仪表清单 . 38 3.8 控制系统投资概算 . 38 第四章 结论 . 39 谢 辞 . 40 参考文献 . 41 1 前言 随着 石油价格的不断上涨，石油及它的相关产品的利用率已经成为了全世界普遍关注的问题。润滑油作为其产品的一种，也受到了广泛的关注，在润滑油中加入适量白土，它的性能活性会得到大大的改善
11、。 白土是以优质天然钙基膨润土经提纯、化学处理而制成。它具有较大的比表面积，具有丰富的多孔结构及表面酸中心，具有较强的物理和化 学吸附性能及阳离子交换性能，遇水膨胀性能。活性白土吸附脱色性能好，吸附容量大，过滤速度快，带油率低等特点。 它按性能分为 CS 1020、 CS 1040、 CS 1050、 CS 1060四个品种。主要用于石油产品、润滑油、白油、柴油、汽油、煤油、石蜡、凡士林等特色精制。 3 润滑油 的氧化安定性能主要和油品的化学组成有关，一般认为含氮化物、特别是碱性氮化物对对油品的氧化安定性起副作用，它们的存在，使油品的氧化安定性能变坏，而含硫化合物则起正作用，不同硫化合物的影响
12、不尽相同 。氮化物对油品氧化安定性的负作用远远大于硫化物的正作用，因此要制备氧化安定性好的基础油必须适当的保留其中的含硫化合物，尽量脱除含氮化合物。 白土精制工艺对油品的外观，碱氮、总氮等指标都有很大改观，精制后基础油的质量均达到基础油质量标准的要求。尤其突出的是，白土补充精制的脱氮、脱碱氮效果都比较好，脱硫效果则不明显，基本上起到了后精制保硫脱氮的作用，因此精制后油品的旋转氧弹值提高比较大 。 长期以来， 润滑油白土 装置一直采用活性 白土 作为精制添加剂，虽然能够达到质量要求，但装置能耗较高，而且生产过程中产生的大量废渣也 是环保难点。2 润滑油白土精制是物理吸附过程，它利用活性白土对油品
13、中的胶质、沥青质和其它的极性物质有较强的吸附能力，而组成润滑油基本组分的各种烃类则不被吸附，从而改善油品的颜色、残炭、抗氧化性及安定性，使润滑油得到精制，提高其使用性能。 在我国，目前的润滑油生产主要还是依靠“老三套”工艺，即容器精制、溶剂脱蜡、白土补充精制（我们本文所介绍的）。润滑油后精制的作用，主要是为了进一步去除油品中的杂质和残余溶剂，降低油品的碱氮含量，提高油品的氧化安定性。 在目前全社会大力创建资源节约的形势下，怎样应用先进计算机过程控 制使润滑油和白土的比值、温度等参数达到最佳，从而达到资源的高度利用，在现实中非常有意义。 54 3 第 1 章 工艺部分 1.1 白土的组成及性质
14、1.1.1 白土的组成 白土有天然白土和活性白土两种，天然白土就是风化的岩石，经采掘、破碎、干燥磨细而制得。活性白土是天然白土经预热、粉碎、酸活化，再经水洗、干燥、粉碎等过程而制得。由于活性白土的脱色能力比天然的白土大 4 10 倍，因而被工业上广泛采用。 活性白土是由粘土矿中的膨润 土生产的，其主要成分是硅酸铝。膨润土的主要矿物成分是蒙脱土，它由火山灰蚀而成。用于制造活性白土的膨润土是指含蒙脱土大于 85%的优质膨润土。 膨润土按可交换的阳离子及其交换容量的比例为钠膨润土和钙膨润土。前者可交换的钠离子大于可交换阳离子总和的 50%，后者可交换的钙离子大于可交换的阳离子总和的 60%。 76
15、蒙脱土是由两个硅 氧四面体层，中间一个铝 氧（部分为 OH），八面体层组成，其结构单元为四面体 八面体 四面体的三层膨胀型粘土矿物。没有结构置换的蒙脱土理论式为（ OH） 4 Si3 Al4 O20 H2 O。由于同晶置换作用，四面体层中的部分 Si44 被 Al3 等取代，八面体中部分 Al3 被 Mg2 等取代，剩余一定数量的负电荷。这样层间就吸附了一定数量的可交换阳离子。蒙脱土经酸处理后，H 替换了层间可交换的阳离子，同时溶解部分八面体中部分 Al3 ，使八面体中剩余的 Al3 的配位数由 6 变为 4.结果，膨润土变成了具有多孔结构、较大比表面积和良好吸附性能的活性白土。此外，用酸处理
16、时，膨润土中 MgO、 Fe2 O3 也溶解在酸中，使活性白土的活性增加。 4 1.2 白土的性质 1.2.1 活性度 活性度是判断白土对极性化合物吸附能力的一个重要指标。活性度越大，吸附能力越强，表明白土质量越好，精制能力越强。白土的吸附能力大小，不仅与活性度有关，而且与其表面和空隙是否清洁和堵塞有关，与活性组成和颗粒大小有关，有时白土的活性很高，但精制效果并不高。 1.2.2 游离酸含量 游离酸含量是表明白土在用硫酸活化后，碱中和与水洗程度好坏的指标，要求白土游离酸含量要低。游离酸的含量高，易造成精制油的酸值增高，腐蚀不合格。 白土水洗次数越多，白土游离酸含量越低。 1.2.3 粒度 粒度
17、表明白土的粉碎程度，粒度太大，白土容易沉降到搅拌器的底部，而不能充分发挥作用，随着白土颗粒的减小，油和白土接触的表明增大，精制效果越好，但粒度过小时，白土和油混合易粘糊滤布，过滤困难。 1.2.4 水分 白土中的水分也会影响其活性，为此，白土干燥温度不能超过 400，高于400时，白土活性便开始下降。高于 800由于白土构造的破坏而使活性完全丧失。白土中含适当的水分，在精制过程中加热水分可以汽化除去，使润滑油和白土搅拌加强，白土空隙中不含水，杂 质就容易进入白土内，使吸附能力大大降低。但白土中水分过高时，不仅对设备处理能力有影响，白土下料困难、计量不准、运费增加，而且大量水分气化，还困难引起炉管压力升高，在塔内形成大量泡沫
