Способ управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ В СЛОЖНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ путем регулирования температур выкипания нефтепродуктов изменением расходов острого и циркуляционного орошений, отборов боковых продуктов, расходовперегретого водяного пара в низ основной и отпарных колонн, использующий адаптивную модель процесса, отличающийся тем, что,с целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов заданного качества за счет повьшения точности регулирования качества дистиллятных продуктов, дополнительно измеряют текущие значения температуры питания колонны, температур вспышки и застывания, в зависимости от текущих значений измеренных величин адаптируют модель процесса и по заданным значениям температур вспьшки , застьшания и выкипания определяют необходимые значения расходов острого и циркуляционного орошений, отi боров боковых продуктов, расходов перегретого водяного пара в низ основ (Л С ной и отпарных колонн, температуры питания колонны, в зайисимости от которых регулируют показатели качества получаемых нефтепродуктов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1178461 (51)4 В 01 D 3/42 юрв „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН .-,,—,, . /

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,, /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3624518/23-26 (22) 21.07.83 (46) t5.09.85. Бюл. N - 34 (72) E.À.AõìàäååBà, P.Н.Илембитова, М.Л.Креймер и Ф.А.Хакимов (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 738633, кл. В 01 D 3/42, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 1074559, кл. В 01 D 3/42, 1982. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ В СЛОЖНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ путем регулирования температур выкипания нефтепродуктов изменением расходов острого и циркуляционного орошений, отборов боковых продуктов, расходов перегретого водяного пара в низ основной и отпарных колонн, использующий адаптивную модель процесса, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов заданного качества за счет повышения точности регулирования качества дистиллятных продуктов, дополнительно измеряют текущие значения reM— пературы питания колонны, температур вспышки и.застывания, в зависимости от текущих значений измеренных величин адаптируют модель процесса и по заданным значениям температур вспышки, застывания и выкипания определяют необходимые значения расходов острого и циркуляционного орошений отO боров боковых продуктов, расходов ле- ф регретого водяного лара в низ основной и отпарных колонн, температуры питания колонны, в зависимости от С" которых регулируют показатели качества получаемых нефтепродуктов.

1 1178

Изобретение относится к управлению процессами нефтепереработки и нефтехимии и может быть использовано при автоматическом управлении первичной переработкой нефти в сложной рек- 5 тификационной колонне с водяным паром.

Целью изобретения является увеличение выхода светлых нефтепродуктов заданного качества за счет повышения 10 точности регулирования качества дистиллятных продуктов.

Например, для керосина определяющими показателями выбраны температура вспышки (1 Вс„ ) и температура вы- 15 кипания 90%-нои точки

"всп = .а1 + " А dp + aug -9о ага+ ау с az>+ Z2 (1) для дизельного топлива зимнего определяющие показатели — температура 20 дэ застывания (t:,) и температура

D3 вспышки (t всд )

D3

"всп = a«+ a„gЧор+

t39 =a, +à L2+а tc(2)

З аст 21 22. 2.

461 2 уравнений (1) или (2) и (3) ется система линейных уравнений модель процесса. По заданиям на определяющие показатели качества при решении составленной системы уравнений определяют необходимые значений температуры сырья, расхода острого орошения и расходов перегретого водяного пара и низ основной и отпарных колонн.

Полученные расчетные значения регулируемык параметров-колоннЫ проверяют на ограничения по температуре сырья, по расходу водяного пара, подаваемого в низ основной и отпарных колонн, по расходу острого орошения.

При достижении этими параметрами граничных значений происходит корректи-. ровка отбора суммы светлых нефтепродуктов путем изменения отбора дизельного топлива летнего соответственно уравнению (4).

В процессе работы ректификационной колонны происходят колебания давления, расхода и состава сырья, которые требуют адаптации модели процесса управдля дизельного топлива летнего— темперагура выкипания 50%.-ной точки, температура выкипания 96%-ной точки, температура застывания

t9 = a „+ а» с+.азв 2н

96 a 4< 42 о 4з е5„т = або а 2 Ес+ або 2Н +

+ аГ4 2 (3)

Уравнение, устанавливающее взаимосвязь температуры 50%-ной точки от 35 выхода дизельного топлива летнего 5о = a+bW<, (4 ) где Z<, Е„, Е2 — расходы перегре-. того водяно о пара в низ ос- <0 новной колонны

30 и отпарных колонн; расход острого орошения; 45 температура сырья на входе в колонну; выход дизельного топлива лет-50 него; а,b,а+,, а,..., а 4 — коэффициенты уравнений.

В зависимости от варианта работы 55 установки, вырабатывающей ассортимент с получением керосина или дизельного топлива зимнего, из представленных ления, т.е. корректировки коэффициентов модели процесса.

Коэффициенты корректирую в зависимости от текущих замеренных значений регулируемых параметров — температуры сырья, расхода острого орошения, расходов перегретого водяного пара и значений показателей качества получаемых продуктов. Источником адаптации служит несоответствие замеренных значений показателей качества и значений, определенных с помощью сформированной системы линейных уравнений. Целесообразно вместо замеренных значений показателей качества — температуры вспышки, температуры застывания и вязкости определять их ..о расчетным формулам

+ ехр(-6, 1 1nt "„ + 31,125)

1@l.„(9g + 0,5) = 14,83 94о

12,035 . (5)

-4,254(1п ь) + 48,337

ЭРст 1+ б,4В4ЕП

11,1о(до + Ою5) = 17 25 Р— 14,535

Эти расчетные формулы получены в результате статистической обработки данных по качеству нефтепродуктов и фракций, полученнык на промышленных установках АВТ. В качестве независимых переменных в этих зависимостях . приняты относительная плотность и

1178461 фракционный состав. Погрешность вычисления по этим формулам лежит в пределах экспериментального их определения. Использование этик формул исключает применение в данйой czeMe регулирования устройств по определению температуры вспышки, температуры застывания, вязкости, достатонно на, потоках получаемых нефтепродуктов поставить датчики плотности и анапи- 10 заторы состава, а возникающие колебания состава сырья также отражаются на получаемых значениях физико-химических показателей продуктов перегонки.

На чертеже представлена схема ре- 15 ализации. способа °

Способ регулирования осуществляется следующим образом.

Процесс переработки нефти осуществляют в сложной ректификационной ко- 20 лонне 1 с боковыми отпарными колоннаим 2 и 3 с подачей водяного пара в низ основной и отпарных колонн.

Сложная колонна предназначена для разделения поступающей нефти на 25 четыре нефтепродукта " бензин (D) керосин или дизельное топливо зимнее (W ), дизельное топливо летнее (И )

1 и мазут (К) . Часть паров дистиллята проходит конденсатор-холодильник и. емкость 4 и подается на верх колонны как острое орошение.

Показатели качества получаемых нефтепродуктов регулируют путем установки необходимых значений темпера35 туры сырья на входе в колонну, измеряемой датчиком 5, расхода орошения и расходов перегретого водяного пара в низ основной и отпарных колонн, измеряемых расходомерамй 6 — 9. Не40 обходимая температура сь1рья на вхоле в колонну поддерживается за счет регулирования расхода топлива регулятором 10, соответствующего расходу сырья, измеряемого расходомером 11.

Сложная колонна снабжена расходомерами получаемых продуктов 12 — 15, контролирующими отбор нефтенродукI тов, заданный в зависимости от вырабатываемого ассортимента.

Задание на. качество нефтепродук1 тов, показания раскодомеров 6 — 9, .11 — 15> датчиков плотностей боковых продуктов 16 и 17; анализаторов

18 — 20 состава сырья и ббковых продуктов, измеряющих необходимые температуры выкипания, поступают в вычислительное.устройство 21 для задания возможных. отборов продуктов перегонки и определения необходимых при этом значений регулируемых параметpoI:: температуры сырья (t ), расхода острого орошения (q ), расхода водя" ного пара в низ основной колонны (Е ), и У расходов водяного пара в низ отпарнык колонн (Z„, Z>) по математической модели процесса управления, в основу которой положены функциональные зависимости (1), (2), (3), (4) . Вычислительное устройство 21 подает сигналы на регулирование параметров: расхода топлива, расхода орошения, расходов водяного пара в низ основной колонны и в низ отпарных колонн соответствующим регулятором !О, 22—

25 через исполнительные механизмы

26 — 32.

По текущим значениям регулируемых параметров: температуры сырья, расхо-. да орошения и расходов перегретого водяного пара в низ колонн по, сформированной модели процесса определяют расчетные значения показателей качества. Эти же показатели качества определяют по формуле (5) (можно использовать замеренные значения), сравнивают расчетные значения показателей качества, полученные по модели процесса и по формулам (5).

При несоответствии полученных величин осуществляется коррекция коэффициентов математической модели процесса по известному рекуррентному алгоритму, использующему метод наименьших квадратов.

1178461

Составитель Т.Чулкова

Техред С.Мигунова

Редактор Н.Горват

Корректор M.Ðoçìàí

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 5583/7 Тираж 659

HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5