Способ управления процессом ректификации

 

Изобретение относится к способу управления процессом ректификации , может быть использовано в нефтехимической промьшшенности и позволяет увеличить отбор светлых нефтепродуктов при обеспечении заданной четкости разделения. Измеряют температуру в опорных точках колонны 1 датчиками 8,9,10, температуру начала выкипания, температуры 10; 30; 50; 70 и 90%-ной выкипаемости.Определяют потенциальное содержание суммы светлых дистиллятов в сырье и текущее значение суммарного отбора светлых дистиллятов. Сравнивают их и в зависимости от величин рассогласования формируют шаг приращения.По сформированному шагу приращения перераспределяют смежные узкие .фракции между соседними продуктовыми потоками . Определяют относительные отборы и пределы выкипания нефтепродуктов, по значениям которых регулируют режимы соответствующих секций колонны. 1 ил. ш (Л

COl03 СОВЕТСКИХ

СОЦМАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) 1,5д 4 В 01 D 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3795483/23-26 (22) 26.09.84 (46) 07.02.87,Бюл. Ф 5 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации в нефтяной и химической промышленности (72) P.Ì.Юсифов, Э.А.Бадалов, P.P.Øàõâàëàäoâ и З.И.Гаджиев (53) 66.012.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1074559, кл. В 01 D 3/42, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У .738633, кл . В 01 D 3/42, 1977. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОГ1

РЕ КТИФИКАЦИИ (57) Изобретение относится к способу управления процессом ректификации, может быть использовано в нефтехимической промьыленности и позво— ляет увеличить отбор светлых нефтепродуктов при обеспечении заданной четкости разделения. Измеряют тем— пературу в опорных точках колонны 1 датчиками 8,9, 10, температуру нача— ла выкипания, температуры 10; 30;

50; 70 и 90X — ной выкипаемости. Определяют потенциальное содержание суммы светлых дистиллятов в сырье и текущее значение суммарного отбора светлых дистиллятов. Сравнивают их и в зависимости от величин рассогласования формируют шаг приращения. По сформированному шагу приращения перераспределяют смежные узкие фракции между соседними продуктовыми потоками. Определяют относительные отборы и пределы выкипания нефтепродуктов, по значениям которых регулируют режимы соответствующих секций колонны.

1 ил.

1287909

Спо соб о существляется следующим образом.

Фракционный состав перерабатываемого сырья (участок кривой ИТК,соответствующий светлым дистиллятам) on- 35 ределяется на базе информации о расходе сырья получаемых светлых продуктов, поступающей соответственно от датчиков 4 — 7, и данных о температурах кипения в опорных точках по 40 энг кривой стандартной разгонки (t„„

ЭНГ Энг Энг ЭНг

t<î,t<О,t9о,t „) в поступающих из центральной заводской лаборатории 38.

Вся эта информация поступает на

УВК 37, где согласно заложенному алгоритму определяется фракционный состав перерабатываемого сырья в следующей последовательности, Сначала для каждого продукта определяется температура 30 и 70%-ной выкипаемости по кривой стандартной р згонки:

50 энг

"ю = энг энг 55

1 О <о

100 1п — — (ехр - - + ехр — -);

2 100 100

Изобретение относится к методам управления промышленными объектами, в частности к способам управления процессом ректификации в аппаратах колонного типа с открытой подачей во- 5 дяного пара, и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Цель изобретения — увеличение отбора светлых нефтепродуктов при обес10 печении заданной четкости разделения.

На чертеже показана принципиальная схема системы управления, реализующей предлагаемый способ.

Система управления включает основную сложную ректификационную колонну 1 и стриппинг-колонны 2 и .3, датчики 4 — 7 расхода, датчики 8—

10 температуры, датчики 11 и 12 уровня в стриппинг-колоннах, регуляторы

13 — 23, уровня в стриппинг-колоннах

2 и 3, расходов нефтепродуктов, расхода орошения в колонну, расходов циркуляционных орошений, температур начала и конца кипения соответственно, датчики 24 — 26 температуры начала и конца кипения, исполнительные механизмы 27 — 36, управляющий вычислительный комплекс 37 (УВК).

0,4502 = ехр 0 7 — ехр 0 5 ехр 0,9 — ехр 0,5

После того, как определены температуры кипения во всех семи опорных точках, характеризующих кривую стандартной разгонки нефтепродуктов,осуществляют их перевод на кривую истинных температур кипения (ИТК),т.е. определяют для всех нефтепродуктов температуры кипения в тех же опорных точках по кривой ИТК.

Определяют температуру 50% †н выкипаемости по ИТК:

Энг нгк . Энг t g ð — 203 0 о 34,94 — 0,0555 определяют температуры 10 30, 70 и

90%.-ной выкипаемости:

j = 1,4 и = N<,j

m = Ng энг (A,,jd + A j)d если /д/ 50

1+ А, 1с1

В< d + В2

«х1 1 если /d/ > 50, 1 - S»jd игк игк

= t„у» определяют температуру конца кипения: энг энг кк 9О

1 289 d

1 + 0,00832 d

У

0 5668d + 6 99

1-0,008538 d

ЭНг ЭНг нк- 90 УФ определяют температуру начала кипения: энк итк . энг энг 0,7Т2

После определения температур кипения в опорных точках по кривой ИТК итк нефтепродуктов t, ° (i — количество нефтепродуктов: j = 1-7 — количество опорных точек) с учетом их отборов и расхода сырья, используя правило ь аддитивности свойств углеводородных систем, определяют кривую ИТК перерабатываемого нефтяного сырья.

l 281909 сумму: тп

s- => с;;

G;

К

1 S

ИТК:

Т = min

Щ! Tl

T „= max

Т,„ /ht

= Т

= 0

Т

TI 1, ES

К где G

Если S =0

Т =Т+

К = К+ 1 — 1,m

Далее между Я „ лива ТС-1: чи " т

Е =

S = S + Е, ° g;

ESk

TMk = T. где ТМ,, TMк

ES,, Е$„

<;

ИД

g ° + Ьа

Определяил суммарный отбор светJIbIx нефтепродуктов и их долю на свою определяют минимальную и максимальную температуры кипения по кривой итк

0; при Т е,, O k

1,)

Т) йтк итк (U) ) э ) - итк итк

2, 7; при t, T t

1; при Т)С

Если ES 0,999, продолжают с момента, когда S; = О.

TMk= т к

ES = ES к к н температуры начала и конца кипения по кривой ИТК сырья; доля отгона при ТИ и ТКк по кривой ИТК сырья; условный шаг деления кривой ИТК на узкие фракции; число условных узких фракций; суммарная доля отгона по кривой ИТК сырья, соответствующая температуре конца кипения; расход сырья; число нефтепродуктов.

После восстановления участка кривой ИТК сырья, соответствующего светлым дистиллятам, определяют потенциальное содеря,ание светлых нефтепро- I итк итк

5 дуктов Е(т., „) (t, „— температура конца кипения по кривой ИТК самого тяжелого светлого дистиллята).

Например, нужно увеличить выход топлива ТС-1. Эту задачу можно решить за счет проваливания смежных узких фракций из бензиновой фракции в ТС-1 или извлечения из дизтоплива (ДТЛ).

После решения задачи восстановление ИТК сырья определяют потенциаль— ное содержание (Q„) топлива ТС-1:

Q> G<(E(t „) — Е(„) ), — расход сырья;

tc-i

E(t „„) — доля отгона по кривой ИТК сырья, соответствующая температуре начала и конца кипения

ТС вЂ” 1. определяют рассогласование и текущим отбором Q т топЕсли ) E (погрешность восстановления кривой ИТК сырья), формируется шаг приращения отбора 6 а =

Ь вЂ” и осуществляется "перераспре2

З5 деление" смежных узких фракций меж— ду ТС-1 и ДТЛ так, чтобы выход топлива ТС-1 был бы максимальным при удовлетворении требовании на качество и количество других фракций.

Для этого кривую ИТК ТС-1 и ДТЛ разбивают на условные узкие фракции с заданным шагом по температуре кипения. Определяют исходную концент45 рацию и количество каждой д-й узкой фракции в ТС-1 и ДТЛ:

И, =х,.

О 0

И, =х..

50 sj+< tj+1 34-!

Определяют суммарное количество смежных узких фракций по каждому из продуктовых потоков и дают шаг приращения а на отбор ТС-1. Концентрацию i-й узкой фракции при измененном отборе определяют по формуле

1287909

Q,111

1,4

N,, N„q нтк н

m.=

А, Э+А,+

\,1 если /D/ c 50

Ьа

+ da

Ь

da

gjti - Ьа где если D <20;

D — 6 99

35 итк нтк, кк 9o ° нтк нтк

Гнк = Тнк 1 итк нтк кк = Ткк ° кт К 1195 нк

Итк — 1 — -- — =- (Т

Е$ - ES

1 1-1 нтк нтк

Т ° +

1 итк

Т ° ) I-1

"1i i s>

Ч" 1; — Ьа 1 f1 где й, И ° . — количество 1-й узкой

1 1 фракции соответствен— но в ТС- 1 и ДТЛ;

g — исходное количество

ТС-1 и ДТЛ.

Количество i-й узкой фракции

И в ТС-1 определяют из уравнения

1) покомпонентного материального баланса при допущении о постоянстве разделительной способности колонны: о о, HU1 1+

H1) и;

1 1.,1 1 И; °

Коэффициент рассогласования р определяют из выражения

Количество i-й узкой фракции в

ДТЛ определяют из уравнения покомпонентного материального баланса;

И; + И

11 1J1-1 11+1

После определения концентрации и количества каждой i-й узкой фракции в ТС-1 и ДТЛ при измененных отборах определяют температуры кипения в опорных точках по кривой ИТК для каждой продуктовой фракции.

Температуру начала и конца кипения принимают равной температуре начала и конца кипения по кривой ИТК после изменения отбора

Остальные температуры определяют путем линейной интерполяции между двумя точками, окружающими опорные:

ES;1< E < ES ;

После определения температур кипения в опорных точках по кривой

ИТК продуктовых потоков осуществляют обратный перевод на кривую станэнг дартной разгонки (t 1 ) в следующей последовательности: определяют температуру 507-ной выкипаемости по кривой стандартной раз гонки: энг итк

5 = 0>5tqo + 323,748

0038(5о 1 +1246 618- о,7674 1

So определяют температуру 10, 30, 70 и 90Х-ной выкипаемости:

D+ В11 — — — — - --.— — если /D/ < 50 в;и+в знг энг

25 х определяют температуру конца кипения: энг внг кк tgo х1

1,289-0,008326 0

0,008538 D + 0,5668 если D 20;

40, определяют температуру начала кипения

После этого полученные значения отбора, температуры начала и конца кипения фракций ТС-1 и ДТЛ с УВК 37 в качестве уставки поступают на регуляторы (16,17,19,20,22 и 24) соответствующих локальных САР, Допустим, рассматривается керосиновая (ТС-1) секция, т.е. тарелка

55 отбора фракции из основной колонны

1 и отпарная (стриппинг) колонна 2.

Параметрами, характеризующими режим секции, являются температура на тарелке отбора (характеризует темпе12879

Составитель Т.Голеншина

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор Е.Папп

Заказ ?748/8 Тираж 656 Подпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул. Проектная, 4 ратуру конца кипения), расход пара в стриппинг-колонну 2 (характеризует температуру начала кипения) и уровень в стриппинг-колонне 2.

Сигнал, пропорциональный заданию 5 на отбор фракции ТС-1, с УВК поступает в камеру "Задание" регулятора 16, в камеру Переменная" которого посту— пает от датчика 6 сигнал, пропорциональный текущему отбору фракции ТС-1. 10

В регуляторе 16 эти сигналы сравниваются, в случае их отличия возникает рассогласование, для компенсации которого регулятор вырабатывает управляющее воздействие, сигнал о котором с выхода регулятора 16 поступает на исполнительный механизм (ИМ) 28, установленный на линии отвода фракции.

Система действует до тех пор, пока рассогласование в регуляторе 16 не скомпенсируется.

В процессе работы САР отбора меняется уровень в отпарной колонне 2.

Отклонение уровня от заданного зна25 чения компенсируется регулирующим воздействием, выданным регулятором

13 на ИМ 32, установленный на линии перетока фракции из основной колонны 1 в отпарную колонну 2.

Сигнал, пропорциональный заданному значению температуры на тарелке отбора и температуры начала кипения фракции ТС-1, с УВУ 37 поступает в камеру "Задание" соответственно ре- 35 гуляторов 19 и 22, в камеру "Переменная " которых от датчиков 9 и 25 поступает сигнал, пропорциональный текущему значению соответственно температуры на тарелке отбора и температуры 0 начала кипения фракции ТС-1. В случае отличия этих сигналов для компенсации возникшего рассогласования ре09 8 гуляторы 19 и 22 вырабатывают управляющее воздействие, сигнал о котором с выхода регуляторов поступает на ИМ

35 и 30, установленные соответственно на линии подачи циркуляционного орошения в колонну 1 и пара в колонну 2. Подача циркуляпионного орошения и пара меняется до тех пор, пока температура конца и начала кипения фракции ТС-1 не будет соответствовать заданному.

Формул а изобретения

Способ управления процессом ректификации в сложной колонне, включающий измерение температур в опорных точках основной колонны, температур выкипания нефтепродуктов, относительных отборов, нагрузок по сырью и регулирование температур выкипания нефтепродуктов, о т л и ч а Ю шийся тем, что, с целью увеличения отбора светлых нефтепродуктов при обеспечении заданной четкости разделения,дополнительно измеряют данные стандартной разгонки нефтепродуктов, по измеренным параметрам прогнозируют фракционный состав перерабатываемого сырья, определяют потенциальное содержание суммы светлых дистиллятов в сырье и текущее значение суммарного отбора светлых дистиллятов, сравнивают их и в зависимости от величины рассогласования формируют шаг приращения, по сформированному шагу приращения перераспределяют смежные узкие фракции между соседними продуктовыми потоками, определяют относительные отборы и пределы выкипания нефтепродуктов, по значениям которых регулируют режимы соответствующих секций колонны.