Способ управления процессом первичной переработки нефти

 

Изобретение относится к способу управления процессом первичной переработки нефти в СЛОЖНОЙ ректификационной колонне, используемому в нефтеперерабатьшающей и нефтехимической промышленности, и позволяет повысить точность регулирования температур выкипания нефтепродуктов. Способ заключается в том, что в СЛОЖНОЙ колонне, состоящей из простых koлoнн, расход циркуляционного орошения каждой предыдущей простой КОЛОННЫ регулируют в зависимости от температуры верхних секций простых колонн с коррекцией по расходу циркуляционного орошения каждой последующей простой колонны. 1 ИЛ. а S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 В 01 D 3,/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3927899/23-26 (22) 11.07.85 (46) 07. 01. 88. Бюл. И 1 (71) Научно-производственное объединение ."Нефтехимавтоматика" (72) Ш.А.-К.Миндубаев, Н.В.Карпов, В.П.Павлычев, В.П.Тихомиров и В.М.Слободкин (53) 66,012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1074559, кл. В 01 D 3/42, 1982.

Авторское свидетельство СССР

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

ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ (57) Изобретение относится к способу управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне, используемому в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, и позволяет повысить точность регулирования температур выкипания нефтепродуктов. Способ заключается в том, что в сложной колонне, состоящей из простых Колонн, расход циркуляционного орошения каждой предыдущей простой колонны регулируют в зависимости от температуры верхних секций простых колонн с коррекцией по расходу циркуляционного орошения каждой последующей простой колонны.

1 ил.

1364353

1Г

30

Изобретение относится к области управления процессами нефтепереработки и нефтехимии и может быть использовано при автоматическом управлении процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне, имеющей глухие тарелки.

Цель изобретения — повышение точности регулирования температур выкипания нефтепродуктов, полученных в сложной ректификационной колонне с глухими тарелками.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Процесс переработки нефти протекает в сложной ректификационной колонне с тремя глухими тарелками, состоящей из секций 1-8. При этом секции 1 и 6 образуют верхнюю простую колонну, секции 2 и 7 — верхнюю промежуточную простую колонну, секции 3 и 8 — нижнюю промежуточную простую колонну, а. секции 4 и 5 — нижнюю простую колонну. Рассматриваемая сложная колонна предназначена для разделения частично отбензиненной нефти, поступающей по линии 9 на пять нефтепродуктов: бензин,, отводимый по лини 10, керосин, отводимый по линии 11, зимнее дизельное топливо, отводимое по линии 12, летнее дизельное топливо, отводимое по линии 13, мазут, отводимый по линии 14 и дополнительный тяжелый погон, который отводится в некоторых режимах по линии 15.

Сырьем нижней простой колонны (секции 4 и 5), как и всей сложной колонны, является отбензиненная нефть.

Сырьем нижней промежуточной простой колонны (секции 3 и 8) является смесь паров дизельных топлив, керосина и бензина, поступающая иэ секции 4 в секцию 3 сквозь "глухую" по жидкости отборную тарелку летнего дизельного топлива.

Сырьем верхней промежуточной простой колонны (секции 2 и 7) является смесь паров зимнего дизельного топлива, керосина и бензина, поступающих иэ секции 3 в секцию 2 сквозь глухую по жидкости отборную тарелку зимнего дизельного топлива. Сырьем верхней простой колонны (секции 1 и 6) является смесь паров керосина и бензина, поступающих из секции 2 в секцию 1 сквозь глухую по жидкости отборную тарелку керосина.

Жидкость из верхней секции 1 верхней простой колонны перетекает в нижнюю ее секцию 6 по линии 16, а пары иэ нижней секции 6 в верхнюю часть возвращаются по линии 17.

Аналогично назначение линий 18-21.

Линия 21 служит для возврата паров из секции 8 в секцию 3. Верхняя часть секции 4 нижней простой колонны и нижняя ее часть секции 5 объединяются в простую колонну непосредственно.

Перегретый водяной пар подается в нижние части (секции) простых колонн 6-8 и 5 по линиям 22-25 соответственно.

Орошения подаются в верхние секции 1-4 простых колонн по линиям 2629 соответственно. Жидкость для орошений верхней промежуточной колонны, нижней промежуточной и нижней простой колонны отбирается из этих же колонн по линиям 30-32 и охлаждается в теплообменниках 33-35. Орошение секции 1 образуетея из паров, отводимых иэ нее по линии 36,.конденсируемых в конденсаторе — холодильни1 ке 37, причем конденсат переохлаждает ся и накапливается в рефлюксной емкости 38.

Измерение расходов перегретого водяного пара в нижние части простых колонн (в секции 6 и 5) осуществляют с помощью расходомеров 39 и 40, а регулирование — с помощью регуляторов 43-46. Измерение температур верхних секций 1-4 простых колонн осуществляют с помощью датчиков

47-50 температуры, а регулирование с помощью регуляторов 51-54, выходы которых изменяют расходы орошений, по. даваемых по линиям 26-29 соответственно.

Периодически вручную или автоматически непрерывно осуществляют отбор и анализ проб нефтепродуктов, отводимых.из колонны по линиям 10.14 (и 15), определяя температуры их выкипания, и регулируют их, изменяя уставки регуляторов температур верхних секций простых колонн и регуляторов расхода 43-46 водяного пара;

Измеряют расходы орошений с помощью расходомеров 55-58 и их выходные сигналы пропускают через блоки 5962 умножения на постоянный коэффициент. з 13643

Выход блока 59 умножения на постоянный коэффициент подают на первый положительный вход сумматора 63, вы-. ход блока 60 умножения на постоян5 ный коэффициент — на первый положительный вход сумматора 64, и выход блока 61 умножения на постоянный коэффициент — на первый положительный вход сумматора 65. На вторые положительные входы сумматоров 63-65 посту-. пают выходы сумматоров 64 и 65 и блока 62 соответственно. Выходы сумматоров 63-. 65 и блока 62 умножения на постоянный коэффициент посту- пают на входы "переменная" регуляторов 66-69 расхода соответственно, а на входы Задание этих регуляторов поступают выходы регуляторов 5154 температуры соответственно.

Таким образом изменение расхода орошения некоторой определенной простой колонны дополнительно корректируют в зависимости от измеренных расходов орошений простых колонн, рас- 25 положенных в сложной колонне ниже данной простой колонны.

Так, например, если расход орошения нижней простой колонны не изменяется, то выход расходомера 58, а значит и блока 62 умножения на постоянный коэффициент — постоянны.

Если изменяется температура под отборной тарелкой зимнего дизельного топлива (тарелка, разделяющая сек35 ции 3 и 2), измеряемая датчиком температуры 49, то изменяется и выход, 1 регулятора 53 температуры и регулятора 68 расхода, в результате чего расход циркуляционного орошения по линии 40

31-28 изменяется. Так осуществляется регулирование температуры верхней части простой ректификационной колонны, состоящей из секций 3 и 8, изменением расхода орошения, подаваемого в эту колонну. Аналогично регулируется температура верхней части простой колонны, состоящей из секций 2 и 7, и простой колонны, состоящей иэ секций 1 и б.

Если изменяется расход нижнего циркуляционного орошения, а температура, измеряемая датчиком 49 температуры, остается постоянной, то возрастаII г!

55 ет одно из слагаемых сумматора 65 а также выход этого сумматора. Теперь в камере "Переменная" регулятора 68 расхода сигнал больше, чем в камере

53 4

"Задание, и в результате регулятор 68 расхода прикроет клапан на линии 28 ° Так осуществляется корректировка расхода орошения, подаваемого в верхнюю секцию простой колонны, в зависимости от расходов орошений простых колонн, расположенных в сложной колонне ниже данной.

Если в процессе регулирования изменяют расход орошения по линии 29, изменяется не только температура верхней части простой колонны, состоящей из секций 4 и 5, но и поток паров, -проходящих из секции 4 в секцию 3.

Таково свойство процесса ректификации при любом способе регулирования, в результате изменяется температура верхней части простой колонны, состоящей из секций 3 и 8. Так, если расход орошения по линии 29 уменьшается, то увеличивается и температура, измеряемая датчиком 50 температуры и поток паров, достигающих датчика 49 температуры. Одна в предлагаемом способе одновременно уменьшается выход блока 62 умножения на постоянный коэффициент и сумматора 65, в результате этого регулятор 68 расхода открывает клапан на линии 28, и в зону, где расположен датчик 49 температуры, навстречу возросшему расходу паров (тепла) поступает возросший расход орошения (холода) и изменения температуры верха секции 3 в ответ на изменение температуры верха секции 4 не происходит.

В результате улучшается стабилизация режима разделения и улучшается регулирование температур выкипания.

Аналогичный эффект для верха секции 2 обеспечивается связью выхода сумматора 65 с входом сумматора 64, а для верха секции 1 — связью выхода сумматора 64 с входом сумматора 63.

Задания самим регуляторам 51-54 температуры верхних секций простых колонн и регуляторам 43-46 расхода водяного пара в нижние их секции изменяют по результатам определения температур выкипания проб нефтепродуктов, отбираемых из линии 10-15.

Уровни в рефлюксной емкости 38 н в нижних секциях простых колонн поддерживаются с помощью регуляторов

70-74, изменяющих расход по линиям

10-14. Отвод продукта более тяжелого, чем летнее дизельное топливо, по ли64353 6

Расход орошения верхней промежуточной простой колонны изменяется со

164 до 140 м /ч, достигая минимального значения 132 м /ч на седьмой минуте.

В случае применения предлагаемого способа такое же изменение задания тому же регулятору из того же

10 начального состояния, которое вызвало почти такие же изменения температуры верхней секции нижней промежуточной простой колонны и расхода орошения в нее, сопровождалось совершен15 но друГим изменением режима в верхl ней промежуточной простой колонне.

Здесь. температура не поднималась выше 121 С и не опускалась ниже 119 C.

Процесс закончился через 16 мин. Но20 вое значение расхода орошения почти такое же, что и в первом случае, од-. нако минимум — 135 м /ч достигается з на второй минуте.

Как видно, колебания температуры в

25 верхней промежуточной колонне уменьшились с шести до двух градусов.

При этом колебание температуры конца кипения первого бокового погона уменьшается с 10 до 5 С.

30 В условиях нормального ведения режима колебания температур конца кипения светлых, нефтепродуктов должны уменьшаться на 15Х.

5 13 нии 15, регулируется регулятором 75, причем измерение расхода осуществляется расходомером 76.

Все упомянутые датчики температуры расхода и уровня — общепромьппленные. Все упомянутые регуляторы, сумматоры и блоки умножения на постоянный коэффициент также общепромьппленные пневматические блоки системы

"Старт" (ПРЗ.31, ПФ1.1, ПФ1.9).

Предлагаемый способ увеличивает именно динамическую точность стабилизации параметров режима и показателей качества продукции, и применение этого способа дает особенно большой эффект на установках, работающих в условиях больших и частых возмущений в составе и загрузке сырья и больших возмущений со стороны теплоотводящего (холодильники) оборудования.

Опробование этого способа на одной из установок первичной переработки позволило уменьшить колебания температур верхних секций простых колонн, расположенных выше самой нижней из них.

Пример ° Температура в верх— ней секции нижней промежуточной простой колонны была 182 С, а температура в верхней секции верхней промежуточной простой колонны — 120 С. .По заданию начальника установки задание регулятору температуры верхней секции нижней промежуточной простой о колонны быпо понижено до 174 С (т.е. на 8 С).

В случае применения известного способа переходный процесс закончился через 30 мин. При этом минимальное значение достигало 167 С (через

6 мин после изменения уставки). Этот переходный процесс сопровождался изменением температуры верхней секции верхней промежуточной простой колонны, которая опускалась до 114 С (на седьмой минуте после изменения уставки нижнему регулятору). Температура

0 вновь стабилизировалась на 120 С через 25 мин.

При этом расход орошения нижней промежуточной простой колонны, котоэ рый до изменения уставки был 280 м /ч, стабилизируется на 300 м /ч, достигая в процессе регулирования 305 м /ч.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне с глухими тарел4О ками, включающий регулирование расхода водяного пара в нижние секции простых колонн, регулирование расхода орошения каждой простой, колонны в зависимости от температуры верхних сек46 ций простых колонн, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности регулирования температур выкипания нефтепродуктов, дополнительно измеряют расходы циркуляционного

5О орошения каждой простой колонны и расход циркуляционного орошения каждой предыдущей простой колонны регулируют с коррекцией по расходу циркуляционного орошения каждой последующей простой колонны.! 364353

Составитель Т.Голеншина

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Редактор Е.Папп

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6507/6

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óêãîðoä,óë.Ïðîåêòíàÿ, 4