Способ управления процессом висбрекинга

 

Использование: в нефтеперерабатывающей промышленности в процессах снижения вязкости остаточных нефтепродуктов при повышении эффективности процесса висбрекинга и защите нагревательно-реакционного оборудования от закоксовывания при колебании качества сырья, поступающего на установку. Сущность изобретения заключается в стабилизации перепада температур по реактору висбрекинга путем регулирования температуры выхода газосырьевой смеси из печи висбрекинга с коррекцией по перепаду температур на реакторе висбрекинга. 4 ил.

Изобретение относится к способам управления процессом висбрекинга с целью снижения вязкости остаточных нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ управления процессом висбрекинга, согласно которому в лабораторных условиях определяются показатели, позволяющие рассчитать стабильность остатка висбрекинга. На основании выполненных расчетов выполняется корректировка режима висбрекинга [1].

Недостатком известного способа является значительное время, требуемое для выполнения анализов, и невозможность оперативного управления процессом.

Известен способ управления процессом висбрекинга, согласно которому в пилотных условиях определяется предельно-допустимая конверсия сырья, которая оценивается по выходу сумы газ+бензин или газ+бензин+диз.топливо. Далее в процессе эксплуатации промышленной установки осуществляется постоянный контроль за выходом продуктов и, в случае необходимости, осуществляется корректировка температуры процесса (при заданном давлении) [2].

Однако в известном способе имеет место сложность расчета материального баланса процесса в промышленных условиях, особенно в случае комбинирования на одной площадке нескольких процессов, возможность закоксовывания нагревательно-реакционного оборудования при поступлении на установку легкокрекируемого сырья, а также неполное использование возможностей процесса при подаче на установку более термостабильного сырья.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса и защита нагревательно-реакционного оборудования от закоксовывания при колебаниях качества сырья, поступающего на установку, что достигается за счет того, что в способе управления процессом висбрекинга, при котором измеряют расход топлива и окислителя, подаваемых в печь подогрева газосырьевой смеси, регулируют соотношения их расходов, измеряют температуру газосырьевой смеси на выходе из печи перед подачей ее в реактор висбрекинга, дополнительно измеряют температуру газопродуктовой смеси на выходе из реактора висбрекинга, вычисляют перепад температур по входу и выходу из реактора, сравнивают его с заданным и изменяют расходы топлива и окислителя обратно пропорционально величине и знаку рассогласования, т.е. имеет место стабилизация перепада температур по реактору висбрекинга.

На фиг. 1 представлена схема автоматического управления, реализующая настоящий способ; на фиг.2 - график зависимости стабильности получаемого остатка висбрекинга от перепада температур по реактору; на фиг.3 - график зависимости вязкости остатка висбрекинга от перепада температур по реактору висбрекинга; на фиг.4 - график эффективности процесса висбрекинга в зависимости от перепада температур по реактору.

Схема управления включает измеритель 1 температуры сырья, поступающего из печи 2 в реактор 3 с нормирующим преобразователем 4, измеритель 5 температуры газопродуктовой смеси на выходе из реактора 3 с нормирующим преобразователем 6, измерители 7 и 8 расхода воздуха и топлива (диафрагмы камерные с преобразователями типа САПФИР), регулирующий микропроцессорный контроллер 9, например РЕМИКОНТ, на который поступают сигналы с измерителей температуры и измерителей расхода, электропневматические преобразователи 10 и 11 (типа ЭПП-8), преобразующие выходные сигналы РЕМИКОНТА в унифицированные пневматические сигналы, поступающие на пневматические исполнительные механизмы 12 и 13 (например нормально открытые). Для реализации алгоритма управления заявляемого способа конфигурация управляющего контура РЕМИКОНТА содержит следующие алгоритмы (блоки): блок суммирование (СУМ) 14, на который поступают сигналы с нормирующих преобразователей 4 и 6; блок-корень квадратный (КОР) 15 и 16 для линеаризации квадратичной расходной характеристики измерителей 7 и 8 расходов соответственно; блок-регулятор аналоговый стандартный (РАС) 17 и 18, алгоритм формирует сигнал рассогласования и осуществляет пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) преобразование этого сигнала.

На вход блока 17 поступает сигнал с блока суммирования 14, выходной сигнал блока 17 поступает на преобразователь 10, выход которого соединен с исполнительным механизмом 12; на вход блока 18 поступает сигнал с алгоритма 16, а выход его поступает на преобразователь 11, связанный с исполнительным механизмом 13; сигнал задания в блоке 17 формируется внутренним задатчиком алгоритма, на блок 18 в качестве задания поступает выходной сигнал блока 15.

Способ управления реализуется следующим образом.

Сигналы, пропорциональные текущим значениям температуры 11 газосырьевой смеси на входе и температуры Т2 газопродуктовой смеси на выходе из реактора 3, с измерителя температуры 5 через нормирующие преобразователи 4 и 6 соответственно поступают в микропроцессорный контроллер 9 на блок суммирования 14. Блок суммирования 14 формирует сигнал, пропорциональный разности температур, например: dT = Т1-Т2, который поступает в качестве переменной на блок 17. Задание регулятору устанавливается на уровне, соответствующем значению, например dT = =12 C. При отклонении текущего значения регулируемого параметра dT от заданного блок 17 непрерывно формирует по ПИД-закону управляющий сигнал, причем знаки изменения сигнала по переменной и выходного сигнала регулятора совпадают. Например, при dT_тек> dT_зад расход воздуха, поступающего в печь 2 на горение будет уменьшаться. А так как контур стабилизации расхода топлива 8-16-17-11-13 связан с расходом воздуха, то на соответствующую величину уменьшается и расход топлива, т.е. расход воздуха на горение является ведущим параметром, а расход топлива ведомым. Эффективность процесса висбрекинга определяется не только степенью снижения вязкости остаточных нефтепродуктов, но и продолжительностью непрерывной эксплуатации установки до закоксовывания. Выполненные в промышленных условиях эксперименты показали, что с увеличением перепада температур по реактору уменьшается стабильность получаемого остатка висбрекинга (фиг.2), вязкость остатка висбрекинга (фиг.3) и продолжительность непрерывной эксплуатации установки до закоксовывания (как следствие уменьшения стабильности остатка висбрекинга); На фиг.4 приведен график зависимости эффективности процесса висбрекинга от перепада температур по реактору, построенный на основании анализа графиков на фиг.2 и 3, который имеет экстремум при значения dT = 11-14 С.

Таким образом, можно сделать вывод, что стабилизация перепада температур по реактору на оптимальной для данного сырья величине позволяет поддерживать оптимальное соотношение между вязкостью остатка висбрекинга и продолжительностью непрерывной эксплуатации установки. Кроме того, настоящий способ позволяет защитить установку от закоксовывания при внезапной разгерметизации сырьевых теплообменников и попадании остатка висбрекинга на повторное крекирование. В этом случае резко должна возрасти конверсия сырья и перепад температур по реактору, однако в данном способе это будет невозможно, т.к. схема управления уменьшит температуру нагрева сырья, поддерживая заданный перепад температур, и исключит коксование установки.

Изобретение может быть использовано в промышленных установках переработки мазута типа КТ-1/1, а также на любых установках висбрекинга, использующих выносные реакторы.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВИСБРЕКИНГА, при котором измеряют расход топлива и окислителя, подаваемых в печь подогрева газосырьевой смеси, регулируют соотношения их расходов, измеряют температуру газосырьевой смеси на выходе из печи перед подачей ее в реактор висбрекинга, отличающийся тем, что дополнительно измеряют температуру газопродуктовой смеси на выходе из реактора висбрекинга, вычисляют перепад температур по входу и выходу из реактора, сравнивают его с заданным и изменяют расходы топлива и окислителя обратно пропорционально величине и знаку рассогласования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4