СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗДЕЛЕНИЯ ПАРОВ КОКСОВАНИЯ ТЯЖЕЛОГО НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ НА ФРАКЦИИ Российский патент 2000 года по МПК B01D3/42 C10B55/00 

Описание патента на изобретение RU2144413C1

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом ректификации в нестационарных условиях и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Уровень техники заключается в следующем.

Известен способ управления процессом разделения нефтяного сырья на фракции в сложной ректификационной колонне, при котором средние температуры кипения фракций (Т отгона 50%) рассчитывают по упрощенной формуле Ашворта в зависимости от значений температуры и давления в секциях колонны и стабилизируют путем изменения расходов отбираемых фракций; текущие значения флегмовых чисел по секциям колонны, от которых зависят температуры налегания соседних фракций (Т 90% - Т 10%), рассчитывают в зависимости от значений температур и расходов острого и циркуляционных орошений и расходов отбираемых фракций, при этом флегмовое число верхней секции поддерживают путем изменения температуры острого орошения, а флегмовые числа других секций - путем изменения соответствующих циркуляционных орошений. /А.с. СССР N 1803166 A1, опублик. БИ N 11 23.03.93/.

Недостатком известного способа является низкая точность регулирования показателей качества отбираемых фракций в переходных режимах из-за наличия большого запаздывания по каналам регулирования флегмовых чисел в секциях колонны.

Известен способ управления процессом разделения паров коксования тяжелого нефтяного сырья на фракции в сложной ректификационной колонне, выбранный в качестве прототипа и включающий измерение расходов острого и циркуляционного орошений, расходов отбираемых фракций, расходов водяного пара в секции колонны, расхода жирного газа из рефлюксной емкости, давлений и температур в стриппинги колонны, уровня в аккумуляторе колонны, изменение расходов отбираемых фракций и расходов острого и циркуляционного орошений /Бендеров Д.И., Походенко Н.Т., Брондз Б.И. Процесс замедленного коксования в необогреваемых камерах. - М.: Химия, 1976. - С.42-46, 168-172/.

Недостаток известного способа заключается в низкой точности регулирования показателей качества отбираемых фракций из-за наличия в системе управления ректификационной колонны возмущающих воздействий по линии подачи сырья в колонну в момент переключения коксовых камер, которые не могут быть своевременно идентифицированы по данным дискретного низкочастотного анализа этих показателей. Большая дисперсия показателей качества продуктов фракционирования как в статических, так и в переходных режимах не позволяет повысить отбор светлых фракций.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Изобретение направлено на решение задачи повышения отбора светлых фракций в процессе разделения паров коксования тяжелого нефтяного сырья на фракции в сложной ректификационной колонне. Решение задачи опосредовано новым техническим результатом, который заключается в повышении точности регулирования показателей качества отбираемых фракций. Данный технический результат достигается тем, что при автоматическом управлении процессом разделения паров коксования на фракции в сложной ректификационной колонне, включающим измерение расходов острого и циркуляционного орошений, расходов отбираемых фракций, расходов водяного пара в секции колонны, расхода жирного газа из рефлюксной емкости, давлений и температур в секциях колонны, уровня в аккумуляторе колонны, изменение расходов отбираемых фракций и расходов острого и циркуляционного орошений, дополнительно рассчитывают значения температур в секциях колонны в зависимости от заданных значений средних и конечных температур кипения соответствующих фракций, текущих значений парциальных давлений этих фракций в секциях колонны, текущих значений расходов паров в секциях колонны, сравнивают рассчитанные значения температур в секциях колонны с текущими и изменяют расход острого орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры верхней секции колонны, изменяют расход отбираемого легкого газойля и циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля, определяют момент переключения коксовых камер и с этого момента до момента окончания переходного процесса в ректификационной колонне расход отбираемого легкого газойля изменяют в зависимости от расхода отбираемого тяжелого газойля с коррекцией по измененной процедуре регулирования уровня в аккумуляторе колонны, а текущую температуру на тарелке отбора легкого газойля выравнивают с рассчитанной путем изменения расхода циркуляционного орошения. При этом, вследствие отсутствия в процессе управления дискретного низкочастотного анализа качества продуктов фракционирования и наличия в переходных режимах взаимосвязи расходов отбираемых легкого и тяжелого газойлей, повышается быстродействие системы управления, что приводит к повышению точности регулирования показателей качества отбираемых фракций за счет уменьшения их дисперсии. Повышение точности поддержания показателей качества позволяет уменьшить степень налегания соседних фракций, изменить конечные температуры кипения отбираемых фракций до предельных и тем самым повысить отбор светлых продуктов в ректификационной колонне.

Существенные признаки:
измерение расходов острого и циркуляционного орошений, расходов отбираемых фракций, расходов водяного пара в секции ректификационной колонны, расхода жирного газа из рефлюксной емкости, давлений и температур в секциях колонны, уровня в аккумуляторе колонны, изменение расходов отбираемых фракций и расходов острого и циркуляционного орошений.

Отличительные признаки:
значения температур в секциях колонны рассчитывают в зависимости от заданных значений средних и конечных температур кипения соответствующих фракций, текущих значений парциальных давлений этих фракций в секциях колонны, текущих значений расходов паров в секциях колонны, сравнивают рассчитанные значения температур в секциях колонны с текущими и изменяют расход острого орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры верхней секции колонны, изменяют расходы отбираемого легкого газойля и циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля, определяют момент переключения коксовых камер и с этого момента до момента окончания переходного процесса в ректификационной колонне расход отбираемого легкого газойля изменяют в зависимости от расхода отбираемого тяжелого газойля с коррекцией по измененной процедуре регулирования уровня в аккумуляторе колонны, а текущую температуру на тарелке отбора легкого газойля выравнивают с рассчитанной путем изменения расхода циркуляционного орошения.

На чертеже приведена принципиальная схема реализации предлагаемого способа автоматического управления процессом разделения паров коксования тяжелого нефтяного сырья на фракции.

Схема содержит ректификационную колонну 1, коксовые камеры 2, 3, 4, 5, нагревательные печи 6 и 7, холодильник-конденсатор 8, рефлюксную емкость 9, датчик 10 расхода острого орошения, датчик 11 расхода отбираемого бензина, датчик 12 расхода жирного газа из рефлюксной емкости 9, стриппинг 13 - отпарную колонну легкого газойля, холодильник 14, датчик 15 расхода отбираемого легкого газойля, стриппинг 16 - отпарную колонну тяжелого газойля, теплообменник 17, датчик 18 уровня в аккумуляторе колонны, регулятор 19 уровня в аккумуляторе колонны, регулирующий орган 20 на линии отбираемого тяжелого газойля, датчик 21 отбираемого тяжелого газойля, датчик 22 давления в верхней секции колонны, датчик 23 температуры в верхней секции колонны, датчик 24 давления на тарелке отбора легкого газойля, датчик 25 температуры на тарелке отбора легкого газойля, датчик 26 температуры острого орошения, датчик 27 расхода водяного пара в стриппинг 13, датчик 28 расхода водяного пара в стриппинг 16, функциональный блок 29, регулятор 30 температуры верхней секции колонны, регулирующий орган 31 на линии острого орошения, регулятор 32 температуры на тарелке отбора легкого газойля, регулирующий орган 33 на линии отбираемого легкого газойля, регулирующий орган 34 на линии циркуляционного орошения, датчики 35, 36, 37, 38 температуры верха коксовых камер 2, 3, 4, 5 соответственно, датчики 39, 40, 41, 42 температуры низа коксовых камер 2,3,4,5 соответственно, функциональный блок 43, регулятор 44 расхода отбираемого легкого газойля.

Способ осуществляется следующим образом.

Первичное сырье подают в нижнюю секцию ректификационной колонны 1, где из нее отгоняют легкие фракции и охлаждают горячие пары из коксовых камер 2, 3, 4, 5. Отпаренное сырье соединяется внутри колонны с остатком и объединенный поток прокачивают через нагревательные печи 6 и 7 в коксовые камеры 2, 3, 4, 5, где осуществляют процесс замедленного коксования вторичного сырья. Пары из коксовых камер поступают в нижнюю часть ректификационной колонны 1, в которой осуществляют процесс разделения продуктов коксования на фракции. Пары с верха колонны проходят холодильник - конденсатор 8 и рефлюксную емкость 9, из которой одну часть сконденсировавшегося бензина подают в колонну в виде острого орошения, а другую часть выводят с установки. Расход острого орошения измеряют датчиком 10, а расход отбираемого бензина - датчиком 11. Из рефлюксной емкости также выводят жирный газ и воду. Расход жирного газа измеряют датчиком 12. Из средней секции колонны в стриппинг 13 - отпарную колонну легкого газойля выводят жидкофазный поток, из которого водяным паром отпаривают легкие фракции. Легкий газойль из стриппинга 13 охлаждают в холодильнике 14 и выводят с установки. Расход отбираемого легкого газойля измеряют датчиком 15. Из аккумулятора колонны в стриппинг 16 - отпарную колонну тяжелого газойля выводят другой жидкофазный поток, из которого водяным паром отпаривают легкие фракции. Тяжелый газойль из стриппинга 16 охлаждают первичным сырьем в теплообменнике 17, одну часть тяжелого газойля выводят с установки, другую часть возвращают в ректификационную колонну 1 в качестве циркуляционного орошения. По сигналу с датчика 18 уровня в аккумуляторе колонны регулятор 19 с помощью регулирующего органа 20 изменяет расход отбираемого тяжелого газойля в сторону выравнивания текущего и заданного значений уровня в аккумуляторе колонны. Расход отбираемого тяжелого газойля измеряют датчиком 21. Сигналы с датчиков 22 давления в верхней секции колонны, 23 температуры в верхней секции колонны, 24 давления на тарелке отбора легкого газойля, 25 температуры на тарелке отбора легкого газойля, 26 температуры острого орошения, 10 расхода острого орошения, 27 расхода водяного пара в стриппинг 13, 28 расхода водяного пара в стриппинг 16, 12 расхода жирного газа из рефлюксной емкости 9 поступают в функциональный блок 29, в котором рассчитывают значения температур в секциях колонны в зависимости от заданных значений средних и конечных температур кипения соответствующих фракций, текущих значений парциальных давлений этих фракций в секциях колонны, текущих значений расходов паров в секциях колонны:
Tвр = a0 • Pб + a1; (1)
Тср = a2 • Pлг + а3; (2)
Рб = Кб • Пв • Уб (3)
Рлг = Клг • Пс • Улг; (4)
Кб = b0 + b1 • T100б; (5)
Kлг = b2 + b3 • T100лг; (6)


Mб = 52,63-0,246•T50б+0,001•(T50б)2; (9)
Mлг = 52,63-0,246•T50лг+0,001•(T50лг)2; (10)


где Tвр - рассчитанное значение температуры верхней секции колонны, oC;
Tср - рассчитанное значение температуры на тарелке отбора легкого газойля, oC;
Рб - парциальное давление бензина в верхней секции колонны, кг/см2;
Рлг - парциальное давление легкого газойля на тарелке отбора, кг/см2;
а0, а1, а2, а3 - константы, определяемые видом функциональной зависимости Т = f(P);
T50б - температура выкипания 50% бензина, oC;
Т50лг - температура выкипания 50% легкого газойля, oC;
Т100б - температура выкипания 100% бензина, oC;
Т100лг - температура выкипания 100% легкого газойля, oC;
Кб - коэффициент, учитывающий разность температур выкипания 100% и 50% бензина;
Клг - коэффициент, учитывающий разность температур выкипания 100% и 50% легкого газойля;
b0, b1, b2, b3 - константы, определяемые видом функциональной зависимости К = f(Т100);
Пв - полное давление в верхней секции колонны, кг/см2;
Пс - полное давление на тарелке отбора легкого газойля, кг/см2;
Уб - мольная доля бензина в паровой фазе в верхней секции колонны;
Улг - мольная доля легкого газойля в паровой фазе на тарелке отбора;
Fпв - расход паров в верхней секции колонны, кг/с;
Fг, Fв, Fб, Fлг - расход соответственно газов, паров воды, паров бензина, паров легкого газойля в секциях колонны, кг/с;
Мг, Мв, Мб, Млг - молекулярный вес соответственно газов, паров воды, бензина, легкого газойля, кг/кмоль (молекулярный вес водяного пара задается; молекулярный вес жирного газа задается или вычисляется в зависимости от температуры и давления в рефлюксной емкости);
Fо - расход острого орошения, кг/с;
Cp - теплоемкость бензина, кДж/кг•oC;
rб - скрытая теплота парообразования бензина, кДж/кг:
rлг - скрытая теплота парообразования легкого газойля, кДж/кг;
Tвт - текущее значение температуры верхней секции колонны, oC;
Т0 - текущее значение температуры острого орошения, oC.

В формулах (7) и (8) расход водяного пара в секциях колонны Fв определяют как сумму расходов турбулизатора в трубчатые змеевики печей 6 и 7 (принимают пропорциональным расходу сырья), пара в стриппинги 13 и 16 (измеряют датчиками 27 и 28), пара на пропарку коксовых камер (принимают равным фактическому для одной камеры).

Регулятор 30 температуры верхней секции колонны сравнивает сигналы датчика 23 и функционального блока 29, пропорциональные соответственно текущему и рассчитанному значениям температуры верхней секции колонны, и при помощи регулирующего органа 31 изменяет расход орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры верхней секции колонны. Регулятор 32 температуры на тарелке отбора легкого газойля сравнивает сигналы датчика 25 и функционального блока 29, пропорциональные соответственно текущему и рассчитанному значениям температуры на тарелке отбора легкого газойля, и при помощи регулирующих органов 33 и 34 последовательно изменяет расходы соответственно отбираемого легкого газойля и циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля. Температуры верха коксовых камер 2, 3, 4, 5 измеряют соответственно датчиками 35, 36, 37, 38, температуры низа коксовых камер - датчиками 39, 40, 41, 42. Сигналы с датчиков 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42 поступают в функциональный блок 43, где определяют момент переключения коксовых камер, например, по нарушению условия:
вiнi)≥C, (13)
где i - номер коксовой камеры;
Твi - температура верха i-той камеры, oC;
Тнi - температура низа i-той камеры, oC; -
C - допустимое рабочее значение перепада температур в i-той камере, oC.

Сигналы с датчиков 21 расхода отбираемого тяжелого газойля и 18 уровня в аккумуляторе колонны также поступают в функциональный блок 43. С момента переключения коксовых камер функциональный блок 43, в зависимости от расхода отбираемого тяжелого газойля с коррекцией по измененной процедуре регулирования уровня в аккумуляторе колонны, генерирует сигнал регулятору 44, который при помощи регулирующего органа 33 изменяет расход отбираемого легкого газойля. Изменение процедуры регулирования уровня в аккумуляторе колонны заключается в плавном уменьшении уставки уровня до минимально возможного значения с целью предотвращения резких колебаний расхода отбираемого тяжелого газойля после переключения коксовых камер. В период с момента переключения камер до момента окончания переходного процесса в ректификационной колонне регулятор 32 температуры на тарелке отбора легкого газойля сравнивает сигналы датчика 25 и функционального блока 29, пропорциональные соответственно текущему и рассчитанному значениям температуры на тарелке отбора легкого газойля и при помощи регулирующего органа 34 изменяет расход циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля. Момент окончания переходного процесса определяют в функциональном блоке 43, например, как момент достижения порогового значения производной расхода отбираемого тяжелого газойля:
(14)
где F - расход отбираемого тяжелого газойля, т/ч;
t - время, ч;
Δ - пороговое значение производной.

С момента окончания переходного процесса в колонне уставку уровня плавно возвращают к исходному значению и восстанавливают регулирование температуры на тарелке отбора легкого газойля в зависимости от заданных значений средней и конечной температур кипения легкого газойля, текущего значения парциального давления легкого газойля в средней секции колонны, текущего значения расхода пара в среднюю секцию колонны, последовательно двумя управляющими воздействиями: расходом отбираемого легкого газойля и расходом циркуляционного орошения, т. е. регулятор 32 температуры на тарелке отбора легкого газойля сравнивает сигналы датчика 25 и функционального блока 29, пропорциональные соответственно текущему и рассчитанному значениям температуры на тарелке отбора легкого газойля, и при помощи регулирующих органов 33 и 34 последовательно изменяет расходы отбираемого легкого газойля и циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля.

Пример реализации предлагаемого способа на установке замедленного коксования 21-10/3М. В нижнюю секцию ректификационной колонны 1, внутреннее оборудование которой включает 20 массообменных тарелок, глухую тарелку - аккумулятор тяжелого газойля, промывочную камеру, секцию каскадных тарелок, зону сбора вторичного сырья, подают первичное сырье - полугудрон с установок АВТ с расходом F = 75-125 т/ч и температурой Т = 280oC. Из коксовых камер 2, 3, 4, 5 в нижнюю секцию колонны 1 также подают пары с температурой Т ≤ 425oC для их разделения на газ, бензин и газойлевые фракции. При этом высококипящие углеводороды, находящиеся в продуктах коксования, в результате контактирования со стекающими потоками жидкости конденсируются и возвращаются в смеси с первичным сырьем в качестве вторичного сырья на коксование. Вторичное сырье прокачивают через реакционные змеевики нагревательных печей 6 и 7 в камеры коксования 2, 3, 4, 5, где при температурах низа Тн = 475-495oC и верха Тв = 420-460oC осуществляют процесс замедленного коксования. Коксовые камеры работают попарно: 2 и 3 - на первый поток, 4 и 5 - на второй поток. Переключение потока вторичного сырья из одной камеры в другую производится посредством четырехходового крана, конструкция которого обеспечивает непрерывность потока в момент переключения. С верха колонны 1 по шлемовой трубе с температурой Т = 140-190oC и давлением Пв ≤ 3,8 кг/см2 отводят углеводородные газы, пары бензина и водяной пар в воздушный холодильник - конденсатор 8 и далее в сепаратор - рефлюксную емкость 9. В рефлюксной емкости 9 при температуре То ≤ 45oC происходит разделение потока на газ, бензин, воду. Из отстойной зоны емкости 9 выводят воду на блок отпарки кислых стоков. Часть сконденсировавшегося бензина из емкости 9 подают в качестве острого орошения на верх колонны 1, его расход Fо = 23-26 м3/ч измеряют датчиком 10. Балансовое количество бензина после защелачивания с температурой Т ≤ 45oC выводят с установки. Расход бензина на выходе с установки Fб = 11-18 т/ч измеряют датчиком 11, расход жирного газа с установки Fг = 7-11 т/ч - датчиком 12. С 13-й тарелки колонны 1 в стриппинг 13, оснащенный 4 клапанными тарелками и имеющий зону сбора жидкости в нижней части, отводят легкий газойль. В низ стриппинга 13 подают перегретый водяной пар с температурой Тпар = 138oC и давлением Рпар = 3,5 кг/см2 для отпарки легких фракций. Легкий газойль с низа стриппинга 13 прокачивают через холодильник 14 и с температурой Т ≤ 90oC выводят с установки. Балансовое количество легкого газойля Fлг = 15-25 т/ч измеряют датчиком 15. Из аккумулятора колонны 1 выводят тяжелый газойль в стриппинг 16, оснащенный 4 клапанными тарелками и имеющий зону сбора жидкости в нижней части, где происходит отпарка легких фракций за счет перегретого водяного пара. Тяжелый газойль из стриппинга 16 охлаждают в теплообменнике 17, при этом часть тяжелого газойля с расходом Fцо = 50-150 м3/ч возвращают в колонну 1 в виде циркуляционного орошения, балансовое количество тяжелого газойля с температурой Ттг ≤ 90oC выводят с установки. Уровень в аккумуляторе L = 30-80% измеряют датчиком 18, по сигналу которого регулятор 19 с помощью регулирующего органа 20 изменяет расход отбираемого тяжелого газойля в сторону выравнивания текущего и заданного значений уровня в аккумуляторе колонны 1. Расход отбираемого тяжелого газойля Fтг = 23-39 т/ч измеряют датчиком 21, давление в верхней секции колонны Пв ≤ 3,8 кг/см2 - датчиком 22, температуру в верхней секции колонны Твт = 140-190oC - датчиком 23, давление на тарелке отбора легкого газойля Пс ≤ 3,8 кг/см2 - датчиком 24, температуру на тарелке отбора легкого газойля Тс = 220-250oC - датчиком 25, температуру острого орошения То ≤ 45oC - датчиком 26, расход водяного пара в стриппинг 13 F'пар = 0-0,5 т/ч - датчиком 27, расход водяного пара в стриппинг 16 F''пар = 0-0,5 т/ч - датчиком 28. Расход турбулизатора Fт в змеевики печей 6 и 7 принимают пропорциональным расходу сырья - 2,7-14,8 т/ч, расход пара на пропарку коксовых камер принимают равным фактическому для одной камеры Fпр = 1,5 т/ч. Сигналы с датчиков 10, 12, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 поступают в функциональный блок 29, в котором рассчитывают значения температур в секциях колонны в зависимости от заданных значений средних и конечных температур кипения бензина Т50б = 140oC, Т100б = 205oC и легкого газойля Т50лг = 262oC, Т100лг = 356,5oC, текущих значений парциальных давлений этих фракций в секциях колонны, текущих значений расходов паров в секциях колонны:
Твр = 0,0152 • Рб - 2,26;
Тср = 0,0155•Рлг - 4,33;
Рб = Кб • Пв • Уб;
Рлг = Клг • Пс • Улг;
Кб = 3,32 + 0,0289 • Т100б;
Клг = -1,62 + 0,0077 • Т100лг;


Мб = 25,63 - 0,246 • Т50б + 0,001 • (Т50б)2;
Млг = 52,63 - 0,246 • Т50лг + 0,001 • (Т50лг)2;

Fлг = Fб • 314,25/264,64.

Регулятор 30 температуры верхней секции колонны сравнивает сигналы датчика 23 и функционального блока 29, пропорциональные соответственно текущему и рассчитанному значениям температуры верхней секции колонны, и при помощи регулирующего органа 31 изменяет расход орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры верхней секции колонны. Регулятор 32 температуры на тарелке отбора легкого газойля сравнивает сигналы датчика 25 и функционального блока 29, пропорциональные соответственно текущему и рассчитанному значениям температуры на тарелке отбора легкого газойля, и при помощи регулирующих органов 33 и 34 последовательно изменяет расходы соответственно отбираемого легкого газойля и циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля. Температуры верха коксовых камер 2, 3, 4, 5 Тв = 420-460oC измеряют соответственно датчиками 35, 36, 37, 38, температуры низа коксовых камер Тн = 475-495oC измеряют датчиками 39, 40, 41, 42. Сигналы с датчиков 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42 поступают в функциональный блок 43, в котором определяют момент переключения коксовых камер по нарушению условия:
нiвi)≥ 15.

Сигнал с датчика 21, пропорциональный расходу отбираемого тяжелого газойля Fтг = 23-39 т/ч, и сигнал с датчика 18, пропорциональный уровню в аккумуляторе ректификационной колонны L = 30-80%, также поступают в функциональный блок 43. С момента переключения коксовых камер функциональный блок 43, в зависимости от расхода отбираемого тяжелого газойля с коррекцией по измененной процедуре регулирования уровня в аккумуляторе колонны, генерирует сигнал регулятору 44, который при помощи регулирующего органа 33 изменяет расход отбираемого легкого газойля. Во избежание резких колебаний расхода отбираемого тяжелого газойля в переходный период производят плавное (за 15 мин) изменение уставки уровня в аккумуляторе колонны с 80 до 30%. В период с момента переключения камер до момента окончания переходного процесса в ректификационной колонне регулятор 32 температуры на тарелке отбора легкого газойля сравнивает сигналы датчика 25 и функционального блока 29, пропорциональные соответственно текущему и рассчитанному значениям температуры на тарелке отбора легкого газойля, и при помощи регулирующего органа 34 изменяет расход циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля. Момент окончания переходного процесса определяют в функциональном блоке 43 как момент достижения порогового значения производной расхода отбираемого тяжелого газойля:
dFтг/dt ≤ 0,750.

С момента окончания переходного процесса в колонне уставку уровня плавно (за 15 мин) возвращают к исходному значению L = 80%, а регулирование температуры на тарелке отбора легкого газойля в зависимости от заданных значений средней и конечной температур кипения легкого газойля Т50лг = 262oC, Т100лг = 356,5oC, текущего значения парциального давления легкого газойля в средней секции колонны, текущего значения расхода пара в среднюю секцию колонны, вновь осуществляют последовательно изменением расхода отбираемого легкого газойля и изменением расхода циркуляционного орошения, т.е. регулятор 32 температуры на тарелке отбора легкого газойля сравнивает сигналы датчика 25 и функционального блока 29, пропорциональные соответственно текущему и рассчитанному значениям температуры на тарелке отбора легкого газойля, и при помощи регулирующих органов 33 и 34 последовательно изменяет расходы отбираемого легкого газойля и циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля.

В таблице представлены показатели технологического режима, результаты лабораторных анализов, технико-экономические показатели процесса фракционирования коксовых паров установки замедленного коксования 21-10/3М согласно прототипу (способ 1) и предлагаемому способу управления (способ 2).

Сравнительный анализ результатов, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемый способ автоматического управления процессом разделения паров коксования тяжелого нефтяного сырья на фракции позволяет повысить точность регулирования целевых температур кипения отбираемых фракций до ±2oC, уменьшить степень налегания смежных фракций: бензин/легкий газойль - с +6oC до -3oC, легкий газойль/тяжелый газойль - с+150oC до +110oC, изменить конечные температуры отбираемых фракций до предельных по ТУ и ГОСТ, что позволяет в целом повысить отбор светлых нефтепродуктов в ректификационной колонне на 2%, в том числе бензина - на 1%.

Похожие патенты RU2144413C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ 1999
  • Мустафин А.И.
  • Кондрашов С.Н.
  • Плехов В.Г.
  • Мустафин П.И.
  • Дегтерев Н.С.
  • Негашев Ю.И.
  • Афонин И.Е.
  • Елсуков А.Н.
  • Кусакин К.А.
  • Васькина С.В.
RU2148069C1
СПОСОБ ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ 2010
  • Валявин Геннадий Георгиевич
  • Запорин Виктор Павлович
  • Сухов Сергей Витальевич
  • Мамаев Михаил Владимирович
  • Бидило Игорь Викторович
  • Валявин Константин Геннадьевич
RU2448145C1
СПОСОБ ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ 2011
  • Валявин Геннадий Георгиевич
  • Запорин Виктор Павлович
  • Сухов Сергей Витальевич
  • Мамаев Михаил Владимирович
  • Бидило Игорь Викторович
  • Валявин Константин Геннадьевич
RU2458098C1
СПОСОБ ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ 2014
  • Валявин Геннадий Георгиевич
  • Запорин Виктор Павлович
  • Сухов Сергей Витальевич
  • Мансуров Тимур Фанилевич
  • Фазлутдинова Елена Николаевна
  • Валявин Константин Геннадьевич
RU2562999C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВТОРИЧНОГО СЕРОВОДОРОДА ИЗ ОСТАТКА ВИСБРЕКИНГА 2013
  • Мнушкин Игорь Анатольевич
  • Гасанов Эдуард Сарифович
  • Чиркова Алена Геннадиевна
RU2514195C1
Способ получения нефтяного игольчатого кокса 2018
  • Будник Владимир Александрович
  • Кондратьев Александр Сергеевич
  • Смаков Марат Ринатович
RU2686152C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОБАВКИ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ КОКСУЮЩЕЙ ЗАМЕДЛЕННЫМ КОКСОВАНИЕМ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Валявин Геннадий Георгиевич
  • Запорин Виктор Павлович
  • Сухов Сергей Витальевич
  • Мамаев Михаил Владимирович
  • Бидило Игорь Викторович
  • Валявин Константин Геннадьевич
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Стуков Михаил Иванович
  • Габбасов Ришат Гаянович
RU2495078C2
Способ замедленного коксования нефтяных остатков 2022
RU2802186C1
МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ КОКСА НЕФТЯНОГО ИГОЛЬЧАТОГО 2019
  • Кантюков Денис Тагирович
  • Хаматшин Рустам Айратович
RU2729191C1
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ 2012
  • Мнушкин Игорь Анатольевич
  • Самойлов Наум Александрович
  • Минибаева Лиана Камилевна
RU2483783C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 144 413 C1

Реферат патента 2000 года СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗДЕЛЕНИЯ ПАРОВ КОКСОВАНИЯ ТЯЖЕЛОГО НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ НА ФРАКЦИИ

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом ректификации в нестационарных условиях и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: автоматическое управление процессом разделения паров коксования тяжелого нефтяного сырья осуществляют путем изменения расхода отбираемого легкого газойля и расхода острого и циркуляционного орошения в зависимости от значений температур в секциях колонны, рассчитанных по заданным значениям средних и конечных температур кипения отбираемых фракций, текущим значениям парциальных давлений этих фракций в секциях колонны, текущим значениям расходов паров в секциях колонны, при этом во время переходного режима в ректификационной колонне, связанного с переключением коксовых камер, расход отбираемого легкого газойля изменяют в зависимости от расхода отбираемого тяжелого газойля с коррекцией по измененной процедуре регулирования уровня в аккумуляторе колонны, а рассчитанную температуру на тарелке отбора легкого газойля поддерживают путем изменения расхода циркуляционного орошения. Изобретение позволяет повысить точность регулирования целевых температур кипения отбираемых фракций, уменьшить степень налегания смежных фракций, изменить конечные температуры кипения отбираемых фракций в сторону увеличения отбора светлых нефтепродуктов. 1 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 144 413 C1

Способ автоматического управления процессом разделения паров коксования тяжелого нефтяного сырья на фракции в сложной ректификационной колонне, включающий измерение расходов острого и циркуляционного орошений, расходов отбираемых фракций, расходов водяного пара в секции колонны, расхода жирного газа из рефлюксной емкости, давлений и температур в секциях колонны, уровня в аккумуляторе колонны, изменение расходов отбираемых фракций и расходов острого и циркуляционного орошений, отличающийся тем, что значения температур в секциях колонны рассчитывают в зависимости от заданных значений средних и конечных температур кипения соответствующих фракций, текущих значений парциальных давлений этих фракций в секциях колонны, текущих значений расходов паров в секциях колонны, сравнивают значения температур в секциях колонны с текущими и изменяют расход острого орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры верхней секции колонны, изменяют расход отбираемого легкого газойля и циркуляционного орошения в сторону выравнивания текущего и рассчитанного значений температуры на тарелке отбора легкого газойля, определяют момент переключения коксовых камер и с этого момента до момента окончания переходного процесса в ректификационной колонне расход отбираемого легкого газойля изменяют в зависимости от расхода отбираемого тяжелого газойля с коррекцией по измененной процедуре регулирования уровня в аккумуляторе колонны, а текущую температуру на тарелке отбора легкого газойля выравнивают с рассчитанной путем изменения расхода циркуляционного орошения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2144413C1

Бендеров Д.И
и др
Процесс замедленного коксования в необогреваемых камерах
- М.: Химия, 1976, с
Устройство для усиления микрофонного тока с применением самоиндукции 1920
  • Шенфер К.И.
SU42A1
0
SU209222A1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКТОВ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТЯНЫХ СМЕСЕЙ МЕТОДОМ РЕКТИФИКАЦИИ 1993
  • Веревкин А.П.
  • Арсланов Ф.А.
  • Иванов В.И.
  • Махов А.Ф.
  • Муниров Ю.М.
RU2065761C1
RU 2075495 C1, 20.03.1997
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС — ЭКСПАНДЕР 0
  • К. А. Тимофеев
SU186955A1
ПОГРУЖНОЙ ХЛОРСЕРЬБРЯНЫЙ ЭЛЕКТРОД СРАВНЕНИЯ 0
SU191207A1
US 3907664 A, 23.09.1975
Пюпитр для работы на пишущих машинах 1922
  • Лавровский Д.П.
SU86A1
US 5024730 A, 18.06.1991.

RU 2 144 413 C1

Авторы

Парамонов П.Н.

Каменских А.А.

Кондрашов С.Н.

Шмаков А.А.

Фоминых Н.П.

Меньшаков А.Л.

Шумихин А.Г.

Даты

2000-01-20Публикация

1999-02-22Подача