СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАКТИЧЕСКИХ ОТБОРОВ ПРОДУКТОВЫХ ФРАКЦИЙ ОТ ИХ ПОТЕНЦИАЛА В НЕФТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК C10G7/12 

Изобретение относится к способам и устройствам для автоматического анализа многокомпонентной смеси и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ определения состава сред, заключающийся в нагреве пробы и регистрации изменения ее температуры, причем нагрев пробы осуществляется энергетическим воздействием, обладающим избирательностью по отношению к анализируемым составляющим [СССР, а.с. №775674, кл. G01N 25/20].

Известен способ автоматического контроля показателей качества нефтепродукта в потоке, в котором изменяют температуру анализируемого продукта до заданной величины парциального давления паров нефтепродукта и измеряют указанную температуру [СССР, а.с. №549719, кл. G01N 25/00].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для регулирования качества продукта ректификации, содержащее анализатор качества продукта, а также второй анализатор качества, задатчики и сумматоры. Устройство служит для определения содержания компонента жидкой многокомпонентной смеси из 3 известных компонентов путем определенного числа измерений (соответствующих числу степеней свободы, а именно (3-1) плотности анализируемой смеси при различных температурах и с последующими вычислениями с помощью уравнений, связывающих плотность смеси с концентрациями компонентов [СССР, а.с. №1176903, кл. B01D 3/42].

Недостатком устройства является невозможность применения его для анализа нефти из-за слишком значительного количества компонентов в нефти для практического воплощения способа, реализуемого указанным устройством. Кроме того, основным недостатком известных устройств и способов контроля качества нефти в потоке является отсутствие оперативной информации о потенциальном содержании в перерабатываемой нефти продуктовых фракций с заданными пределами выкипания по ИТК, а также информации о фактических отборах продуктовых фракций от их потенциала. Между тем эта информация является ключевой для управления процессом и контроля качества получаемых продуктов, а также для общей оценки эффективности процесса.

Задача изобретения - создание способа и устройства для контроля фракционного состава нефти на входе установки первичного перегонки в режиме реального времени, а также для оценки потенциального содержания в ней продуктовых фракций заданного ассортимента с заданными температурными пределами выкипания по ИТК сырья и оценки их фактических отборов от потенциалов.

Поставленная выше техническая задача решается тем, что в предлагаемом способе и в устройстве для его реализации на базе регрессионных зависимостей выхода светлых продуктовых фракций от плотности нефти и информации о массовых расходах сырья и продуктовых фракций в реальном времени оцениваются потенциалы продуктовых фракций по заданным пределам их выкипания, а также дается оценка их фактических отборов от потенциала. Основой предлагаемого способа является регрессионная модель ИТК нефти, структурная идентификация которой проведена путем обработки значительного числа экспериментальных данных различных нефтей, а параметрическая идентификация проводится по данным конкретной нефтяной смеси. Модель служит для расчета потенциального содержания отдельных светлых продуктовых фракций и их суммы по данным измерений плотности нефтесмеси. Адаптированная для смеси известных нефтей, т.е. прошедшая параметрическую идентификацию, указанная регрессионная модель с точностью до 1,5-2,0% масс позволяет провести расчетное определение потенциального массового содержания светлой фракции нефти (обозначенное буквой G_iпот, выкипающей до температуры 7), которое определяется по формуле (1):

где А0, A1, А2, B1, В2, В3 - коэффициенты;

Dнефти - плотность нефтесмеси при 20°С;

T_i - заданная температура выкипания i-й фракции.

Расчет фактического отбора конкретной (i-й) продуктовой фракции от ее потенциала в перерабатываемой нефти проводится по формуле (2) на базе оценки ее потенциального выхода G_iпот (% масс, на нефть) с помощью формулы (1) и текущей информации о фактических массовых расходах нефти (F) и i-й продуктовой фракции (G_iфакт):

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, реализующего заявляемый способ. Устройство содержит поточный анализатор плотности нефти [1] и (или) массомер [2], установленные на входе сырья на установку перегонки нефти, микропроцессорное устройство обработки и визуализации информации [3], а также массомеры для измерений массовых расходов продуктовых фракций после разделения нефти [4…n], установленные на линиях вывода продуктов с установки.

Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом. Поток перерабатываемой нефти на входе установки проходит датчики расхода [2] и плотности [1] и поступает для разделения на продуктовые фракции в аппараты установки. В заявляемом способе на базе постоянно, в режиме реального времени, измеряемой плотности нефти на входе установки с использованием статистической (регрессионной) зависимости массового содержания продуктовых фракций от плотности перерабатываемой нефти (см. формулу 1) рассчитываются потенциальные содержания продуктовых фракций с заданными температурными пределами выкипания по ИТК нефти. Значения фактических выходов продуктовых фракций после разделения нефти, полученные от массомеров на выводе потоков с установки, сравниваются по формуле (2) с их потенциальным содержанием в перерабатываемом сырье, полученным с помощью формулы (1). Полученные оценки фракционного состава нефти, потенциалов продуктовых фракций и фактических отборов их от потенциалов выводятся на устройства отображения и используются для непосредственного цифрового регулирования выводов продуктовых фракций.

Изобретение относится к области оперативного контроля многокомпонентной смеси и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Устройство оперативного определения фактических отборов продуктовых фракций от их потенциального массового содержания в нефти, реализующее заявленный способ, включает анализатор качества, причем для получения оперативной информации по их потенциальному массовому содержанию продуктовых фракций и фактическим отборам от их расчетного потенциального массового содержания дополнительно содержит датчики массового расхода перерабатываемой нефти и продуктовых фракций после ее разделения, сигналы от которых поступают на входы микропроцессорного устройства, реализующего функции расчетной оценки потенциального массового содержания, для отображения этих оценок имеется устройство отображения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ оперативного определения фактических отборов продуктовых фракций от их потенциального массового содержания в нефти, заключающийся в использовании анализатора качества, отличающийся тем, что для получения оценок потенциального массового содержания продуктовых фракций в нефти дополнительно используют формулу регрессионной модели:
,
где А0, A1, A2, B1, B2, В3 - коэффициенты;
D нефти - плотность нефтесмеси при 20°С,
Т_i - заданная температура выкипания i-й фракции,
а для оценки фактических отборов фракций от их расчетного потенциального массового содержания в нефти снимают информацию от датчиков массового расхода перерабатываемой нефти и продуктовых фракций, при этом используют расчетную формулу
,
где G_iфакт - текущая информация о фактических массовых расходах i-продуктовой фракции;
F - текущая информация о фактических массовых расходах нефти, а оценки отображают на устройстве отображения.

2. Устройство оперативного определения фактических отборов продуктовых фракций от их потенциального массового содержания в нефти, включающее анализатор качества, отличающееся тем, что для получения оперативной информации по их потенциальному массовому содержанию продуктовых фракций и фактическим отборам от их расчетного потенциального массового содержания дополнительно содержит датчики массового расхода перерабатываемой нефти и продуктовых фракций после ее разделения, сигналы от которых поступают на входы микропроцессорного устройства, реализующего функции расчетной оценки потенциального массового содержания, для отображения этих оценок имеется устройство отображения.