Способ управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне Советский патент 1984 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к управлению процессалш нефтепереработки и нефтехимии и может быть использовано при автоматическом и автоматизированном управлении процессом пер . вичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне. Известен способ управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне с глухими тарелками путем регулирования температур выкипалия проб нефп тепродуктов, по результатам измерения текущих значений температур выкипания нефтепродуктов, температур в определенных точках колонны, расходов перегретого водяного пара, относительных отборов дистиллатов адаптируют математическуд) модель процесса, по заданиям на температуры выкипания нефтепродуктов определяют необходимые значения от6ot)OB дистиллатов, измеряют теку щие значения давлений, определяют не обходкмые значения температур верха необходимые значения расходов перегретого пара в нижние части простых колонн и в зависимости от полученных величин температур верха и расходов перегретого пара регулируют температуры выкипания нефтепродуктов Cl3. Однако данный способ не может быт использован для управления процессом первичной переработки нефти в высокопроизводительных сложных колоннах без глухих тарелок, где испольауются более эффективные по сравнению с рас ходами перегретого водяного пара управляющие воздействия - отборы боковых нефтепродуктов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ управления процессом первичной переработк нефти в сложной ректификационной колонне путем регулирования температур вы;сипания нефтепродуктов изменением отборов боковых нефтепродуктов, расходов циркуляционных и острого opODie ний и расхода перегретого пара в низ колонны, измерения значений температур выкипания нефтеЬродуктов, расходов циркуляционных и острого орошений, температур верха простых кояонн давлений в сложной колонне, при кото ром режим ведения технологического процесса опред.еляется оператором С2 Однако при известном способе управления достаточно сильно сказывается влияние субъективных факторов на технологический процесс, что приуводит к значительному разбросу качественных показателей нефтепродуктов. Целью изобретения является повыше ние точности стабилизации температур выкипания нефтепродуктов, получаемых в сложной ректификационной колонне без глухих тарелок. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне путем регулирования температур выкипания нефтепродуктов изменением отборов боковых нефтепродуктов, расходов циркуляционных и остро го орошений и расхода перегретого пара в низ колонны, измерения зна- чений температур выкипания нефтепродуктов, расходов циркуляционных и острого орошений, температур верха простых колонн, нагрузки по сырьюсложной колонны, отборов боковых нефтепродуктов, расходов перегретого водяного пара в низ простых колонн, давлений в сложной колонне, использующему адаптивную модель процесса, дополнительно измеряют текущие значения температур низа простых колонн, в зависимости от значений измеренных величин адаптируют модель процесса и определяют текущие значения оценок температур выкипания нефтепродуктов, по оценкам и з-аданным значениям температур выкипания определяют необходимые значения расхода перегретого пара в низ сложной колонны, отбора нижнего бокового нефтепродукта и расхода нижнего циркуляционного орошения, отбора верхнего бокового нефтепродукта и расхода верхнего ииркуляЦионного орошения,расхода острого орошения, в зависимости от которых регулируют температуры выкипания нефтепродуктов. Опыт эксплуатации сложных ректификационных колонн показывает, что качество нефтепродуктов фактически определяется положениями начальных и конечных участков кривых фракционных разгонок. При реализации предлагаемого способа в качестве оценок положений начальных и конечных участков кривых фракционных разгонных нефтепродуктов приняты температуры выкипания соответственно 10% остатка () и 90% дистиллата (goj)В предлагаемом споссЗе используется математическая модель, определяемая следующими функциональными зависимостями:,. (./Рл«5)- Д - АР-V;() И) («(4л.5),,-НАЬ .q,3.(l-2,7-.).mj, , - индекс, соответствующий номеру простой колонны и принимающий последовательно значения i 1,2, ... ,K (K - число простых колонн); Грг Гр оценки температур WWi SODi выкипания 10% остатка и 90% дистиллата i-й простой колонны, характеризующие соот ветственно положения начал|зного и конечно го участков кривой фракционной разгонки нефтепродукта; Hi И BJ температура низа и верха 1-й колонныJ Hi « константы, характери зующие свойства высо кокипящей и низкокипящей части разделяемой смеси/ .i « .i парциальные давления углеводородных паров внизу и вверху колон ны, вычисляемые по формулам: i .IlG 1 У:2 Давление в колонне, которое определяется как среднее давлений; и Pj в нижней и верхней частях сложной колонны; -расход перегретого водяного пара в низ простых колонн; -константы, характерN , с,ризующие свойства углеводородных паров; -атмосферное давление ла5 в лаборатории в моме получения кривых фрпк циональной разгонки, -отбор нефтепродукта в i-й простой колонне, причем v; (отбор мазута) определяется и уравнения материального баланса сложной колонны по значениям нагрузки по сырью Р и отборам нефтепродуктов ,W2 fWj.-,w (J((7,... к) - расход циркуляцион,ного орошения в i-й колонне } 0 - расход острого ороше ния в верхней просто колонне/ (,,2,..., адаптируемые парамет ры уравнений модели, описывающей процесс ректификации в i-й простой колонне. е переменные в соотношениях (1) следовало бы снабдить текущим нным индексом ц, однако ради оты записи этот индекс опускаетобходимые значения отборов 66нефтепродуктов, расходов цирионных и острого орошений и а перегретого пара в низ сложолонны в момент времени г опрет из слелукщях зависимостей СпН/лаДп ; «/..-bAV.n} , t i,2,.-,K; (41 a.n e i-4Qjtn , 1 1,2...., к, rn.u,Cn-.. ; ), ( 4a.rn-1J.«(f,,.-T..); . 0, .,0., О- - постоянные, определя . емые как средние соответствующих значений Vj,o,G за последние, по отношению к начальному моменту п О реализации способа, сутки, причем для осреднения берутся только те значения указанных величин,которым соответствует температуры выкипания нефтепродуктов, удовлетворяющие межцеховым нормам, nJ,4a C«Jприращения значений отборов боковых неф- , тепродуктов, расходов циркуляционных и острого орошений, расхода перегретого пара в низ сложной колонны в момент времени п; коэффициенты пропорциональности в законе управления; задания на темпера« « 90D туры выкипания 10% остатка и 90% дистиллата i-й простой колонны, характеризующие соответственно заданное положением начального и конечного участка кривой фрак онной разгонкинефтепродукта . Для i 1,2,...,К измеряют текущие значения температур выкипания нефтепродуктов, температур верха пр стых , нагрузки по сырью слож ной колонны, отборов боковых нефтепродуктов, расходов перегретого пар в низ простых колонн, давления в сл ной колонне, температур низа просты колонн, расходов циркуляционных и острого орошений. По измеренным вел чинам адаптируют коэффициенты математической модели процесса (1) и (2 Адаптация коэффициентов происх дит по известному рекуррентному алгоритму, использующему метод наимен ших квадратов. Источником адаптирую щего сигнала является несоответствие текуших значений температур выкипания , , характеризующих соответственно положения начального и конечного участка кривой фракционной разгонки i-ro нефтепродукта и измеряемых с помощью лабораторных анализов, этим же величинам, определенным с помощью зависимостей (1) и (2). Далее по функциональным зависимостям (1) и (2) определяют оценки тёмпепатур выкипания нефтепродуктов WiiCi goJJV ° заданным значени помощью функциональных зависимостей (5) определяют приращенияду отборов боковых нефтепродуктов, приращениядо, расходов циркуляционных и острого орошений и приращения jjo перегретого пара в низ сложной колонны. По формулам (4) определяют необходимые значения расхода перегретого пара в низ сложной колонны G , отборов боковых нёфтёпродуктов W., расходов циркуляционных и острого орошений Q . . В зависи мости от полученных значений 0, W. и Q. регулируют положения началь ного и конечного участков кривых фракционных разгонок нефтепродуктов На чертеже представлена принципиальная схема реализации способа. Способ осуществляется следующим образом. Сложная-колонна, предназначенная для разделения частично отбензиненной нефти, состоит из секций 1-6. При этом секции 1-2 составляют нижнюю простую колонну, секции 3-4 среднюю(Секции 5-6 - верхнюю простую колонну. Отбензиненная нефть поступает в сложную колонну полинии 7. В сложной колонне нефть разделяется на четыре нефтепродукта - мазут (нижний нефтепродукт сложной колонны), который отводится по линии 8, дизельное топливо (нижний боковой нефтепродук которое отводится по линии 9, керогин (верхний боковой нефтепродукт), которьай отводится за линию 10, и бензин (верхний нефтепродукт сложной колонны), который отводится по линии Регулирование температур выкипания нефтепродуктов осуществляется с помощью установки необходимых значений отборов нефтепродуктов по линиям 9 и 10., расходов циркуляционных орошений по линиям 12 и .13 и острого орошения по линии 14 и расхода перегретого пара в низ сложной колонны по линии 15.Необходимые значения отборов нефтепродуктов реализуют с помощью регуляторов 16 и 17, расходов ци ркуляционных орошений с помощью регуляторов 18 и 19, острого орошения - с помощью регулятора 20, . расхода .перегретого водяного пара в низ сложной колонны - с помощью регулятора 21. Колонна снабжена также расходомером 22, контролирующим нагрузку по сырью сложной колонны, расх.одомерами 23-25, контролирующими отборы нефтепродуктов, расходомерами 26-28, контролирующими расход перегретого водяного пара в низ простых колонн, расходомерами 29-31, контролирующими, расход циркуляционных и острого орошений, регуляторами 32 и 33, стабилизирующими расход перегретого водяного пара в низ простых колонн на уровне, определяемом режимом работы колонны, датчиками 34-39 темперэ.туг дат чиками 40 и 41 давлений и дефлегматором 42. . Показания расходомеров. 22-31, датчиков 34-39 температур и датчиков 40 и 41 давлений, а также результаты лабораторных анализов о значениях температур выкип.ния нефтепродуктов поступают в вычислительное устройство 43, где формируются уставки для регуляторов 16-21, которое обеспечивает стабилизацию в сложной колонне температур выкипания нефтепродуктов. Способ управления реализуется по следующему алгоритму. Измеряют текущие значения температур выкипания 10% мазута 10% дизельного топлива ЮУ/г керосина Т«д(,з дизельного топлива Tjjjjj, 90% керосина ,90% бензина fjgjjf вводят их в вычислительное устройство 43. Туда же поступают текущие значения температур низа ,, Н2 нз ° датчиков 34, 39 и .38 и верха tg, tg2, tgj простых колонн от датчиков 35-37, нагрузки по сырью F сложной колонны от датчика 22, отборов мазута и боковых нефтепродуктов W., W2, Wj от датчиков 23-25, расходов перегретого водяного пара П.О и 0 в низ простых колонн от датчиков 2628, расходов циркуляционных орошений 0 и О, от датчиков 29-30 и острого орошения 0 от датчика 31, давлений Р., и PjOT датчиков 40 и 41. В зависимости от значений указанных величин с помощью вычислительного устройства 43, используя зависимости (1) и (2), адаптируют параметры модели т т,, %1 W У 01 3)2 %3„ -С 1 1у,у q.,. qj,2, qpa, mjj m, г.,уЗдесь же, в вычислительном устройстве реализуется рекуррентный алгоритм адаптации указанных коэффициентов. Источником адаптирующего сигнала является несоо ветствие текущих значений температур bW W2i «ff3 ou d Ш2%1Э выкипания нефтепродуктов oueнкa д этих же величин, определенны:, с помощью зависимдстей (1) и (2) по текущим эначениt 3 низа, ям температур t, , ператур tj, tgjf tg верха, нагрузки F по сырью, отборрв f Wj мазута и боковых нелте.продуктов, расходов 0,02 ,0; перегретого водяно2, циркуго пара, расходов Q,0 ляционного и острого орошений, давлений Р(, и Р . В вычислительное устройство 43 вводят задания Т Лг-ГО 9052TpQjjj. Используя функциональную завискмс ртт; (5 ) , определяют приршцения -2. отборов боковых нефтепродуктов, приращения О гЛ0,40а Циркуляционных и острого орошении и приращение Г, расхода перегретого водяного пара в низ сложной колонны. Далее, используя закон управления (4) определяют необходимые значения расхода ft. перегретого водяного пара в низ сложной колонны, отбора W нижнего бокового нефтепродукта, расхода Q нижнего циркуляционного орошения, отбора Wj верхнего бокового нефтепродукта, расхода Q верхнего циркуляционного-орошения и расхода 0. острого орошения. В зависимости от полученных значений G;, Q И.Од регу7 i 3 лируют соответственно положения начального участка кривой фракционной разгонки нижнего нефтепродукта сложной колонны, начального участка кривой фракционной разгонки нижнего бокового нефтепродукта, конечного участка кривой фракционной разгонки нижнего бокового нефтепродукта, конечного участка кривой фракционной разгонки верхнего бокового нефтепродукта и конечного участка кривой фракционной разгонки верхнего нефтепродукта сложной колонны. Данный способ, благодаря повышению точности стабилизации качественных показателей, обеспечивает увеличение отбора светлых нефтепродуктов на 1,5% и снижение себестоимости нефтепродуктов .

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ..ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ В СЛОЖНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ путем регулирования температур выкипания нефтепродуктов изменением отборов боковых, нефтепродуктов. расходов циркуляционных и острого орошений и расхода перегретого пара в низ колонны, измерения значений .температур выкипания нефтепродуктов, расходов циркуляционных и острого орошений, температур - f «;W«J верха простых колонн, нагрузки по сырью сложной колонны, отборов боковых нефтепродуктов, расходов перегретого водяного пара в низ простых колонн, давлений в сложной колонне, использующий адаптивную модель процесса, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации температур выкипания, дополнительно измеряют текущие значения температур низа простых колонн, в зависимости от текущих значений измеренных величин адаптируют модель процесса и определяют текущие значения оценок температур выкипания нефтепродуктов, по опенкам и заданным i значениям температур выкипания определяют необходимые значения расхода (Л перегретого пара в низ сложной колонны, отбора нижнего бокового нефтепродукта и расхода нижнего ииркуляционного орошения, отбора верхнего бокового нефтепродукта и расхода верхнего циркуляционного орошения, расхода острого орошения, в зависимости от которых регулируют температуры выкипания нефтепродуктов. | СП сл со