Способ управления процессом каталитического крекинга Советский патент 1985 года по МПК C10G11/00 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано в процессах каталитического крекинга, перерабатывающих тяжелое углеводородное сырье. Известен способ управления проце сом каталитического крекинга путем регулирования температуры в реактор расходов сырья и катализатора в за исимости от отношения концентрации нафтенов к концентрации парафинов, определяемого по эмпирической формуле связывакадей этот показатель с фракционным составом Cl3, . Известен также способ управления процессом каталитического крекинга путем регулирования температуры в середине реактора изменением температуры сырья на выходе печи воздействием на подачу топлива в печь, температуры верха ректификационной колонны изменением подачи верхнего орошения, температуры погона изменением подачи среднего орошения, расходов нижйего и циркуляционного орошений и пара в отпарную колонну кратности циркуляции катализатора и измерения удельного веса сырья и температуры катализатора, выходящего из регенератора 12-. Однако известные способы характеризуются недостаточно высокой производительностью процесса по целевому продукту. Целью изобретения является увелИ чение производительности процесса по целевому продукту. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управлен процессом каталитического крекинга путем регулирования температуры в середине реактора изменением темпе ратзфы сырья на выходе печи воздей ствием. на подачу топлива в печь, температуры верха ректификационной колонны изменением подачи верхнего орошерия, температуры погона изменением подачи среднего орошения, расходов нижнего и циркуляционного орошений и пара в отпарную колонну кратности циркуляции катализатора и измерения удельного веса сырья и температуры катализатора, вькодящего из регенератора, дополнитель ,но измеряют диэлектрическую проницаемость и оптическую плотность сырья и регулируют подачу топлива в печь и пара в отпарную колонну, верхнее, среднее, нижнее и циркуляционное орошение и кратность циркуляции катализатора в зависимости от температур в середине реактора, сьфья на выходе печи, верха ректификационной колонны и погона, расходов сырья, и пара в отпарную колонну, нижнего и циркуляционного орошений и катализатора, удельного веса, диэлектрической проницаемости и оптической плотности сырья. На чертеже приведена принципиаль- . ная схема реализации способа. Сырье, пройдя серию теплообменников 1, поступает в печь 2 и далее в реактор 3, где осуществляется процесс крекирования. Сюда же подается свежий катализатор, а отработанный катализатор потоками воздуха подается в регенератор 4 для выжига кокса. Продукты сгорания выводятся в дымовую трубу, а отрегенерирЪванкый катализатор через дозер 5 подается снова в реактор. Продукты крекирования отводятся в ректификационную колонну 6, где происходит предварительное разделение продуктов реакций на газобенаинрвую смесь, легкий и тяжельй газойли. Из-под 7-й тарелки отбирается погон и направляется в отпарную колонну 7, где из него отбирается легкий газойль. Тазобензиновая смесь с верха ректификационной колонны поступает в газосепаратор 8, где жирный газ отделяется от бензина. Часть бензина отводится с установки как товарный продукт, а часть подается в ректификационную колонну 6 на орошение верха. Система управления содержит вычислительную машину 9, датчики состава сырья, включающие дат.чик 10 диэлектрической проницаемости, датчик tt оптической плотности и датчик 12 удельного веса, датчик 13 и регулятор 14 температуры сьфья на-выходе печи 2, клапан 15 подачи топлива в печь 2, датчик 16 и регулятор 17 расхода катализатора, клапан 18 подачи воздуха в транспортнзпо линию катализатора, датчик 19 температуры в середине реактора 3, датчик 20 температуры катализатора, выходящего из регенератора 4, датчик 21, регулятор 22 и клапан 23 расхода пара в отпарную колонну 7, датчик 24 и

3, .

регулятор 25 температуры погона, клапан 26 расхода среднего орошения, датчик 27, регулятор 28 и клапан 29 расхода нижнего орошения, датчик 30, регулятор 31 и клапан 32 циркуляционного орошения, датчик 33 и регулятор 34 температуры верха ректификационной колонны 6, клапан 35 расхода верхнего орошения и датчик 36 расхода сырья.

Способ осуществляется следующим образом.

Вычислительная машина 9 опрашивает датчики 10-13, 16, 19-21, 24, 27 30, 33 и 36 измеряемых параметров процесса и рассчитывает одним из методов смещенного оценивания коэффициенты уравнения связи для выхода бензина

« -

де be - свободный член;

Ь,- - коэффициент при параметрах;

х - диэлектрическая проницаемость сырья, ;

Xj - оптическая плотность,сырья, D;

Xj - удельный вес сырья, d;

х - расход сьфья,

Хе -температура в середине

Э «,

реактора, Т

р

Xj - температура катализатора из регенератора, Тр.2 }

Ху - температура верха ректификационной колонны, t ;

Xg - расход нижнего орошения,

Xj - расход Циркуляционного орошения,

х« - расход пара в отпарную

копонну, р„,р ;

х - температура погона, ; - кратность циркуляции катализатора, N; Уд - выход бензина.

Аналогичные уравнения связи составляются для выходов дизельного Топлива, газа и тяжелого газойля, а также для показателей качества продуктов, а именно конца кипения бензина, октанового числа бензина, температур вспышки и застывания легкого газойля.

Увеличение производительности установки по целевому продукту осуществляется максимизащ1ей предсказываемого по формуле (1) количеств

147735 ,

целевого продукта, т.е. решается задача

У5(

max

е При выполнении ограничений на выход побочных продуктов 6,, 6,,

тг - rf

качество выпускаемых продуктов

4-4-L

ISOCT SaCT sacT

при выполнении позиционных ограничений на управляющие воздействия

jnep п€р й.ер

N М js N

де 6,. и предсказываемое и ми нимально допустимое значение выхода легкого газойля; тг ,fr предсказвваемое и

минимально допустимое значение выхода тяжелого газойля;:

dp, бр, df- - предсказываемое, минимально и максимально допустговле значения выхода газа;

- кк кк минимально и максимаяь-; но допустшвле значения температуры конца кипения бензина;

огт or - минимально и максимально допустимые значения октанового -j числа бензина; всп ete минимально и максимально допустимые значения температуры вспьшпси легкого га-ЧГ -АГ

sacT tsetT минимально и максимально допустимые значения температуры застывания лёгкого газойля;

N - кратность циркуляции;

Тр - температуры середины реактора;

t - температура верха

колонны;

Qnc«p расход пара в отпарную колонну;

бно - расход нижнего орошения;

цо - расход циркуляционно го орошения;

- температура погона.

В результате оптимизации определяются оптимальные значения перечисленных yпpaвлJp7щ;иx воздействий, которые выдаются вычислительной маши-, ной 9 в качестве задания соответствуиячим регуляторам 34, 25, 28, 31, 22 и 17, Для установления оптимальной температуры в середине реактора рассчитывается соответс твующее значение температуры сырья на выходе печи которое выдается в качестве задания регулятору 14, воздействующему на клапаны 15 подачи топливе в печь.

Температура верха ректификационной колонны регулируется подачей верхнего орошения при воздействии регулятором 34 на клапан 35. Величина нижнего и циркуляционного орошений регулируется регуляторами 28 и 31, воздействующими на клапаны 29 и 32. Расход пара регулируется регулятором 22 путем воздействия на клапан 23.

Температура погона регулируется расходом среднего орошения регулятором 25 воздействием на клапан 26. Кратность циркуляции катализатора регулируется регулятором 17 путем воздействия на клапан 18 подачи воздуха в транспортную линию катализатора.

В табл. 1 и 2 приведены текущий и оптимальный, соответствующий liaчеству сырья, режимы установка, в табл. 3 - значения ограничений.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить глубину отбора бензина на 2%.

Таблица 1

аЮСОБ УПР даШНИЯ ПРСЩЁССОМ КА1АШШЧ1ЕСКОГО КРЕКШГА путем регулироваиш те терлгуры в середи не реактора иен температуры сырья на выходе печнвозд ействиен на подачу топлива в печь, темлерату ры верха ректификационной колонны изменением подачи верхнего орошения, температуры погона изменением подачи среднего орошения, расходов нищего и циркуляционного орошения и пара в отпарную колонну, кратности циркуляции катализатора и измерения удельного веса сырья и температуры катализатора, выходящегЬ из регенератора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения производительности процесса по целевому продукту, дополнительно измеряют диэлектрическую проницаемость и оптическую плотность сырья и регулируют подачу топлива впечь, и пара в отпарную колонну, верхнее, среднее, нижнее и циркуляционное орошение (Л и кратность циркуляции катализатора в зависимости от температур в с. середине реактора, сырья на выходе печи, верха ректификационной колойны и погона, расходов сырья и пара в отпарную колонну, нижнего и циркуляционного орошения и катализато ч ра, удельного веса, диэлектрической. про|{ицаемости и оптической плотности сырья. со Oi

5М 1 108 428176 0,2 19,5308 508 14 126429210 0,5 19,5290 584 13 125 425 202 0,5 18,3 307 508 14126429210 0,5 19,5 290 192 95 524 13125425202 0,518,3307 193 92 504 16126424215 0,517,1303 188 91

Таблица 2 2.3042 0,2900 0,8828 21,6 7,81 8,85 1,49300,2873 0,892915,620,56,967,2 2,38660,2908 0,8920 14,0 20,5 7,2 7,8 876,115,620,5§,067,2 -1276,514,020,57,2 -1077,115,220,36,7 9,3

11477358

Т а б л и ц а 3 СШ