Способ управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне Советский патент 1985 года по МПК B01D3/42 

00 ii

Oi Изобретение относится к управлению процессами нефтепереработки и нефтехимии и может б1з1ть использовано при автоматическом управлении первич ной пер еработкой нефти в сложной рек тификационной колонне Ь водяным паром. Целью изобретения является увеличение выхода светлых нефтепродуктов заданного качества за счет повышения точности регулирования качества дистиллятных продуктов. Например, для керосина определяющи1-ш показателями выбраны температура вспышки (t gpf, ) и температура выкипаиия 90%-ной точки teen -а-11 + a,T25cip Z tgo aj, .t j. + a23-i-Z2 для дизельного топлива зимнего определяющие показатели - температура застывания (t :..г) и температура t aoTcr) и ВСПЬШКИ (t gpn ) t 8СП + a 2 Ч op + ъ -i . t D3 a,, + а„ 2,5 + a.g t (2) jacr 21 22 0 для дизельного топлива летнего температура выкипания 50%-ной точки, температура выкипания 96%-ной точки, температура застывания 42 -C 43 Z н 5Э Н zacr -5л + а J2 tc + а + а54 Z2 Уравнение, устанавливающее взаимо связь температуры 50%-ной точки от выхода дизельного топлива летнего а + bW,, где Z(, Z, Zj - расходы перегр того ВОДЯН010 пара в низ основной колонии и отпарных колонн;q- расх-од острого орошения; температура сы рья на входе в колонну; . Wn- выход дизельно го топлива лет Него; а, Ь, а , а. ,.., а у,. - коэффициенты ЗФавнений. В зависимости от варианта работы установки, вырабатьгоающей ассортимен с получением керосина или дизельного топлива зимнего, из представленных уравнений (1) или (2) и (3) формируется система линейных уравнений модель процесса. По заданиям на определяющие показатели качества при решении составленной системы уравнений определяют необходимые значений температуры сырья, расхода острого орошения и расходов перегретого водяного пара и низ основной и отпарных колонн. Полученные расчетные значения регулируемых параметров- колонны проверяют на ограничения по температуре сырья, по расходу водяного пара, подаваемого в низ основной и отпарных колонн, по расходу острого орошения. При достижении этими параметрами граничных значений происходит корректировка отбора суммы светлых нефтепродуктов путем изменения отбора дизельного топлива летнего соответственно уравнению (4). В процессе работы ректификационной колонны происходят Колебания давления, расхода и состава сырья, которые требуют адаптации модели процесса управления, т.е. корректировки коэффициентов модели процесса. Коэффициенты корректирую в зависимости от текущих замеренньгх значений регулируемых параметров - температуры сьфья, расхода острого орошения, расходов перегретого водяного пара и значений показателей качества получаемых продуктов. Источником адаптации служит несоответствие замеренных значений показателей качества и значений, определенных с помощью сформированной системы линейных уравнений. Целесообразно вместо замеренных значений показателей качества - температуры вспышки, температуры застывания и вязкости определять их г.о расчетным формулам Чсп 291.tj; + + exp(-6,l251ut + 31,125) ( )го-ь и.5) 14,83pfo - 12,035(5) - rii254(ln 5fuH+ 48j,337 ,1й4еп lftln( + 0,5) 17, 14,535 Эти расчетные формулы получены в результате статистической обработки данных по качеству нефтепродуктов и фракций, полученных на промьшшенных установках АВТ. В качестве независимых переменных в этих зависимостях приняты относительная плотность и 3 фракционный состав. Погрешность вычисления по этим формулам лежит в пределах экспериментального их определения . Использование этих формул исключает применение в данйой схеме регулирования устройств по определению температуры вспьгажи, температуры .застьгеания, вязкости, достаточно на потоках получаемый нефтепродуктов поставить датчики плотности и ана:лизаторы состава, а возникающие колеба ния состава сырья также отражаются н получаемых значениях физико-химических показателей продуктов перегонки На чертеже представлена схема реализацииспособа, Способ регулирования осуществляется следующим образом. Процесс переработки нефти осущест вляют в сложной ректификационной ко- лонне 1 с боковЬ1ми отпарными колоннаим 2 и 3 с подачей водяного пара в низ основной и отпарных колонн. Сложная колонна предназначена для разделения поступающей нефти на четыре нефтепродукта - бензин (D), керосин или дизельное топливо зимнее (W), дизельное топливо летнее (Up и мазут (в.) . Часть паров дистиллята проходит конденсатор-холодильник иемкость 4 и подается на верх колонны как острое орошение. Показатели качества получаемых нефтепродуктов регулируют путем установки необходимых значений темпера туры сь1рья на входе в колонну, измеряемой датчиком 5, расхбда орошения и расходов перегретого водяного пара в низ основной и отпарных колонн, измеряемых расходомерами 6 - 9. Необходимая температура сырья на вхоле в колонну поддерживается за C4et регулирования расхода топлива регуля тором 10, соответствующего расходу . рырья, измеряемого расходомером 11. Сложная колонна снабжена расходомера ми получаемых продуктов 12 - 15, контролирующими отбор нефтепродук61тов, заданный в зависимости от вырабатываемого ассортимента. Задание на качество нефтепродуктов, показания расходомеров 6-9, .11 - 15 датчиков плотностей боковых продуктов 16 и 17; анализаторов 18 - 20 Состава сырья и боковых про дуктов, измеряющих необходимые температуры выкипания, поступают в вычислительное . устройство 21 для задания возможных.отборов продуктов перегонки и определения необходимых при этом значений регулируемых параметров: температуры сырья (t..) , расхода острого орошения (q ), расхода водяного пара в низ основной колонны (Z.) , расходов водяного пара в низ отпар--. ных колонн (Zy, Z) по математической модели процесса управления, в основу которой положены функциональные зависимости (1), (2), (3), (4). Вычислительное устройство 21 подает сигналы на регулирование параметров: расхода топлива, расхода орошения, расходов водяного пара в низ основйой колонны и в низ отпарных колонн соответствующим регулятором 10, 22 - 25 через исполнительные механизмы 26-32. , По текущим значениям регулируемых параметров: температуры сьфья, расхо-. да орошения и расходов перегретого водяного пара в низ колонн по, сформированной модели процесса определяют расчетные значения показателей качества. Эти же показатели качества определяют по формуле (5) (можно использовать замеренные, значения), сравнивают расчетные значения показателей . качества, полученные по модели процесса и по формулам (5). При несоответствии полученных величин осуществляется коррекция коэффициентов математической модели процесса по известному рекзфрентному алгоритму, использующему метод н-аименьших квадратов.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ В СЛОЖНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ путем регулирования температур выкипания нефтепродуктов изменением расходов острого и циркуляционного орошений, отборов боковых продуктов, расходовперегретого водяного пара в низ основной и отпарных колонн, использующий адаптивную модель процесса, отличающийся тем, что,с целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов заданного качества за счет повьшения точности регулирования качества дистиллятных продуктов, дополнительно измеряют текущие значения температуры питания колонны, температур вспышки и застывания, в зависимости от текущих значений измеренных величин адаптируют модель процесса и по заданным значениям температур вспьшки, застьшания и выкипания определяют необходимые значения расходов острого и циркуляционного орошений, отi боров боковых продуктов, расходов перегретого водяного пара в низ основ(Л С ной и отпарных колонн, температуры питания колонны, в зайисимости от которых регулируют показатели качества получаемых нефтепродуктов.