Способ управления процессом первичной переработки нефти Советский патент 1988 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к области управления процессами нефтепереработки и нефтехимии и может быть использовано при автоматическом управлении процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне, имеющей глухие тарелки.

Цель изобретения - повышение точности регулирования температур выкипания нефтепродуктов, полученных в сложной ректификационной колонне с глухими тарелками.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации способа.

Способ осуществляется следуювдам образом.

Процесс переработки нефти протекает в сложной ректификационной колонне с тремя глухими тарелками, состоящей из секций 1-8. При этом секции 1 и 6 образуют верхнюю простую колонну, секции 2 и 7 - верхнюю промежуточную простую колонну, секции 3 и 8 - нижнюю промежуточную простую колонну, а секции 4 и 5 - нижнюю простую колонну. Рассматриваемая сложная колонна предназначена для разделения частично отбензиненной нефти, поступающей по линии 9 на пять нефтепродуктов: бензин,, отводимый по лини Ю, керосин, отводимый по линии 11, зимнее дизельное топливо, отводимое по линии 12, летнее дизельное топливо, отводимое по линии 13, мазут, отводимый по линии 14 и дополнительный тяжелый погон, который отводится в некоторых режимах по линии 15.

Сырьем нижней простой колонны (секции 4 и 5), как и всей сложной колонны,является отбензиненная нефть. Сырьем нижней промежуточной простой колонны (секции 3 и 8) является смесь паро дизельных топлив, керосина и бензина поступающая из секции 4 в секцию 3 сквозь глухую по жидкости отборную тарелку летнего дизельного топлива. Сырьем верхней промежуточной просто колонны (секции 2 и 7) является смес паров зимнего дизельного топлива, керосина и бензина, поступа ющих из секции 3 в секцию 2 сквозь глухую по жидкости отборную тарелку зимнего дизельного топлива. Сырьем верхней простой колонны (секции 1 и 6) является смесь паров керосина и бензина, поступающих из секции 2 в секцию 1 сквозь глухую по жидкости отборную тарелку керосина.

643532

Жидкость из верхней секции 1 верхней простой колонны перетекает в нижнюю ее секцию 6 по линии 16, а пары из нижней секции 6 в верхнюю часть возвращаются по линии 17.

Аналогично назначение линий 18-21.

Линия 21 служит для возврата паров из секции 8 в секцию 3. Верхняя 10 часть секции 4 нижней простой колонны и нижняя ее часть секции 5 объединяются в простую колонну непосредственно.

Перегретый водяной пар подается IF в нижние части (секции) простых колонн 6-8 и 5 по линиям 22-25 соответственно.

Орошения подаются в верхние секции 1-4 простых колонн по линиям 26- 20 29 соответственно. Жидкость для орошений верхнейпромежуточной колонны, нижней промежуточной и нижней простой колонны отбирается из зтих же колонн по лини} м 30-32 и охлаждается 25 в теплообменниках 33-35. Орошение секции 1 образуется из паров, отводимых из нее по линии 36, конденсируемых в конденсаторе - холодильнике 37, причем конденсат переохлаждает 30 ся и накапливается в рефлюксной емкости 38..

5

0

5

0

5

Измерение расходов перегретого водяного пара в нижние части простых колонн (в секции 6 и 5) осуществляют с помощью расходомеров 39 и 40, а регулирование - с помощью регуляторов 43-46. Измерение температур верхних секций 1-4 простых колонн осуществляют с помощью датчиков 47-50 температуры, а регулирование с помощью регуляторов 51-54, выходы которых изменяют расходы орошений, подаваемых по линиям 26-29 соответственно.

Периодически вручную или автоматически непрерывно осуществляют отбор и анализ проб нефтепродуктов, отводимых из колонны по линиям 10- .14 (и 15), определяя температуры их выкипания, и регулируют их, изменяя уставки регуляторов температур верхних секций простых колонн и регуляторов расхода 43-46 водяного пара.

Измеряют расходы орошений с помощью расходомеров 55-58 и их выходные сигналы пропускают через блоки 59- 62 умножения на постоянный коэффициент.Выход блока 59 умножения на постоянный коэффициент подают на первый положительный вход сумматора 63, выход блока 60 умножения на постоянный коэффициент - на первый положительный вход сумматора 64, и выход блока 61 умножения на постоянный коэффициент - на первый положительный вход сумматора 65 На вторые положительные входы сумматоров 63-65 поступают вжоды сумматоров 64 и 65 и блока 62 соответственно. Выходы сум- маторов 63-65 и блока 62 умножения на постоянный коэффициент поступают на входы переменная регуляторов 66-69 расхода соответственно, а на входы Задание этих регуляторов поступают выходы регуляторов 51- 54 температуры соответственно.

Таким образомизменение расхода орошения некоторой определенной простой колонны дополнительно корректируют в зависимости от измеренных расходов орошений простых колонн, расположенных в сложной колонне ниже данной простой колонны.

Так, например, если расход орошения нижней простой колонны не изменяется., то выход расходомера 58, а значит и блока 62 умножения на постоянный коэффициент - постоянны. Если изменяется температура под отборной тарелк.ой зимнего дизельного топлива (тарелка, разделяющая секции 3 и 2), измеряемая датчиком температуры 49, то изменяется и выход регулятора 53 температуры и регулятора 68 расхода, в результате чего расход циркуляционного орошения по линии 31-28 изменяется. Так осуществляется; регулирование температуры верхней части простой ректификационной колон- ны, состоящей из секций 3 и 8, изменением расхода орошения, подаваемого в эту колонну. Аналогично регулируется температура верхней части простой колонны, состоящей из секций 2 и 7, и простой колонны, состоящей из секций 1 и 6.

Если изменяется расход нижнего циркуляционного орошения, а температура, измеряемая датчиком 49 температуры, остается постоянной, то возрастает одно из слагаемых сумматора ,65, а также выход этого сумматора. Теперь в камере Переменная регулятора 68 расхода сигнал больше, чем в камере

0

0

Задание, и в результате регулятор 68 расхода прикроет клапан на линии 28, Так осуществляется корректировка расхода орошения, подаваемого в верхнюю секцию простой колонны, в зависимости от расходов орошений простых колонн, расположенных в сложной колонне ниже данной.

Если в процессе регулирования изменяют расход орощения по линии 29, изменяется не только температура верхней части простой колонны, состоящей из секций 4 и 5, но и поток па- 5 ров, -проходящих из секции 4 в секцию 3.

Таково свойство процесса ректификации при любом способе регулирования, в результате изменяется температура верхней части простой колонны, состоящей из секций 3 и 8, Так, если расход орошения по линии 29 уменьшается, то увеличивается и температура, измеряемая датчиком 50 темпера- 5 туры и поток паров, достигающих датчика 49 температуры. Одна в предлагаемом способе одновременно уменьшается выход блока 62 умножения на постоянный коэффициент и сумматора 65, в результате этого регулятор 68 расхода открывает клапан на линии 28, и в зону, где расположен датчик 49 температуры, навстречу возросшему расходу паров (тепла) поступает возросший расход орошения (холода) и изменения температуры верха секции 3 в ответ на- изменение температуры верха секции 4 не происходит.

В результате улучшается стабилизация режима разделения и улучшается регулирование температур выкипания.

Аналогичный эффект для верха секции 2 обеспечивается связью выхода сумматора 65 с входом сумматора 64, а для верха секции 1 - связью выхода сумматора 64 с входом сумматора 63. Задания самим регуляторам 51-54 температуры верхних секций простых колонн и регуляторам 43-46 расхода водяного пара в нижние их секции изменяют по результатам определения температур выкипания проб нефтепродуктов, отбираемых из линии 10-15.

Уровни в рефлюксной емкости 38 и в нижних секциях простых колонн поддерживаются с помощью регуляторов 70-74, изменяющих расход по линиям 10-14. Отвод продукта более тяжелого, чем летнее дизельное топливо, по ли0

5

0

5

0

5

НИИ 15, регулируется регулятором 75, причем измерение расхода осуществляется расходомером 76.

Все упомянутые датчики температуры расхода и уровня - общепромьшшен- ные. Все упомянутые регуляторы, сумматоры и блоки умножения на постоянный коэффициент также общепромьшше н- ные пневматические блоки системы Старт (ПР3.31, ПФ1.1, ПФ1.9),

Предлагаемый способ увеличивает именно динамическую точность стабилизации параметров режима и показателей качества продукции, и применение этого способа дает особенно большой эффект на установках,работающих в условиях больших и частых возмущений в составе и загрузке сырья и больших возмущений со стороны теплоотводя- щего (холодильники) оборудования. Опробование этого способа на одной из установок первичной переработки позволило уменьшить колебания температур верхних секций простых колонн, расположенных в йше самой нижней из них.

пример. Температура в верхней секции нижней промежуточной простой колонны была 182°С, а температура в верхней секции верхней промежуточной простой колонны - 120°С. .По заданию начальника установки задание регулятору температуры верхней секции нижней промежуточной простой колонны бьто понижено до 174 С (т.е. на 8 С).

В случае применения известного способа переходный процесс закончился через 30 мин. При этом минимальное значение достигало 167°С (через 6 мин после изменения уставки). Этот переходный процесс сопровождался изменением температуры верхней секции верхней промежуточной простой колонны, которая опускалась до 114°С (на седьмой минуте после изменения уставки нижнему регулятору). Температура вновь стабилизировалась на через 25 мин.

При этом расход орошения нижней промежуточной простой колонны, который до изменения уставки был280м ч стабилизируется на 300 м /ч, достигая в процессе регулирования 305м /ч

Расход орощения верхней промежуточной простой колонны изменяется со 164 до 140 м /ч, достигая минимального значения 132 м /ч на седьмой минуте.

В случае применения предлагаемого способа такое же изменение задания тому же регулятору из того же

начального состояния, которое вызвало почти такие же изменения температуры верхней секции нижней промежуточной простой колонны и расхода орошения в нее, сопровождалось совершенно другим изменением режима в верхней промежуточной простой колонне.

Здесь,температура не поднималась вьш1е и не опускалась ниже 119 С. Процесс закончился через 16 мин. Новое значение расхода орошения почти такое же, что. и в первом случае, од-, нако минимум - 135 м /ч достигается на второй минуте.

Как видно, колебания температуры в

верхней промежуточной колонне уменьшились с шести до двух градусов. При этом колебание температуры конца кипения первого бокового погона уменьшается с 10 до 5 С.

В условиях нормального ведения режима колебания температур конца кипения светлых, нефтепродуктов должны уменьшаться на 15%.

35

Формула изобретения

Способ управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне с глухими тарелками, включающий регулирование расода водяного пара в нижние секции простых колонн, регулирование расхода орошения каждой простой.колонны в зависимости от температуры верхних секЦИй простых колонн, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования температур выкипания нефтепродуктов, дополнительно измеряют расходы циркуляционного орошения каждой простой колонны и расход циркуляционного орошения каждой предьщущей простой колонны регулируют с коррекцией по расходу циркуляционного орошения каждой последующей простой колонны.

63

59

Изобретение относится к способу управления процессом первичной переработки нефти в СЛОЖНОЙ ректификационной колонне, используемому в нефте- перерабатьшающей и нефтехимической промышленности, и позволяет повысить точность регулирования температур выкипания нефтепродуктов. Способ заключается в том, что в СЛОЖНОЙ колонне, состоящей из простых koлoнн, расход циркуляционного орошения каждой предыдущей простой КОЛОННЫ регулируют в зависимости от температуры верхних секций простых колонн с коррекцией по расходу циркуляционного орошения каждой последующей простой колонны. 1 ИЛ. а S (Л

2

// 7/S

71