Способ управления процессом десорбции Советский патент 1988 года по МПК B01D53/26 G05D27/00 

4

оо о сх ю

Изобретеюте относится к способам управления процессами нефтепереработки и нефтехимии, а именно к способам управления процессом десорбхщи кислы комг онентов (например, HjS, COj) из насыщенных поглотительных растворов (например, МЭА, ДЭА) о

Целью изобретения является снижение энергетических затрат за счет оптимизации флегмового числа,,

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализутацего способ; на фиг. 2 - результаты расчета оптимальных управляющих воздействий с использованием математической модели процесса; на фиг. 3 - зависимости флегмового числа от концентрации Н S в насыщенном растворе

: при разных значениях давления и при

фиксированной степени регенерации : раствора (X, 0,03 моль Н28/моль

МЭА)4 на фиг о 4 - зависимости изме- I нения основных параметров процесса десорбции во времени для прототипа ; (кривые I, III и V) и предлагаемого

способа (кривые II и IV). : Насыщенньй кислыми компонентами ; поглотительньй раствор подают на I верх десорбера 1 по трубопроводу 2, снабженному анализатором 3 концент- ратщи кислых компонентов и темпера- : турным датчиком 4. По трубопроводу 5 I через клапан 6 в кипятильник 7 пода- ; ют греющий пар. С верха десорбера по I трубопроводу 8, снабженному датчиком ; 9 давления, отводят парогазовую смес водяных паров и кислых компонентов. Пары воды конденсируют в конденсаторе 10. Конденсат направляют в сепара тор 11, откуда через расходомер 12 подают на верхнюю тарелку десорбера в качестве флегмы.

Кислые компоненты с верха сепаратора 11 отводят из системы по трубо- проводу 13, снабженному расходомером 14 кислого газа и клапаном 15 для поддержания давления. Устройство уп равления снабжено блоком 16 расчета фактического флегмового числа, вычислительным устройством 17 и блоком 18 сравнения.

Выход блока 18 сравнения соединен с входом регулятора 19 расхода пара в кипятильник 7. Давление в десорбере 1 стабилизируется регулятором 20, Температуру флегмы регулируют по сигналу с датчика 21 температуры измене0

5

5

5

40

нием подачи охлаждающего агента в конденсатор 10 клапаном 22.

Расход насыщенного поглотительного раствора измеряют расходомером 23„

Способ осуществляют следующим образом.

Входные параметры процесса (концентрация кислого компонента в насыщенном поглотительном растворе, его расход, температура подаваемого на десорбцию раствора, давление парогазовой смеси) регистрируют соответственно анализатором 3, расходомером 23, датчиком 4 температуры и датчиком 9 давления, сигналы с которых поступают в вычислительное устройство 17, которое рассчитывает оптимальные значения управляющих параметров процесса (давление в десорбере 1, флегмовое число десорбции, расход гренщего пара в кипятильник 7) для заданной концентрации кислого компонента в регенерированном растворе (фиго 2). Расчет оптимальных управляющих параметров в вычислительном устройстве 17 проводится с использованием математической модели процесса (например, основанной на закономерностях равновес- 0 ного распределения кислых компонентов между паровой и жидкой фазами десорбера) или с использованием специально получаемых аппроксимационных зависимостей, связывающих между собой управляющие и независимые параметры процесса. Найденные значения управляющих параметров направляют в блок 18 сравнения

0

Рассчитанные управляю |;ие параметры- в блоке 18 сравнения сравнивают с фактическими, поступаю1Г(ими из блока 16 и вычислительного устройства 17, после чего вьщается задание регуляторам 19 расхода пара и 20 стабилизации давления на открытие или закрытие клапанов 6 и 15.

В случае отсутствия анализатора 3 концентрация кислых компонентов в на- сьпценном поглотительном растворе находится из баланса распределения кислых компонентов между материальными потоками абсорбера. В этом случае вместо анализатора 3 в схему управления включают анализаторы кислых компонентов в газе на входе в абсорбер и на выходе из негоо

Стабилизация температуры фпегмы осуществляется клапаном 22.

Пример. Управление процессом десорбции кислых компонентов из насыщенного поглотительного раствора мо- ноэтаноламина (МЭА) осуществляется при переменном содержании сероводорода (HjS) в насыщенном растворе. Концентрация МЭА в растворе 2,5 моль/л, Концентрация в регенерированном растворе задается (три значения для трех вариантов работы - 0,011, 0,02 и 0,03 моль HjS/моль МЭА), Производительность установки 30 т/ч по насыщенному раствору.

Расчетом на ЭВМ по математической модели, основанной на описании равновесного распределения между. жидкой и паровой фазами в дасорбере, получены зависимости флегмовых чисел от давления процесса при различных концентрациях в насыщенном (Х) и регенерированном (Х) растворах МЭА (фиг. 2). При постоянном значении давления флегмовое число (фиг. 3) уменьшается при увеличении уровня насыщения раствора (Xj) и увеличивается при росте глубины регенерации (X ). Так, при изменении концентрации HjS в насыщенном растворе от 0,3 до 0,45 моль HjS/моль МЭА при давлении процесса 0,23 МПа и закрепленной глубине регенерации X, 0,03 моль/моль флегмовое число снижается с 12 до 6, т.е. в два раза.

Если в процессе десорбции возникают такие колебания концентрации насыщенного раствора, что характерно для условий работы блоков регенерации МЭА на НПЗ, то использование известного способа управления требует закрепления флегмового числа на уровне 12, чтобы обеспечить заданную степень регенерации раствора при наиболее неблагоприятных условиях работы. Это ведет к перерасходу греющего пара, затрачиваемого на регенерацию, во всех случаях, когда концентрация

0

5

0

5

0

5

0

В

насыщенного раствора оказьгоается больше 0,3 моль/моль.

Если концентратщя HjS в насьщенном растворе изменяется во времени по обоим способам от 0,3 до 0,45 моль HjS/моль МЭА (фиг. 4, кривая I), то флегмовое число, необходимое для обеспечения заданной глубины регенерации (X 1 0,03), уменьшается с 12 до 6 (кривая II). Известньй способ не учитывает это обстоятельство. Поэтому его использование требует поддержания фпегмового числа на уровне 12 (кривая III). Предлагаемый способ позволяет поддерживать текущее требуемое значение флегмового числа. Поэтому для установки производительностью 30 т/ч расход греющего пара при использовании предлагаемого способа снижается с 5,3 до 5,1 т/ч (кривая IV), при использовании известного способа - возрастает с 5,3 до 7,2 т/ч (кривая V).

Среднечасовая экономия греющего пара составляет при использовании йредлагаемого способа управления для условий примера 1,9 т/ч, т.е примерно 36% в сравнении с известным способом.

Формула изобретения

Способ управления процессом десорбции кислых компонентов из насыщенных поглотительных растворов путем стабилизации температуры флегмы и регулирования подачи пара в кипятильник де- сорбера по фпегмовому числу, о т л и- чающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат за счет оптимизации флегмового числа, дополнительно измеряют концентрацию кислого компонента в насыщенном поглотительном растворе, его температуру и давление в.десорбере, а фпегмо- вое число корректируют по величине измеряемых параметров.

фиг1

b г

0.125 OJSff OJ7S О.г00 0.225 ff.250 0,775 ff.300

Ф 09 fffjrefft/e pe efff/ycfqi/ /

0,32S

(u

Изобретение относится к способам управления процессами десорбции кислых компонентов из насыщенных поглотительных растворов и позволяет снизить энергетические затраты за счет оптимизации флегмового числа Способ заключается в- стабилизацией температуры флегмы, регулировании подачи пара в кипятильник десорбера по флегмово- му числу, измерении концентрации кислого компонента в насыщенном поглотительном растворе, его температуры и давления в д€ сорбере и корректировке флегмового числа в зависимости от значений измеряемых параметров 4 ил. S

O.3Oe.3S0,itOO.ltSДЛ7

ffoHqetfirrfloifu/t cepoSoSoflO ftfcrcwt MffffM fl-/ye ftfy/t 09.3

.5