Изобретение относится к способам автоматического регулирования сложными ректификационными колоннами с однократным испарением сырья и мо жет быть использовано в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.
Цель изобретения - снижение энергетических затрат и повышение качества целевых продуктов за счет обеспечения стабильности флегмового потока в колонне„
На чертеже показана схема реализации способа.
Процесс разделения исходной смеси осуществляется в сложной ректификаци- онгой колонне 1 с подогревом пита кия 2 в нагревательной печи 3 за счет сгорания топлива 40 Пары с. верха колонны проходят конденсатор-холодильник 5, емкость 6s из которой часть сконденсированного прол/к а .поступает в колонну 7 в виде острого - роыения, а другая часть является головным продуктом 8. Продуктами ректификации в колонне, кроме головного продукта 8, являются ьерхнкй 9 и нижний 10 боковые погоны, а также кубовый продукт 11. Для обеспечения более равномерного потока внутреннего орошения по вы соте колонны выполняется отвод тепла от сродней части колонны при помощи . циркуляционного орошения 12, охлаждаемого в холодильнике 13„ Регулирование расхода питания в колонну 1 осуществляется при поопедователь- но соединенных датчика 14 расхода, регулятора 15 и исполнительного механизма ffi. установленного на линии
3
СО
ф
Јь
эо
подачи питания в печь 3„ Расчет расхода внутреннего орошения, создаваемого путем подачи на верхнюю тарелку колонны острого орошения 7, выполняет- ся в блоке 17 расчета внутреннего орошения колонны за счет острого орошения, входы которого соединены с выходами датчика 18 расхода острого орошения и датчика 1-9 разности темпера- тур, а выход связан с входом регулятора 20 расхода внутреннего орошения верхней секции колонны и с первым входом сумматора 21 расходов внутреннего орошения колонны 1,, Выход регулятора 20 соединен с исполнительным механизмом 22 0 Расчет расхода внутреннего орошения, создаваемого циркуляционным орошением 12, производится в блоке 23 расчета внутреннего ороше- ния колонны за счет циркуляционного орошения, входы которого соединены с выходами датчика 24 расхода и датчика 25 разности температур циркуляционног (Орошения, а выход связан с входом регулятора 26 внутреннего орошения колонны за счет циркуляционного орошения и с вторым входом сумматора 21 расходов внутреннего орошения колонны Выход регулятора 26 соединен с входом исполнительного механизма 27„ Расходы верхнего бокового погона 9 и нижнего 10 измеряются соответственно датчиками 28 и 29 расхода, выходы которых связаны с входами сумматора 30 расходов боКОВЫХ ПОГОНОВо
Входы блока 31 алгебраического сложения соединены с выходами сумматора 21 расходов внутреннего орошения и сумматора 30 расходов боковых пого- нов 9 и 10, а выход - с входом регулятора 32 избытка однократного испарения (избытка внутреннего орошения колонны), выход которого подключен к первому входу регулятора 33 температуры питания, второй вход которого соединен с выходом датчика 34 температуры s а выход - с входом исполнительного механизма 35, установленного на линии подачи топлива 4 в печь Зс В блоке 31 алгебраического сложения, куда входят сигналы от сумматора 21 расходов внутреннего орошения и сумматора 30 расходов боковых погонов, производится расчет разности между общим расходом внутреннего орошения колонны на нижней тарелке сепарацион- ной секции колонны и суммарным расходом боковых потоков„ Кыхотной сигнал
- 505 о
4841
из этого блока 31, в качестве переменного сигнала входит в регулятор 32 избытка однократного испарения. В этот регулятор 32 вводится задание избытка однократного испарения„ В результате сравнения его с переменным сигналом отрабатывается корректирующий сигнал Р регулятор 33 температуры питания, в который в качестве переменной величины входит сигнал от датчика 34 температуры, а выходной сигнал управляет исполнительным механизмом 35 „
При реализации предлагаемого способа автоматического регулирования в промышленных условиях могут быть использованы серийные средства контроля и автоматики„ В качестве датчиков
14, 18, 24, 28, 29 расхода могут быть применены дифманометры Сапфир- 22 в комплекте с диафрагмами ДК-40, регуляторов 15, 20, 26, 33 - станции управления СУРА в комплекте с регуляторами РВАМ и электропневматическими преобразователями ЭПП, датчиков температуры 34 и разности температур 19, 25 - преобразователи Ш-78 в комплекте с термопарами ТХК-0806, исполнительных механизмов 16, 22, 27, 35 - регулирующие клапаны 25 с 48 нж„ Функции блока 17 расчета внутреннего орошения верхней секции колонны, блока 23 расчета внутреннего ор9шения колонны за счет циркуляционного орошения, сумматоров 21 и 30, расходов внутреннего орошения колонны и расходов боковых погонов, блока 31 алгебраическогосложения и регулятора 32 избытка однократного испарения реализуются при помощи средств вычислительной техники, например УВК СМ1814.
Автоматическое регулирование подачи тепла в колонну осуществляется следующим образомо
Питание колонны 1, проходя через печь 3, нагревается до определенной температуры, обеспечивающей образование соответствующего количества паровой фазы и, следовательно, определенного парового потока, поступающего в сепарационную секцию колонны 1„ В результате конденсации паров при подаче на верхнюю тарелку определенного расхода переохлажденного внешнего орошения в верхней секции колонны создается поток внутреннего
орошения, расход которого можно делить по уравнению
Ј1 ,
,r квнеынл 1 + 7 i- i
i
де R
внутри
to
R
внешн,
C|, г, расход внутреннего орошения в верхней секции колонны, т/ч (рассчитывается в блоке 17 pa-чета внутреннего оро-ае- ния верхней секции колонны) ;
расход внешнего острого орошения колонны, т/ч (измеряется датчиком 18 1$ расхода);
-(, ц
Atf теплоемкость соответственно жидкой фазы и скрытая теплота парообразования головного продукта, ккал/т; разность температур паров из колонны и внешнего острого орошения, °С (измеряется датчиком 19 разности температур)s Внутреннее орошение колонны, созаваемое циркуляционным орошением, ассчитывается как частное от делеия отведенного тепла в холодильнике 3 циркуляционным орошением на скрытую еплоту парообразования верхнего боового погона
Р вцо.;с-2л At K8KiJtp,2ri
де R,
20
25
30
(2)
35
внутр. ч
G
ИО
Г1
расход внутреннего оро шенчя колонны, создаваемого циркуляционным ороетением, т/ч; расход циркуляционного орошенкя,. т/ч (измеряется датчиком 24 рас- «ода);
теплоемкость соответственно жидкой фазы и скрытая теплота парообразования верхнего бокового погона ккал/rj
pasiiocib температур выхода и ЗУона в колонну потока циркуляционной флегкы, 3С (измеряется латником 25 разности температур)о
В сумматоре 21 расходов внутренне- о орошения колоьны определяется обий расход внутреннего орошения Ro5W
40
45
At
Ј
50
55
Rr
+ R,
внутри
(3)
Часть внутреннего орошения выводится с тарелок колонны в виде верхнего 9 и нижнего 10 боковых потоков0 Общий расход боковых погонов СОБ, определяется в сумматоре 30, как сумка раско- |ЦОБ верхнего и нижнего боковых пого нов
С06Ц СВБП
(4)
с.еп
Задача регулятора 22 заключается обеспечении заданной разности
GiVi6 R06W, СОБЦ
(5)
20
25
30
5
0
5
0
5
которая вычисляется в блоке 31 алгебраического сложения, путем корректировки заданной температуры питания в регуляторе 33,, где - расход флегмы, стекающей с тарелки, с которой производится вывод нижнего бокового погона, т/Чо
Величина должна составлять 3-5% от общего расхода внутреннего орошения„ Она характеризует избыточность доли отгона питания над общим расходом боковых погонов, При ее уве- j dior 3 гргетич кне затраты ня привеце ые проиесса рек- ификаячи, мек мпаегея отбор целевых боковых логосов и уу/ггирагтсч показа- тели кубового продукта Пр-л трзамерном ее умекьиснчи n,vjfcxonir. Резкое ухудшение качества i bcj4i Т кпвого погона (ухудгасьне i:i-,efЈ -14 установок первичной переработ м н.с.гть)
При регглкроъзлин г.о+ г iif епла в т.)я,-сацион1 ю колон, у. -егпечи- вая .минимально дог,уг-и;гу ,T-,II ст- гоьа питания, достиг РГМ.Ч снижение энергетических затрет .чл 1-2% и повышение качества ие гчч-тх продуктов за счет обеоьечекгя стабильности флеггю- вого потека R колонне
П р и к Р р. Продуктами разделения нефти Б колонне являются: головной продз XT - SensHHj верхний боковой гсгоч - кероси-i, нижпчй боковой погон - днрел -Fcv ТОЬНИЕС Т1етнее5 кубо- вый остаток - мазут. Режим работы ко- лонкы 1 характеризуется следующими . усредчс-иним- показателями: расход сырья F 1 (.(СО т/ч; расход рнелнего острого сроьения ,; 1-0 т/ч; разность тенгератур If-, 45°C; тепло- емкосг-. 5c:i3HJa С 52Ь ккал/т-град;
скрытая теплота испарения г 71432 ккал/т; расход циркуляционного - орошения G|,0225 т/ч; разность температур циркуляционного орошения ut 140°С; теплоемкость керосина 524,4 ккал/т.град; скрытая теплота испарения керосина г г 57240 ккал/т; расход керосина С6Бп180 т/ч; расход дизельного топлива Скеп274,7 т/ч„
Используя уравнения (1), (2), (3), (0 и (5) и данные по параметрам про- цесса ректификации, производят расчеты: Евнутр. 160,0 т/ч; Квиутр.1 324,7 т/ч; КоБЦ 484,7 т/ч; С„6Ц 454,7 т/ч; ,0 т/ч.
Избыточность доли отгона сьфья Сиз 30,0 F
равна
100% 3%.
1000,0
Избыточность доли отгона питания выбирается из условия обеспечения минимального флегмового потока на та релках колонны ниже вывода нижнего бокового потока с тем, чтобы обеспечить требуемый цвет нижнего бокового погона (дизельного топлива)0
В зависимости из избыточности доли отгона питания корректируется температура питания на выходе из нагревательной печи путем изменения по- дачи тепла в печь Если по каким-либо причинам, например в результате изменения состава сырья или изменения расхода одного из дистиллятных пого- нов, произойдет отклонение от задан- ного значения избыточности доли отгона питания и она станет равной 4%, то регулятор 32 избытка однократного испарения питания уменьшает корректирующий сигнал в регулятор 33 температур
ры питания до тех пор, пока регулятор 33 не уменьшит при помощи испол нительного механизма 35 подачу топлива в нагревательную печь настолько, чтобы значение избытка однократного испарения питания было равно заданной величине 3%„
Поддержание на заданной величине избыточности доли отгона питания позволяет обеспечивать минимальный расхо энергоресурсов и стабилизировать относительные материальные потоки в колонне .
Формула изобретения
Способ автоматического регулирования подачи тепла в сложную ректификационную колонну в зависимости от температуры питания колонны, расходов острого и циркуляционного орошений и расходов боковых продуктов, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергетических затрат и повышения качества целевых продуктов за счет обеспечения стабильности флег- мового потока в колонне, дополнительно измеряют температуру на выходе и входе в колонну каждого потока острог и циркуляционного орошений, рассчитывают расход внутреннего орошения колонны, измеряют сумму расходов боковы погонов, вычисляют разность общего расхода внутреннего орошения колонны и суммы расходов боковых погонов и по заданной разности общего расхода внутреннего орошения колонны и суммы расходов боковых погонов корректируют температуру питания койонны
i(ЈHShrat
Изобретение относится к способа автоматического регулирования подачи тепла в сложную ректификационную колонну и позволяет сократить энергетические затраты и повысить качество целевых продуктов за счет обеспечений стабильности флегмового потока в колонне. В способе дополнительно измеряют температуры на входе и выходе в колонну каждого потока острого и циркуляционного орошений, рассчитывают расход внутреннего орошения колонны, измеряют сумму расходов боковых потоков, вычисляют разность общего расхода внутреннего орсгзекии колонны и по заданной разности ч сумме расходов боковых погонов корректируют темпера- туру питания колоиньи 1 ил. i
