Способ управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне Советский патент 1980 года по МПК B01D3/42 

1 . , Изобретение относится к области управления процессами нефтепереработки и нефтехимии и может быть использовано при автоматическом управлении первичной переработкой нефти в сложной ректификационной колонне, имеющей глухие тарелки. Известен способ управления сложной ректификационной колонной путем подачи теплоносителя в колонну в зависимости от соотношения расход парарасход питания с коррекцией по качеству целевых продуктов, подачи цир куляционных орошений по соотношению расход циркуляционного орошения - расход пара и регулирования отборов продуктов в зависимости от расхода и состава питания 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ управления процессом первичной переработки нефти путем регулирования температур выкипания про нефтепродуктов иэме1нением температур верха соответствующих простых колонн и расходов перегретого водяного пара в нижние части этих колонн, использующий адаптивную молель процесса, при котором режим веления технологического процесса опрс-деляется опера- . тором 2. Показатели режима, например давление в ректификационннх колоннах, температура в характерных точках колонн, в том числе температура верха простых колонн, потоки перегретого водяного пара, подаваемые в нижние части этих колонн, поддерживаются оператором в допустимых пределах, указанных в технологических картах. Причем, как правило, такие показатели режима, как температуры верха и потока перегретого водяного пара, используются оператором для формирования требуемых качественных показателей нефтепродуктов. Получая данные о качественных показателях, оператор в допустимых пределгис изменяет технологический режим таким образом, чтобы обеспечить получение нефтепродуктов, удовлетворяющих требованиям ГОСТа или межцеховым нормам. Недостаткомэтого способа является значительный разброс температур выкипания проб нефтепродуктов, так как разйые операторы управляют сложной ректификационной колонной по-разному. Это связано с тем, что воздействие оператора на процесс существенно зависит от его знаний и опыта. iXejibib йзоВрётёния является ;по6ЫЫение точности стабилизации температур выкипания проб нефтепродуктов, получаемых в сложной ректификационно колонне с глухими тарелками. Пбставленная цель достигается тем что измеряют текущие значения температурвыкипания, температур верха, ра1сходоб перегретого пара, относител ных отборов дистиллятов, нагрузок по , в зависимости от текущих значений измеренных величин адаптируют модель процесса, по заданиям на температуры выкипания нефтепродуктов (Эпредёпяйт необходимые значения отно сительных отборов дистиллятов, измеряют текущие значения давлений, определяют необходимые значения расхо Д&В пёретретого пара в нижние части простых колонн ив зависимости от подученных значений величин температур верха и расходов перегретого пар регулируют температуры выкипания неф тепродуктов. В данном способе йсполь зуют следующие функциональные зависи мости: .,o. с 90,« 0, (. т ,...ь. ,где индекс соответствует номе|ру простой колонны и принимает после довательно значения ,2...К, где К - число простых колонн. Зависимости (1) и (3) являются моделью процес са, а зависимость (2) пропор1щональнр-интегральным законом управления. Зависимость (1) аппроксимирует кривую истинных температуркипения квад ратичной функцией температур выкипания от относительных отборов зсЩЪгшлятов . Соотношение (3) юдeлиpyeт зависимость четкости разделения нефтепроруктов („ - относительных отборов, температур верха, pacxdflOB перегретого пара и по сь«рью; , и - текущие значения температур выкипания соответст венно 90% дистиллята и 10% остатка 1-ой простой колонны; d« - соответсзтвенно текущий относительный отбор дистиллята i-ойколонны и ставиЛизируемое значение этой величины, Значения величин 5; определяет по отношению к нагрузке по сырью сложной колонны, потоку отбензиненной нефти FJ ; ао,а. ,ag,bot ,bi ,bg,| ,Ьз адаптируеЬдыё параметры модели п|зоцесса; Tg,; ,Р( GoF - соответственно-, текущие значения температуры верха, давления, расхода перегретого водяного пара и нагрузки по сырью в i-ой колонне; Kj, ,Kj-, ,К - постоянные коэффициенты в пропорционально-интегральном законе регулирования (2); ,Р: F, - средние значения температуры верха, давления и нагрузки по сырью в i-ой колонне; j - временной индекс, принимающий значения с момента начала; j О реализации способа управления до текущего момента . времени i п, Все переменные в соотношениях (1)(3), кроме средних значений и констант, следовало бы снабдить текущим временным индексом п. Однако ради простоты записи этот индекс опускается. Для ,2...,К измеряют текущие значения температур выкипания Т , нефтепродуктов, температур верхаТ,, расходов перегретого пара G, относительных отборов дистиллятов i , нагрузок по сырью Fj. Значения этих величин используют для адаптации коэффициентов ао/а,а2, , bit .jbij, модели процесса (1) и (3). Адаптация этих коэффициентов происходит по известному рекуррентному алгоритму, использующему метод наименьших квадратов. Источником адаптирующего сигнала является несоответствие величин (T9oi+ .i)/ « Тэо;,- Т,о;, )/2, определенных для ,2,...к по текущим значениям температур выкипания , , Tgp , этим же величинам, определенным с помощью зависимости (1) и (3) по текущим значениям относительных отборов d, , температур верха , расходам перегретого пара G , нагрузкам по сырью i. „ По заданиям Тд, , на температуры выкипания нефтепродуктов для ,2...К с помощью функциональной зависимости (1) определяют, необходимые значения относительных отборов дистиллятов 6i . Для ,2...К измеряют текущие значения давлений Р и с помощью пропорционально-интегрального законауправлёния(2) определяют необходимые значения Т - температур простых колонн. намеряют текущие значения нагрузок по сырью . Для ,2...К по заданиям на температуры выкипания нефтепродуктов TgQj , , необходимым значениям относительных отборов и темйератур верха Т определяют необходимые значения расходов потоков пара G, подаваемых в нижние части простых колонн. При этом используют зависимость (3) модели процесса. Для ,2...уК в зависимости от полученных значений температур верха , и расходов потоков пара G регулируют температуры выкипания Т . ,Т . проб нефтепродуктов. , Изобретение поясняется чертежом.. Способ осуществляется следующим образом. Процесс переработки нефти протекает в сложной ректификационной коло не с двумя глухими тарелками, состоя щей из секций 1-6, При этом секции 1 и 2 образуют верхнюю простую колон ну, секции 3 и 4 среднюю, а секции 5 и 6 нижнюю простую колонну. Рассматриваемая сложная колонна предназначена для разделения частично отбензиненной нефти, поступающей по линии 7 на четыре нефтепродукта - бензин, поступающий по линии 8, керосин поступающий по линии 9,дизельное топ ливо, поступающее по линии 10, и мазут, поступающий по линии 11. Сырьем для нижней простой колонны как и для всей сложной колонны, является частично отбензиненная нефть, сырьем для средней колонны смесь паров дизельного топлива, керосина и бензина, поступающая по линии 12, сырьем для верхней колонны смесь керосина и бензина, поступающая. по линии 13. Анализаторы 14-17 обеспечивают отбор проб по линиям 8-11 соответственно и определение температур выкипания нефтепродуктов. Температуры выкипания регулируют путем установки необходимых значений температур верха простых кблонн, измеряемых датчиками 18-20 и расходов потоков перегретого водяного пара, подаваемых по линиям 21-23 и измеряе мых расходомерами 24-26. Необходимые значения температур верха и расходов пара получают, воздействуя на устав,ки локальных систем 27-32 стабилизации. Регулирующими воздействиями в системах стабилизации необходимых значений температур верха являются п токи тепла, отводимые с помощью циркуляционных орюшений по линиям 33 и 34 и с помощью острого орошения, по линии 35. Острое орошение получают с помощью дефлегматора36 конденсирующего пары бензина. Сложная колонна снабжена расходомерами 37-41, контролирующими нагруз ку .по сырью и расходы нефтепродуктов и датчиками 42 и 43 давления в верхней и нижней простых колоннах. Давле ние в средней колонне принимается ра ным полусумме показаний этих датчиков. Показания расходомеров 24-26 и 37-41, датчиков 18-20 температур, датчиков 42 и 43 давления, анализато ров 14-17, измеряющих температуры выкипания, поступают в вычислительное устройство 44 для формирования по предлагаемому способу уставок локаль ных систем 27-32 стабилизации. Локальные системы стабилизации по этим установкам поддерживают на объекте необходимые значения температур верха и расходов пара в нижние части, колонн, С помощью анализаторов 14-17 измеряют текущие значения температур выкипания 10% керосина , 10% дизельного топлива T.jQ2, 10% мазута , 90% бензина т д . , 90% керосина Qoz. дизельного топлива Тдр. Гекущие значения температур выкипания вводят в вычислительное устройство 44. В вычислительное устройство поступают также текущие значения температур верхаTg j ,Тц2 ,Т , измеренные с помощью датчиков 18-20, текущие значения расходов iieperpeToro пара ,Gg,g,Gg,3 / измеренные с помощью датчиков 24-26, и текущие показания расходомеров 38-41, которые в вычислительном устройстве 44 преобразуют в текущие значения относительных отборов С|,Са,С-зи текущие значения нагрузок по сырью F,F,F, В зависимости от текущих значений температур выкипания, температур верха, расходов перегретого пара, относительных отборов и нагрузок по сырью, , использую рекуррентный алгоритм адаптации, корректируют коэффициенты aofSt/ a и Ьд, fbi2, fbjj ,Ьао/Ьг.1 , Ьзб ,Ьэ7 ,Ь5а,Ьз9 функциональных зависимостей (1) и (3) модели процесса. Источником адаптирующего сигнала является несоответствие изза колебаний состава сырья величин . + )/2 и (Т,м,- Т,о,1 )/2, определенных для ,2,3 по текущим значениям температур выкипания , , Tg. , этим же величинам, определенным с помощью зависимостей (1) и (3), по текущим значениям температур верха Тц , Т ,Та , расходов перегрето- го пара G ,Ga,G.j, относительных отборов i г -if 3,г нагрузок по сырью i . в вычислительное устройство 44 вводят задания на температу ы выкипания нефтепродуктов Тюд ,,i По заданиям на температуры выки- , пания с пс 1ощью зависимости (1) модели процесса определяют необходимые значения относительных отборов дистиллятов , 6,6. По показаниям датчиков 36 и 37 в вычислительном устройстве 44 измеряют текущие значения давлений Р ,Рд,Р,. С помощью зависимости (2) определяют для ,2,3 необходимые значения температур верха ,Т простых колонн. По б необходимЕй значениям температур верха Т , ,Tgj, относительных отборов б, заданиям на температу1Ж выкипания Т|од ,Т ,Т,(,,, ,Тдод, Т fTgab текущим значениям нагрузот по сырью, используя зависимость