Способ управления процессом выделения н-парафинов в адсорбционных установках

(511 4 В 01 П 53/00 О АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПРОЦЕССОМ АДСОРБЦИОНьство СССР5/03, 1981,труктурыонного выНефтеперера 4, У 3. елени 198 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетелУ 1041558, кл, С 10 С 2Способ оптимизации сцикла процесса адсорбцид я н-парафинов.ботка и нефтехимия,ЯО 1435275(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ н-ПАРАФИНОВ В НЫХ УСТАНОВКАХ (57) Изобретение относится к способам управления процессом выделения высо" кочистых жидких парафинов из нефтяных фракций в адсорбционных установках и позволяет повысить степень извлечения нормальных парафинов из сырья за счет повышения точности регулирования, Способ заключается в оптимизации фаз цикла процесса в зависимости от концентрации и расхода н-парафинов на выходе адсорбера, измерении концентраций н-парафинов и аммиака в газо- сырьевой смеси и ее расхода, концент- Я рации и расхода десорбата, определе. нии по измеренным параметрам текущей емкости адсорбента и регулирования продолжительности фаз цикла процесса в зависимости от значений измеряемых параметров и текущей емкости адсорбента. 1 ил, 1 вайИзобретение относится к способамуправления процессами разделения углеводородных смесей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности для управления процессом выделения высокочистых жидких парафиновиэ нефтяных фракций в адсорбционныхустановках. 0Цель изобретения - увеличение степени извлечения н-парафинов иэ сырьяза счет повьииення точности регулированияНа чертеже представлена принципиальиая схема устройства управления,реализующего предлагаемый способ.Устройство содержит адсорберы 13, соединенные с ливией 4 газосырьевой смеси (ГСС), соединенной с расходомером 5 ГСС и анализатором б сос"тава ГСС, и линией:7 десорбента, соединенной с расходомером 8 десорбента и анализатором 9 десорбента. Выходы расходомеров 5 и 8 и анализаторов 25 6 и 9 соединены с соответствующимивходами блока 10 расчета управляюцих воздействий. Выход блока 1 О соединен с блоком 11 эадатчиков, выход которого соединен с блоком 12 ЗО управления клапанами 13-27. Выходы расходомеров 5 и 8 и анализаторов 6 и 9 соединены также с блоком 28 расчета параметров, модели, который со. единен с выходами расходомера 29 и анализатора ЭО выходного потока,Расходы сырья и десорбента, посту. пающих в адсорберы, являются величинами постоянными, так как регулируются на заданном уровне. Нерегулируе жми возмущениями на входе адсорберов являются концентрация н-парафинов в сырье и концентрация аммиака в десорбенте и газе-носителе. Поэто.му управление выделением н-парафинов осуществляется путем учета измененийэтих концентраций.Способ осуществляют следующим образом.Цель управления достигается при ус"550 ловии обеспечения заданного качества и"парафинов при заданном расходе сырья ипи в формализованном виде18, Я С,ейС + 8, Я Сны 4 С 55ц при условиивверх ОзИатематической моделью процесса,является модель двухкомпонентной нэо"термической адсорбции, описываемаясистемой дифФеренциальных уравненийв частных производных,Жн и Здк-й .е,м +"-" + е Л Д ф дс н.Ч-0дх(3) Вс нне Е + ДЬ, С,- 1(а анн,)3 фннэМн, ( нэ ннЯю где С. - концентрация н-парафиновЬв выходном потоке,Й;С- заданная концентрация нпарафинов, выделенных завремя цикла,3;- расход выходного потока,кг/с;Г - расход сырья, кг/с;( заданный расход сырьякг/с;Тц - продолжительность цикла,с;Ч - стадия цикла "Вытеснениепосле десорбции";П- стадия цикла "Десорбция";- продолжительность стадиичач 7), с;продолжительность стадииЭэ, сеС помощью автоматических анализаторов 6,9 и ЗО и расходомеров 5,8 и 29 определяется характеристика входных и выходных потоков: расход газосырье" вой смеси (ГСС), концентрация н-парафинов в ГСС, концентрация аммиака в ГСС, расход десорбента, концентрация аммиака в десорбенте, расход выходного потока и концентрация и-параФинов в выходном потоке. На основании характеристик входных потоков определяются характеристики выходного потока. Для этого используется математическая модель, которая реализуется либо аппаратурно, либо программно на ЭВИ.14352где С- концентрация н-парафинов в газосырьевой фае Э/ ЗеСгя - концентрация аммиака в3 з 5газовой фазе, м Э/м;а н р - концентрация н-парафиновв твердой фазе, мЭ/м- время от начала цикла, с;И - скорость газового потока 10в адсорбере, м/с;Р,и ь - коэффициенты внешнегомассообмена, с;х - длина адсорбера, м;(ар - функция, определяющая 15р авновесную концентрациюн-парафинов в газовой фазе, м /мЭ;(ача) - функция, определяющаяравновесную концентрацию 20аммиака в газовой Фазе,м /мПосле окончания расчета харак-ерис"тик выходного потока производитсясравнение расчетных и экспериментаггных данных, на основании чего осуществляется расчет параметров модели, аименно определяются значения М, ),и емкости молекулярных сит, Далеевыполняется оптимизация цикла, причем в качестве начального приближения используется значение продолжительности стадий цикла, которые су-ществуют во время проведения пробоотбора. Способ управления позволяетвыполнять пересчет времени стадийцикла автоматически при изменениихарактеристик входных материальныхпотоков. Расчет текущей емкости молекулярных сит выполняется с помощью 40математической модели (3) в зависимости от времени работы установки смомента загрузки молекулярных ситили последней их регенерации. Поэтому определение характеристик выходных материальных потоков для расчетаемкости молекулярных сит необходимолишь в период пуска установки и втех случаях, когда происходит нарушение технологического режима, что можетвызвать резкое изменение состояниямолекулярных сит,Газосырьевая смесь на стадии 71)поступает в адсорбер 1, в котором происходит вытеснение н-парафинов, оставшихся в адсорбере 1 после стадии55десорбции, в линию десорбата. Послеокончания стадии ЧП вьжод адсорбера1 переключается на линию промывного У 5продукта. Начинается стадия продувки (Б,Ч), во время которой иэ адсорбера 1 выходит смесь денормалиэата (обеспарафиненное сырье) и н-парафинов. После окончания стадии продувкивыход адсорбера 1 переключается на линию денормализата, а на вход его продолжает поступать гаэосырьевая смесь и начинается стадия адсорбции (А). С выхода адсорбера 1 поступает денормализат. В период протекания стадий 71), Б Ч, А с датчиков 5 и б информа" ция поступает на блок 10. После за" вершения стадии А выход адсорбера 1 подключается к линии 7 и начинается стадия вытеснения после адсорбции Ч. С выхода адсорбера 1 продолжаетпоступать денормализат. Далее следует стадия промывки Б, предназначенная для десорбции неселективно адсорбированных нелинейных углеводородов (ароматика и изопарафины), Выход адсорбера 1 переключается на линию промывного продукта, Далее следует стадия 1)э, При этом выход адсорбера 1 соединяется с линией денормалиэата. В период подачи десорбента на вход адсорбера 1 на блок 10 поступают сигналы с элементов 8 и 9. На основании информации, получаемой в течение цикла с расходомеров 5 и 8 и анализаторов 6 и 9 блок 10 рассчитывает оптимальные управляющие воздействияв виде значений продолжительности стадий цикла в секундах, которые поступают на блок 11, который отсчитывает длительность стадий цикла и выдает команды релейного типа на блок 12, который управляет переключением клапанов 13-27. В режиме расчета емкости, молекулярных сил на блок 28 поступают сигналы с элементов 5,6,8,9,29 и 30. Рассчитанные значения с блока 28 передаются на блок 10.В адсорберах 2 и 3 протекают те же стадии, что и в адсорбере 1, но со сдвигом во времени на одну треть цикла во втором и на две трети в третьем адсорбере,Способ позволяет компенсировать возмущения, связанные с изменением состояния молекулярных сит и изменением характеристик входных материальных потоков, обеспечивает увели" чение выхода целевого продукта эа счет оптимального использования емкости молекулярных сит на 0,57 за счет уменьшения технологических по1435275 пустыню Составитель А, КаретниТехред М.Моргентал Корректор А,Обруча Редакт зориз Подпис но е б Тираж 642 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 13035, Москва Ж, Рааказ 5582 комитета СССи открытий ская наб., д. 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, ужгород, ул, П ная,терь на 0,2% и стабилизацию качествацелевого продукта на заданном уровнеза счет повышения точности управления процессом,Формула из обрет ения Способ управления процессом выделения н-парафинов в адсорбционньгл установках из гаэосырьевой смеси путем оптимизации фаз цикла процесса в зависимости от изменения концентрации и расхода н-парафинов на выходе адсорбера, о т л н ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения степениизвлечения н-парафннов за счет повышения точности регулирования дополнительно измеряют концентрацию нпарафинов и . аммиака в гаэосырьевойсмеси и ее расход и концентрацию ирасход десорбата, по измеряемым параметрам определяют текущую емкостьадсорбента, а продолжительность фазцикла процесса регулируют в зависимости от значений измеряемых параметров и текущей емкости адсорбента.