Способ управления процессом ректификации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦМАЛИСТИЧ ЕСНИРЕСПУБЛИК 9) ( А 4 В 01 Р 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАН И А ВТОРСКОМУ БРЕТЕН ИДЕТЕПЬСТВУ Э.А.БадаловЗ.И,Гаджиев88.8)идетельство и теСССР П 3/42, 1982. ельство СССР Р 3/42, 1977. ассогла о совани сформи ИИ л а- ф рераспре между со ми. Опре и предел(57) Изобретение относибу управления процессомции, может быть.использтехимической промьыленн ОЦЕ ССО ы ся к спосоректификавано в нефсти и позво знач жимы с ы. л.(56) Авторское сУ 1074559, кл. ВАвторское свиУ 738633, кл, В Ф 5довательский и проо комплексной автоной и химической ляет увеличить отбор светлых нефтепродуктов при обеспечении заданнойчеткости разделения, Измеряют температуру в опорных точках колонны 1датчиками 8,9,10, температуру нача -ла выкипания, температуры 10; 30;50; 70 и 902 в н выкипаемости, Определяют потенциальное содержание суммы светлых дистиллятов в сырьекущее значение суммарного отборасветлых дистиллятов. Сравнивают ихи в зависимости от величин р формируют шаг приращения. П ванному шагу приращения пе деляют смежные узкие фракц седними продуктовыми поток деляют относительные отбор ы выкипания нефтепродуктов ниям которых регулируют ре тветствующих секций колоннСпособ осуществляется следующим образом.Фракционный состав перерабатываемого сырья (участок кривой ИТК,соответствующий светлым дистиллятам) оп ределяется на базе информации о расходе сырья получаемых светлых продуктов, поступающей соответственно от датчиков 4 - 7, и данных о температурах кипения в опорных точках по 40Энгкривой стандартной разгонки (г.нкЭНГ ЭНГ ЭНГ ЭНГ"оМ"90кк ), ПОСтуПаЮщИХ из центральной заводской лаборатории 38.Вся зта информация поступает на УВК 37, где согласно заложенному алгоритму определяется фракционный состав перерабатываемого сырья в следующей последовательности,Сначала для каждого продукта определяется температура 30 и 70%-ной выкипаемости по кривой стандартнойр .згонки: 45 50 энг энг 551 С о100 1 п -- (ехр + ехр в -);2 100 100 Изобретение относится к методам управления промьпцленными объектами, в частности к способам управления процессом ректификации в аппаратах колонного типа с открытой подачей во дяного пара, и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.Цель изобретения - увеличение отбора светлых нефтепродуктов при обес 10 печении заданной четкости разделения,На чертеже показана принципиальная схема системы управления, реализующей предлагаемый способ.Система управления включает основную сложную ректификационную колонну 1 и стриппинг-колонны 2 и .3, датчики 4 - 7 расхода, датчики 8 - 10 температуры, датчики 11 и 12 уровня в стриппинг-колоннах, регуляторы 13 - 23, уровня в стриппинг-колоннах 2 и 3, расходов нефтепродуктов, расхода орошения в колонну, расходов циркуляционных орошений, температур начала и конца кипения соответственно, датчики 24 - 26 температуры начала и конца кипения, исполнительные механизмы 27 - 36, управляющий вычислительный комплекс 37 (УВК).300,4502 = ехр О 7 - ехр 05ехр 0,9 - ехр 0,5После того, как определенытемпературы кипения во всех семи опорных точках, характеризующих кривую стандартной разгонки нефтепродуктов,осуществляют их перевод на кривую истинных температур кипения (ИТК),т.е, определяют для всех нефтепродуктов температуры кипения в тех же опорных точках по кривой ИТК.Определяют температуру 50%-ной выкипаемости по ИТК:ЭНг игк . Энго 203 о 5 о 34,94 - 0,0555 определяют температуры 1 О, 30, 70 и 90%-ной выкипаемости:1,4 п=И 1 ш = И,2,энг (А;й + А;)йесли /д/ ( 501+А, 1 й В 1 й + В 2 1если /й/) 50, 1- В 1 й игк игк= "Н У определяют температуру конца кипения;ЭНГ ЭНГ й - е с 1289 й1 + 0,00832 й У 05668 й + 699 1-0,008538 й ЭНГ ЭНГнкУФ определяют температуру начала кипения: Энк НТК . ЯНГ ЭНГ ,7 Т 2 После определения температур кипения в опорных точках по кривой ИТКитк нефтепродуктов , (1 - количество нефтепродуктов: 1 = 1-7 - количество опорных точек) с учетом их отборов и расхода сырья, используя правило аддитивности свойств углеводородных систем, определяют кривую ИТК перерабатываемого нефтяного сырья.= О1 ТТИЕБ,К где С Если Б =ОТ =Т+ ЬСК=К+ 11,ш 25Далеемежду Ялива ТС: Ч т "т Е = Б, =Б +Е,р; ЕБ= Б,ТИ = Т. где ТИ ТМ ЕБ ЕБ ИДВ+ Ьа 3 Определяил суммарный отбор светлых нефтепродуктов и их доли на свою определяют минимальную и максимальную температуры кипения по кривой иткО; при ТсЕ Е 3- откЕ1,Т)йтк итк. ( ц )31итк итк- 2,7; при с, Тс .1; при Т)С Если ЕБ0,999, продолжают с момента, когда Б; = О.ТИ=ЕБ = ЕБк к Сн температуры началаи конца кипения покривой ИТК сырья;доля отгона при ТМи ТМк по кривой ИТКсырья;условный шаг делениякривой ИТК на узкиефракции;число условных узкихфракций;суммарная доля отгона по кривой ИТКсырья, соответствующая температуреконца кипения;расход сырья;число нефтепродуктов. После восстановления участка кривой ИТК сырья, соответствующего светлым дистиллятам, определяют потенциальное содержание светлых нефтепро-итк итк5 дуктов Е(т., ) (,- температураконца кипения по кривой ИТК самоготяжелого светлого дистиллята).Например, нужно увеличить выходтоплива ТС. Эту задачу можно решитьза счет проваливания смежных узкихфракций из бензиновой фракции в ТС или извлечения из дизтоплива (ДТЛ),После решения задачи восстановление ИТК сырья определяют потенциальное содержание Я) топлива ТС: С (Е - Е( , - расход сырья;1 с-Е( кк ) - доля отгона покривой ИТК сырья, соответствующая температуре начала и конца кипения ТС - 1. определяют рассогласование и текущим отбором 1 т топЕсли ь ) с (погрешность восстановления кривой ИТК сырья), формируется шаг приращения отбора Ь а=Ь- и осуществляется "перераспре 2З 5 деление" смежных узких фракций между ТСи ДТЛ так, чтобы выход топлива ТСбыл бы максимальным приудовлетворении требований на качество и количество других фракций.40 Для этого кривую ИТК ТСи ДТЛразбивают на условные узкие фракциис заданным шагом по температуре кипения. Определяют исходную концент 45рацию и количество каждой д-й узкойфракции в ТСи ДТЛ:0 оИ, = хИ, = х,50 1 1+ 5 н Определяют суммарное количество смежных узких фракций по каждому из продуктовых потоков и дают шаг приращения Ь а на отбор ТС. Концентрацию -й узкой фракции при измененном отборе определяют по формуле+ В знг в п еделяют тем атуру кон н ения:эн о-й узкой фракци мененных отборах+1 гд оспе оп лени ой89-0,008326П количества кажв ТСи ДТЛопределяют те если П,с 20;П - 699 ри из перат ры кипенияивой ИТК для опорных точкахдой продуктов 35 0,008538 П сли Пт 20; 5668 ра емператур принимают а и конца тбора енения мтк Тнкпосле из пен иткнкитккк итк 295нк ст ые тейной ем л ченияконцаУВК 37 двумя то Е- ЕЯ,итк- --- (ТЕБ - ЕЯ,ит игк е ооте определения опорных точ температур киах по кривоиов осуществлярелк пе ИТ колонныолонна 2. К прод ют обрат дартной последов пот ый п а кривую стан) в следующей вод щими ретура нат темпегонки (г. льно сти; 11Ф р"Фгде й, И . - количество -й узкойфракции соответственно в ТСи ДТЛ;Е К- исходное количествоТСи ДТЛ,Количество -й узкой фракции Й в ТСопределяют из уравненияпокомпонентного материального баланса при допущении о постоянстве разделительной способности колонны: о оИ + И,1 11 И,Коэффициент рассогласования р опедел яют и з выр ажения Количество -й узкой фракци определяют из уравнения по тного материального баланса начала и конца кипеавной температуре на-,пения по кривой ИТК мпературы определяютинтерполяции междуокружающими опорные: определяют температуру 507-ной выкипаемости по кривой стандартной разгонки; эчг итк о = Оэ 5 а + 323748 0038(5 о 1 +1246,618-3,7674 1Бо определяют температуру 10, 30, 70и 903-ной выкипаемости: итк итк9 оеделяют температуру начал нк о 0 е 2018 (гто После этого полученные энаотбора, температуры начала икипения фракций ТСи ДТЛ св качестве уставки поступают нгуляторы (16,17,19,20,22 и 24)ветствующих локальных САР,Допустим, рассматривается ксиновая (ТС) секция, т.е, таотбора фракции из основной1 и отпарная (стриппинг) кПараметрами, характеризуюжим секции, являются температарелке отбора (характеризуе12879 Составитель Т.ГоленшинаТехред А.Кравчук Корректор С.Шекмар Редактор Е.Папп Заказ 748/8 Тираж 656 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ратуру конца кипения), расход парав стриппинг-колонну 2 (характеризует температуру начала кипения) и уровень в стриппинг-колонне 2,Сигнал, пропорциональный заданиюна отбор фракции ТС, с УВК поступает в камеру "Задание" регулятора 16,в камеру Переменная" которого посту -пает от датчика 6 сигнал, пропорциональный текущему отбору фракции ТС, 10В регуляторе 16 эти сигналы сравниваются, в случае их отличия возникаетрассогласование, для компенсации которого регулятор вырабатывает управляющее воздействие, сигнал о которомс выхода регулятора 16 поступает наисполнительный механизм (ИМ) 28, установленный на линии отвода фракции.Система действует до тех пор, покарассогласование в регуляторе 16 нескомпенсируется.В процессе работы САР отбора меняется уровень в отпарной колонне 2.Отклонение уровня от заданного зна 25чения компенсируется регулирующимвоздействием, выданным регулятором13 на ИМ 32, установленный на линииперетока фракции из основной колонны 1 в отпарную колонну 2,30 Сигнал, пропорциональный заданному значению температуры на тарелке отбора и температуры начала кипения фракции ТС, с УВУ 37 поступает в камеру "Задание" соответственно ре гуляторов 19 и 22, в камеру "Переменная " которых от датчиков 9 и 25 поступает сигнал, пропорциональный текущему значению соответственно температуры на тарелке отбора и температуры начала кипения фракции ТС. В случае отличия этих сигналов для компенсации возникшего рассогласования ре 09 8гуляторы 19 и 22 вырабатывают управляющее воздействие, сигнал о котором с выхода регуляторов поступает на ИМ 35 и 30, установленные соответственно на линии подачи циркуляционного орошения в колонну 1 и пара в колонну 2. Подача циркуляпионного орошения и пара меняется до тех пор, пока температура конца и начала кипения фракции ТСне будет соответствовать заданному. Формула изобретения Способ управления процессом ректификации в сложной колонне, включающий измерение температур в опорных точках основной колонны, температур выкипания нефтепродуктов, относительных отборов, нагрузок по сырью и регулирование температур выкипания нефтепродуктов, о т л и ч а Ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения отбора светлых нефтепродуктов при обеспечении заданной четкости разделения,дополнительно измеряют данные стандартной разгонки нефтепродуктов, по измеренным параметрам прогнозируют фракционный состав перерабатываемого сырья, определяют потенциальное содержание суммы светлых дистиллятов в сырье и текущее значение суммарного отбора светлых дистиллятов, сравнивают их и в зависимости от величины рассогласования формируют шаг приращения, по сформированному шагу приращения перераспределяют смежные узкие фракции между соседними продуктовыми потоками, определяют относительные отборы и пределы выкипания нефтепродуктов, по значениям которых регулируют режимы соответствующих секций колонны.