Способ управления процессом десорбции

(51)4 В 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ Е ИЗОБРЕТСВИДЕТЕЛЬСТВУ д ВТОРСНОМ 4194394/23-2604.01.8715. 11.88 .Всесоюзньинститутанский хтут им. 1 РАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ 2 Бюл. Уй научи-исследовател родного сырь нологический углевод имико-те С.М. Кир оцкий, Э В,Б, По(57) Изобретение относится к способамуправления процессами десорбции кислых компонентов из насьпценных поглотительных растворов и позволяет снизить энергетические затраты за счетоптимизации флегмового числа. Способзаключается в. стабилизации температуры флегмы, регулировании подачи парав кипятильник десорбера по флегмовому числу, измерении концентрации кислого компонента в насьпценном поглотительном растворе, его температуры и.давления в дасорбере и корректировкефпегмового числа в зависимости отзначений измеряемых параметров, 4 ил.Изобретение относится к способам управления процессами нефтепереработки и нефтехимии, а именно к способам управления процессом десорбции кислых5 компонентов (например, Н Б, СО ) из насыщенных поглотительных растворов (например, МЭА, ДЭА).Целью изобретения является снижение энергетических затрат за счет оптимизации флегмового числа.На фиг, 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - результаты расчета оптимальных управляющих воздей ствий с использованием математической модели процесса; на фиг. 3 - зависимости флегмового числа от концентрации Н Б в насыщенном растворе2при разных значениях давления и при фиксированной степени регенерации раствора (Х 1 = 0,03 моль Н 8/моль МЭА) на фиг. 4 - зависимости изменения основных параметров процесса десорбции во времени для прототипа 25 (кривые 1, 111 и 7) и предлагаемого способа (кривые 11 и 1 Ч) .Насыщенный кислыми компонентамн поглотительный раствор подают наверх десорбера 1 по трубопроводу 2, 30 снабженному анализатором 3 концентрации кислых компонентов и температурным датчиком 4. По трубопроводу 5через клапан 6 в кипятильник 7 подают греющий пар. С верха десорбера потрубопроводу 8, снабженному датчиком9 давления, отводят парогазовую смесьводяных паров и кислых компонентов,Пары воды конденсируют в конденсаторе 10. Конденсат направляют в сепаратор 11, откуда через расходомер 12подают на верхнюю тарелку десорберав качестве флегмы.Кислые компоненты с верха сепаратора 11 отводят из системы по трубопроводу 13, снабженному расходомером14 кислого газа и клапаном 15 дляподдержания давления. Устройство управления снабжено блоком 16 расчетафактического флегмового числа, вычислительным устройством 17 и блоком 18сравнения. Выход блока 18 сравнения соединен с входом регулятора 19 расхода пара в кипятильник 7. Давление в десорбере 1 стабилизируется регулятором 20, Температуру флегмы регулируют ло сигналу с датчика 21 температуры изменением подачи охлаждающего агента вконденсатор 10 клапаном 22.Расход насыщенного поглотительногораствора измеряют расходомером 23,Способ осуществляют следующим образом,Входные параметры процесса (концентрация кислого компонента в насыщенном поглотительном растворе, егорасход, температура подаваемого надесорбцию раствора, давление парогазовой смеси) регистрируют соответственно анализатором 3, расходомером 23,датчиком 4 температуры и датчиком 9давления, сигналы с которых поступают в вычислительное устройство 17,которое рассчитывает оптимальные значения управляющих параметров процесса (давление в десорбере 1, флегмовоечисло десорбции, расход греющего пара в кипятильник 7) для заданной концентрации кислого компонента в регенерированном растворе (фиг. 2). Расчет оптимальных управляющих параметров в вычислительном устройстве 17проводится с использованием математической модели процесса (например, основанной на закономерностях равновесного распределения кислых компонентов между паровой и жидкой фазамидесорбера) или с использованием специально получаемых аппроксимационныхзависимостей, связывающих между собойуправляющие и независимые параметрыпроцесса, Найденные значения управляющих параметров направляют в блок18 сравнения. Рассчитанные управляющие параметры в блоке 18 сравнения сравнивают с фактическими, поступающими из блока 16 и вычислительного устройства 17, пос" ле чего видается 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 насыщенном поглотительном растворе на" ходится 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 него.Стабилизация температуры флегмы осуществляется клапаном 22, 143708зП р и м е р. Управление процессом десорбции кислых компонентов из насыщенного поглатительного раствора моноэтаноламина (МЭА) осуществляется при переменном содержании сероводорода (Н,Я) в насыщенном растворе. Концентрация МЭА в растворе 2,5 моль/л. Концентрация Н,Я в регенерированном растворе задается (три значения для трех вариантов работы - 0,011, 0,02 и 0,03 моль Н,Я/моль МЭА). Производительность установки 30 т/ч по насыщенному раствору.Расчетом на ЭВМ по математической модели, основанной на описании равновесного распределения Н 2 Я между. жидкой и паровой фазами в десорбере, получень зависимости флегмовых чисел от давления процесса при различных концентрациях Н Я в насыщенном (Х ) и регенерированном (Х) растворах МЭА (фиг. 2). При постоянном значении давления флегмовое число (фиг. 3) уменьшается при увеличении уровня 26 насьпцения раствора (Хп) и увеличивается при росте глубины регенерации (Х,) . Так, при изменении концентрацииН,Я в насьпценнои растворе от 0,3 до 0,45 моль Н Я/моль МЭА при давлении процесса 0,23 МПа и закрепленной глубине регенерации Х,0,03 моль/моль флегмовое число снижается с 12 до 6,т.е. в два раза.Если в процессе десорбции возника-, ют такие колебания концентрации насьг щенного раствора, что характерно для условий работы блоков регенерации МЭА на НПЗ, то использование известного способа управления требует закреплении флегмового числа на уровне 12, чтобы обеспечить заданную степень регенерации раствора при наибо-лее неблагоприятных условиях работы. Это ведет к перерасходу греющего паф 5 ра, затрачиваемого на регенерацию, во всех случаях, когда концентрация насьпценного раствора оказывается больше 0,3 моль/моль.Если концентрация НЯ в насьпценном растворе изменяется во времени по обоим способам от 0,3 до 0,45 моль Н,Я/моль МЭА (фиг. 4, кривая 1), то флегмовое число, необходимое для обеспечения заданной глубины регенерации (Х, = 0,03), уменьшается с 12 до 6 (кривая 11). Известный способ не учитывает это обстоятельство. Поэтому его использование требует поддержания фпегмового числа на уровне 12 (кривая 111) . 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 1 Ч), при использовании известного способа - возрастает с 5,3 до 7,2 т/ч (кривая Ч) .Среднечасовая экономия греющего пара составляет при использовании предлагаемого способа управления для условий примера 1,9 т/ч, т.е. примерно 367 в сравнении с известным способом,формула изобретенияСпособ управления процессом десорбции кислых компонентов иэ насьпценных поглотительных растворов путем стабилизации температуры флегиы и регулирования подачи пара в кипятильник десорбера по флегмовому числу, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат за счет оптимизации Флегмового числа, дополнительно измеряют концентрацию кислого компонента в насьпценном поглотительном растворе, его температуру и давление в,десорбере, а фпегмовое число корректируют по величине измеряемых параметров.1437082 ам РФУ УИ йцеищроцим еерЖВржЫиасвщаавм р-ре И фай 3 б Составитель А. КаретникТехред М,дидык актор Л. Веселовска орректор Э, Л аков Тираж 642 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт 035, Москва, Ж, Раушская наб, аз 5821/10 ПодписноССР д,еское предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна Производственно-доли