JP2002069460A - 脱塩器制御システム - Google Patents
脱塩器制御システムInfo
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- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
- C10G31/08—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by treating with water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
-
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 脱塩器においてエマルジョン層の広がり幅を
高精度でリアルタイムに計測可能なシステムを実現す
る。 【解決手段】 エマルジョンブレーカ並びに水が攪拌注
入された原油を導入し、エマルジョン層１４を形成せし
め、該エマルジョン層を挟んで油分と水分を容器上部領
域及び下部領域に分離し、前記水分の中に前記原油中の
塩分を溶解分離せしめ、容器頂部より脱塩された油分を
排出し、容器低部より分離された水部を排出する脱塩器
４において、前記エマルジョン層を含めて容器頂部から
底部に渡る内部溶液と排出された水分との圧力差の分布
に基づいて前記エマルジョン層の広がりを計測する。
高精度でリアルタイムに計測可能なシステムを実現す
る。 【解決手段】 エマルジョンブレーカ並びに水が攪拌注
入された原油を導入し、エマルジョン層１４を形成せし
め、該エマルジョン層を挟んで油分と水分を容器上部領
域及び下部領域に分離し、前記水分の中に前記原油中の
塩分を溶解分離せしめ、容器頂部より脱塩された油分を
排出し、容器低部より分離された水部を排出する脱塩器
４において、前記エマルジョン層を含めて容器頂部から
底部に渡る内部溶液と排出された水分との圧力差の分布
に基づいて前記エマルジョン層の広がりを計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石油精製プロセス
において、原油を常圧蒸留装置に導く前段に設けられる
脱塩器の制御システム関する。
において、原油を常圧蒸留装置に導く前段に設けられる
脱塩器の制御システム関する。
【０００２】
【従来の技術】石油精製プラントでの常圧蒸留装置前段
の脱塩器は、蒸留塔腐蝕の要因となる原油中の塩分の除
去を行うものであり、プラントの長期連続運転を実現す
る上でその脱塩性能を十分に発揮させることが重要であ
るが、従来の脱塩器の運転は手動調整で行われているの
が現状である。
の脱塩器は、蒸留塔腐蝕の要因となる原油中の塩分の除
去を行うものであり、プラントの長期連続運転を実現す
る上でその脱塩性能を十分に発揮させることが重要であ
るが、従来の脱塩器の運転は手動調整で行われているの
が現状である。
【０００３】図６に従来の脱塩器制御システムの構成例
を示す。原油タンク１よりの原油Ｐｉは、入力パイプラ
イン２を介してポンプ３により脱塩器容器４内のエマル
ジョン分解用電極５ａ、５ｂ間に導かれる。エマルジョ
ン生成のプロセスに関する説明はここでは省略する。
を示す。原油タンク１よりの原油Ｐｉは、入力パイプラ
イン２を介してポンプ３により脱塩器容器４内のエマル
ジョン分解用電極５ａ、５ｂ間に導かれる。エマルジョ
ン生成のプロセスに関する説明はここでは省略する。
【０００４】６，７は、入力パイプライン２の途中に設
けた熱交換器である。８はエマルジョンブレーカ貯蔵タ
ンクであり、エマルジョンブレーカＥは、設定値Ｓ１に
より所定流量が規定されるポンプ９によりパイプライン
１０を介して熱交換器の前段で入力パイプラインの原油
Ｐｉに所定量が注入される。
けた熱交換器である。８はエマルジョンブレーカ貯蔵タ
ンクであり、エマルジョンブレーカＥは、設定値Ｓ１に
より所定流量が規定されるポンプ９によりパイプライン
１０を介して熱交換器の前段で入力パイプラインの原油
Ｐｉに所定量が注入される。
【０００５】１１は水Ｗを熱交換器後段で入力パイプラ
インの原油Ｐｉに攪拌注入する注水パイプライン、１２
は注水流量を設定値Ｓ２に調節する流量調節手段であ
る。１３は、注水点の直後に設けられた差圧調節弁であ
り、その弁開度は設定値Ｓ３で制御され、前後の圧力差
により原油と水の攪拌度が調節される。
インの原油Ｐｉに攪拌注入する注水パイプライン、１２
は注水流量を設定値Ｓ２に調節する流量調節手段であ
る。１３は、注水点の直後に設けられた差圧調節弁であ
り、その弁開度は設定値Ｓ３で制御され、前後の圧力差
により原油と水の攪拌度が調節される。
【０００６】斜線で示した領域１４は、脱塩器４の容器
内に形成されたエマルジョン層であり、所定の広がり幅
ｔを有する。水と攪拌された原油は、このエマルジョン
層を境にして、塩分が溶解分離された水分が容器下部領
域に、脱塩された油分が容器上部領域に分れる。
内に形成されたエマルジョン層であり、所定の広がり幅
ｔを有する。水と攪拌された原油は、このエマルジョン
層を境にして、塩分が溶解分離された水分が容器下部領
域に、脱塩された油分が容器上部領域に分れる。
【０００７】１５は容器４の頂部より脱塩された原油Ｐ
０を常圧蒸留塔へ導く出力パイプライン、１６は容器４
の低部より塩分を溶解した水Ｗ´を外部に排出する排水
パイプライン、１７は排水流量を操作する調節弁であ
る。
０を常圧蒸留塔へ導く出力パイプライン、１６は容器４
の低部より塩分を溶解した水Ｗ´を外部に排出する排水
パイプライン、１７は排水流量を操作する調節弁であ
る。
【０００８】１８はセンサ部がエマルジョン層１４を垂
直に貫通して配置された境界液面計であり、点線１９で
示したエマルジョン層の中心レベル（容器底部よりのレ
ベルＬ）は境界液面計１８の測定値と設定値Ｓ４を入力
して排水流量の調節弁１７を操作する調節計２０により
容器内の所定のレベルＬに調節される。
直に貫通して配置された境界液面計であり、点線１９で
示したエマルジョン層の中心レベル（容器底部よりのレ
ベルＬ）は境界液面計１８の測定値と設定値Ｓ４を入力
して排水流量の調節弁１７を操作する調節計２０により
容器内の所定のレベルＬに調節される。
【０００９】このような構成の脱塩器では、脱塩率がエ
マルジョン層１４の広がり幅ｔに大きく依存する。従っ
て、運転のポイントは、エマルジョンブレーカ量、注水
量、攪拌量を手動操作してエマルジョン層１４の広がり
幅ｔを最適な値に維持することである。
マルジョン層１４の広がり幅ｔに大きく依存する。従っ
て、運転のポイントは、エマルジョンブレーカ量、注水
量、攪拌量を手動操作してエマルジョン層１４の広がり
幅ｔを最適な値に維持することである。
【００１０】エマルジョン層１４の広がり幅ｔの確認
は、エマルジョン層を挟んで脱塩器内を垂直方向に複数
点の溶液をサンプルする方法が採られている。２１ａ乃
至２１ｅは、エマルジョン層１４挟んで脱塩器４内を垂
直方向に平行に複数本設けたサンプルパイプライン、２
２ａ乃至２２ｅは、これらサンプルパイプラインに設け
た開閉弁である。
は、エマルジョン層を挟んで脱塩器内を垂直方向に複数
点の溶液をサンプルする方法が採られている。２１ａ乃
至２１ｅは、エマルジョン層１４挟んで脱塩器４内を垂
直方向に平行に複数本設けたサンプルパイプライン、２
２ａ乃至２２ｅは、これらサンプルパイプラインに設け
た開閉弁である。
【００１１】オペレータは、周期的にあるいは必要に応
じたタイミングでこれら開閉弁を順次操作して、複数の
サンプルをサンプル毎に用意した容器２３に採取した
後、ラボ分析及び目視によりその透過度及び状況からエ
マルジョン層１４の広がり幅ｔを推定する。
じたタイミングでこれら開閉弁を順次操作して、複数の
サンプルをサンプル毎に用意した容器２３に採取した
後、ラボ分析及び目視によりその透過度及び状況からエ
マルジョン層１４の広がり幅ｔを推定する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように、重要な制
御量であるエマルジョン層１４の広がり幅ｔの計測が、
オペレータによる手動のサンプルとラボ分析に依存して
いるため、広がり幅ｔに変動が発生した場合の操作に遅
れが生じ、脱塩効率低下及び排水中の油分混入の要因と
なっている。
御量であるエマルジョン層１４の広がり幅ｔの計測が、
オペレータによる手動のサンプルとラボ分析に依存して
いるため、広がり幅ｔに変動が発生した場合の操作に遅
れが生じ、脱塩効率低下及び排水中の油分混入の要因と
なっている。
【００１３】さらに、エマルジョン層１４の広がり幅ｔ
を最適な値に維持するための、エマルジョンブレーカ
量、注水量、攪拌量操作が手動操作で運転されており、
複数のパラメータが複雑に影響する広がり幅ｔの制御
は、経験を積んだオペレータによっても最適調整は極め
て困難である。
を最適な値に維持するための、エマルジョンブレーカ
量、注水量、攪拌量操作が手動操作で運転されており、
複数のパラメータが複雑に影響する広がり幅ｔの制御
は、経験を積んだオペレータによっても最適調整は極め
て困難である。
【００１４】広がり幅ｔの測定分解能は、サンプルパイ
プラインの間隔できまるので、パイプライン数に制約が
ある場合には測定精度に限界があり、高精度に広がり幅
ｔを維持することは困難である。
プラインの間隔できまるので、パイプライン数に制約が
ある場合には測定精度に限界があり、高精度に広がり幅
ｔを維持することは困難である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、エマル
ジョンブレーカ並びに水が攪拌注入された原油を導入
し、エマルジョン層を形成せしめ、該エマルジョン層を
挟んで油分と水分を容器上部領域及び下部領域に分離
し、前記水分の中に前記原油中の塩分を溶解分離せし
め、容器頂部より脱塩された油分を排出し、容器低部よ
り分離された水部を排出する脱塩器において、前記該エ
マルジョン層を含めて容器頂部から底部に渡る内部溶液
と容器底部の水分との圧力差の分布に基づいて前記エマ
ルジョン層の広がりを計測することを特徴とする。
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、エマル
ジョンブレーカ並びに水が攪拌注入された原油を導入
し、エマルジョン層を形成せしめ、該エマルジョン層を
挟んで油分と水分を容器上部領域及び下部領域に分離
し、前記水分の中に前記原油中の塩分を溶解分離せし
め、容器頂部より脱塩された油分を排出し、容器低部よ
り分離された水部を排出する脱塩器において、前記該エ
マルジョン層を含めて容器頂部から底部に渡る内部溶液
と容器底部の水分との圧力差の分布に基づいて前記エマ
ルジョン層の広がりを計測することを特徴とする。
【００１６】請求項２記載発明は、エマルジョンブレー
カ並びに水が攪拌注入された原油を導入し、エマルジョ
ン層を形成せしめ、該エマルジョン層を挟んで油分と水
分を容器上部領域及び下部領域に分離し、前記水分の中
に前記原油中の塩分を溶解分離せしめ、容器頂部より脱
塩された油分を抽出し、容器低部より分離された水部を
排出する脱塩器において、前記エマルジョン層を含めて
容器頂部から底部に渡る内部溶液の密度分布に基づいて
前記エマルジョン層の広がり幅を計測することを特徴と
する。
カ並びに水が攪拌注入された原油を導入し、エマルジョ
ン層を形成せしめ、該エマルジョン層を挟んで油分と水
分を容器上部領域及び下部領域に分離し、前記水分の中
に前記原油中の塩分を溶解分離せしめ、容器頂部より脱
塩された油分を抽出し、容器低部より分離された水部を
排出する脱塩器において、前記エマルジョン層を含めて
容器頂部から底部に渡る内部溶液の密度分布に基づいて
前記エマルジョン層の広がり幅を計測することを特徴と
する。
【００１７】請求項３記載発明は、前記エマルジョン層
を含めて容器頂部から底部に渡る内部溶液を時系列周期
的にサンプルする手段と、サンプル溶液を単一の差圧セ
ンサ又は密度センサに導き、周期的に前記エマルジョン
層の広がり幅を計測することを特徴とする。
を含めて容器頂部から底部に渡る内部溶液を時系列周期
的にサンプルする手段と、サンプル溶液を単一の差圧セ
ンサ又は密度センサに導き、周期的に前記エマルジョン
層の広がり幅を計測することを特徴とする。
【００１８】請求項４記載発明は、計測された前記エマ
ルジョン層の広がり幅情報並びに前記排出された水分の
ｐＨ値、原油比重値を含むパラメータ群による制御モデ
ル式に基づいてエマルジョンブレーカ量、注水量並びに
注水攪拌度合を操作して前記エマルジョン層の広がり幅
を最適値に制御することを特徴とする。
ルジョン層の広がり幅情報並びに前記排出された水分の
ｐＨ値、原油比重値を含むパラメータ群による制御モデ
ル式に基づいてエマルジョンブレーカ量、注水量並びに
注水攪拌度合を操作して前記エマルジョン層の広がり幅
を最適値に制御することを特徴とする。
【００１９】請求項５記載の発明は、前記制御モデル式
におけるパラメータ群は、油種及び運転条件によりチュ
ーニングされることを特徴とする。
におけるパラメータ群は、油種及び運転条件によりチュ
ーニングされることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下本発明実施態様を、図面を用
いて説明する。図１は本発明制御システムの一実施例を
示す構成図であり、図６で示した従来システムの構成要
素と同一要素には同一符号を付して説明を省略し、特徴
部のみを説明する。
いて説明する。図１は本発明制御システムの一実施例を
示す構成図であり、図６で示した従来システムの構成要
素と同一要素には同一符号を付して説明を省略し、特徴
部のみを説明する。
【００２１】２４ａ乃至２４ｅは、サンプルパイプライ
ン２１ａ乃至２１ｅを介して導かれる溶液のサンプル弁
であり、ローカルユニット２５よりの信号でシーケンシ
ャルかつ周期的に開閉制御される。これらサンプル弁の
出力側は共通接続され、サンプル溶液はローカルユニッ
ト２５よりの信号で開閉制御される開閉弁２６、排出パ
イプライン２７を介して排水パイプライン１６よりの排
水Ｗ´と合流して排出される。
ン２１ａ乃至２１ｅを介して導かれる溶液のサンプル弁
であり、ローカルユニット２５よりの信号でシーケンシ
ャルかつ周期的に開閉制御される。これらサンプル弁の
出力側は共通接続され、サンプル溶液はローカルユニッ
ト２５よりの信号で開閉制御される開閉弁２６、排出パ
イプライン２７を介して排水パイプライン１６よりの排
水Ｗ´と合流して排出される。
【００２２】２８は差圧センサであり、脱塩器容器４最
下部のサンプルパイプライン２１ａの溶液を導くサンプ
ル弁２４ａの入力と、各サンプル弁の共通接続出力間の
差圧ΔＰを測定し、ローカルユニット２５に発信する。
このようなサンプル系の構成により、脱塩器容器４最下
部のサンプルパイプライン２１ａの溶液（水）を基準
（差圧ゼロ）とした各サンプルパイプラインよりの溶液
の差圧ΔＰが順次測定され、ローカルユニット２５に導
かれる。図２は、各サンプリングに対応した差圧ΔＰの
変化をプロットした特性図である。
下部のサンプルパイプライン２１ａの溶液を導くサンプ
ル弁２４ａの入力と、各サンプル弁の共通接続出力間の
差圧ΔＰを測定し、ローカルユニット２５に発信する。
このようなサンプル系の構成により、脱塩器容器４最下
部のサンプルパイプライン２１ａの溶液（水）を基準
（差圧ゼロ）とした各サンプルパイプラインよりの溶液
の差圧ΔＰが順次測定され、ローカルユニット２５に導
かれる。図２は、各サンプリングに対応した差圧ΔＰの
変化をプロットした特性図である。
【００２３】図３は、差圧信号からエマルジョン層の広
がり幅ｔを導く計算手順の説明図である。図中の記号、 ρｗ：脱塩器容器４底部溶液（水）の比重 ρoil：脱塩器容器４頂部溶液（原油）の比重 ρｅ：エマルジョン層１４の比重 ρ１ｘ：サンプルパイプライン２１ａ、２１ｂ間溶液比
重 ρ２ｘ：サンプルパイプライン２１ｂ、２１ｃ間溶液比
重 ρ３ｘ：サンプルパイプライン２１ｃ、２１ｄ間溶液比
重 ρ４ｘ：サンプルパイプライン２１ｄ、２１ｅ間溶液比
重 ΔP１ｍ：サンプルパイプライン２１ａ、２１ｂ間溶液
差圧 ΔP２ｍ：サンプルパイプライン２１ｂ、２１ｃ間溶液
差圧 ΔP３ｍ：サンプルパイプライン２１ｃ、２１ｄ間溶液
差圧 ΔP４ｍ：サンプルパイプライン２１ｄ、２１ｅ間溶液
差圧 ｈ：サンプルパイプライン間隔（等間隔） とする。さらに、界面液面計によるレベル制御で、エマ
ルジョン層の中心レベル１９が中央のサンプルパイプラ
イン２１ｃ位置近傍にレベル制御されたとき、 ｔ１：中心レベルからエマルジョン層下部までの広がり
幅 ｔ２：中心レベルからエマルジョン層上部までの広がり
幅 とする。従って、ｔ＝ｔ１＋ｔ２である。
がり幅ｔを導く計算手順の説明図である。図中の記号、 ρｗ：脱塩器容器４底部溶液（水）の比重 ρoil：脱塩器容器４頂部溶液（原油）の比重 ρｅ：エマルジョン層１４の比重 ρ１ｘ：サンプルパイプライン２１ａ、２１ｂ間溶液比
重 ρ２ｘ：サンプルパイプライン２１ｂ、２１ｃ間溶液比
重 ρ３ｘ：サンプルパイプライン２１ｃ、２１ｄ間溶液比
重 ρ４ｘ：サンプルパイプライン２１ｄ、２１ｅ間溶液比
重 ΔP１ｍ：サンプルパイプライン２１ａ、２１ｂ間溶液
差圧 ΔP２ｍ：サンプルパイプライン２１ｂ、２１ｃ間溶液
差圧 ΔP３ｍ：サンプルパイプライン２１ｃ、２１ｄ間溶液
差圧 ΔP４ｍ：サンプルパイプライン２１ｄ、２１ｅ間溶液
差圧 ｈ：サンプルパイプライン間隔（等間隔） とする。さらに、界面液面計によるレベル制御で、エマ
ルジョン層の中心レベル１９が中央のサンプルパイプラ
イン２１ｃ位置近傍にレベル制御されたとき、 ｔ１：中心レベルからエマルジョン層下部までの広がり
幅 ｔ２：中心レベルからエマルジョン層上部までの広がり
幅 とする。従って、ｔ＝ｔ１＋ｔ２である。
【００２４】各層の比重は、測定された差圧信号から次
のように計算できる。 ρ１ｘ＝ρｗ‐（ΔP１ｍ）／ｈ ρ２ｘ＝ρｗ‐（ΔP２ｍ‐ΔP１ｍ）／ｈ ρ３ｘ＝ρｗ‐（ΔP３ｍ‐ΔP２ｍ）／ｈ ρ４ｘ＝ρｗ‐（ΔP４ｍ‐ΔP３ｍ）／ｈ
のように計算できる。 ρ１ｘ＝ρｗ‐（ΔP１ｍ）／ｈ ρ２ｘ＝ρｗ‐（ΔP２ｍ‐ΔP１ｍ）／ｈ ρ３ｘ＝ρｗ‐（ΔP３ｍ‐ΔP２ｍ）／ｈ ρ４ｘ＝ρｗ‐（ΔP４ｍ‐ΔP３ｍ）／ｈ
【００２５】エマルジョン層の広がり幅ｔも近似的に比
重値（ρ２ｘ, ρ３ｘ）を用いて計算できる。エマルジ
ョン層の比重は水と油の中間でρｅとすると、図のケー
スで、近似的にρ１ｘ＝ρｗ、ρ４ｘ＝ρoilの場合、 ｔ１＝ｈ×（ρｗ‐ρ２ｘ）／（ρｗ‐ρｅ）×α１ ｔ２＝ｈ×（ρｗ‐ρ３ｘ）／（ρoil‐ρｅ）×α１ ｔ＝ｔ１＋ｔ２ ここで、α１、α２はチューニングファクタである。
重値（ρ２ｘ, ρ３ｘ）を用いて計算できる。エマルジ
ョン層の比重は水と油の中間でρｅとすると、図のケー
スで、近似的にρ１ｘ＝ρｗ、ρ４ｘ＝ρoilの場合、 ｔ１＝ｈ×（ρｗ‐ρ２ｘ）／（ρｗ‐ρｅ）×α１ ｔ２＝ｈ×（ρｗ‐ρ３ｘ）／（ρoil‐ρｅ）×α１ ｔ＝ｔ１＋ｔ２ ここで、α１、α２はチューニングファクタである。
【００２６】図１に戻り、本発明の特徴部を更に説明す
る。ローカルユニット２５内で計算されたエマルジョン
層の広がり幅ｔの測定信号は、インターフェイスＩ／Ｆ
を介して分散型制御システム（以下ＤＣＳ）２９に与え
られる。３０は、油種情報を含むパラメータＰＭ、各種
センサの測定値ＰＶを入力する制御モデル演算部であ
り、広がり幅ｔを最適にするための各操作部の制御目標
値ＳＴをＤＣＳ２９に供給する。ＤＣＳ２９は、広がり
幅ｔの測定信号、各種センサの測定ＰＶ，値制御目標値
ＳＴを入力し、必要な制御演算を実行して各操作部を制
御する。
る。ローカルユニット２５内で計算されたエマルジョン
層の広がり幅ｔの測定信号は、インターフェイスＩ／Ｆ
を介して分散型制御システム（以下ＤＣＳ）２９に与え
られる。３０は、油種情報を含むパラメータＰＭ、各種
センサの測定値ＰＶを入力する制御モデル演算部であ
り、広がり幅ｔを最適にするための各操作部の制御目標
値ＳＴをＤＣＳ２９に供給する。ＤＣＳ２９は、広がり
幅ｔの測定信号、各種センサの測定ＰＶ，値制御目標値
ＳＴを入力し、必要な制御演算を実行して各操作部を制
御する。
【００２７】３１は原油Ｐｉの比重センサであり、ＳＰ
ＧＲはその比重測定値である。ＥはＤＣＳ２９からの設
定値ｓ１で運転されるポンプ９から供給されるエマルジ
ョンブレーカ量である。３２は熱交換器の入口側の原油
温度センサ、Ｔ１は温度測定値である。３３は熱交換器
の出口側の原油温度センサ、Ｔ２は温度測定値である。
ＧＲはその比重測定値である。ＥはＤＣＳ２９からの設
定値ｓ１で運転されるポンプ９から供給されるエマルジ
ョンブレーカ量である。３２は熱交換器の入口側の原油
温度センサ、Ｔ１は温度測定値である。３３は熱交換器
の出口側の原油温度センサ、Ｔ２は温度測定値である。
【００２８】ｗは、ＤＣＳ２９からの設定値ｓ２を受け
る攪拌水Ｗの調節手段１２の流量測定値である。３４
は、差圧センサであり、ｄｐは差圧調節弁１３の入口側
と出口側の差圧測定値である。３５は差圧調節弁１３の
開度を操作する調節計であり、ＤＣＳ２９からの設定値
ｓ３で開度が調節される。３６は排水パイプライン１６
に設けられたペーハーセンサであり、ｐＨはその測定値
である。
る攪拌水Ｗの調節手段１２の流量測定値である。３４
は、差圧センサであり、ｄｐは差圧調節弁１３の入口側
と出口側の差圧測定値である。３５は差圧調節弁１３の
開度を操作する調節計であり、ＤＣＳ２９からの設定値
ｓ３で開度が調節される。３６は排水パイプライン１６
に設けられたペーハーセンサであり、ｐＨはその測定値
である。
【００２９】エマルジョン層広がり幅ｔは、油種を含む
各プロセス量と相関があり、相関関係の一般式は、 ｔ＝ａ０＋ａ１×SPGR＋ａ２×Ｔ１＋ａ３×Ｔ２＋ａ４
×ｐＨ＋ａ５×Ｅ＋ａ６×ｗ＋ａ７×ｄｐ ここで、 ｔ：エマルジョン層広がり幅 SPGR：原油比重 Ｔ１：熱交換器入口温度 Ｔ２：熱交換器出口温度 ｐＨ：排水Ｗ´のペーハー値 Ｅ：エマルジョンブレーカ注入量 ｗ：撹拌水注入量 ｄｐ：差圧（差圧調節弁１３の前後圧力差） ａ０乃至ａ７：定数パラメータ で表される。
各プロセス量と相関があり、相関関係の一般式は、 ｔ＝ａ０＋ａ１×SPGR＋ａ２×Ｔ１＋ａ３×Ｔ２＋ａ４
×ｐＨ＋ａ５×Ｅ＋ａ６×ｗ＋ａ７×ｄｐ ここで、 ｔ：エマルジョン層広がり幅 SPGR：原油比重 Ｔ１：熱交換器入口温度 Ｔ２：熱交換器出口温度 ｐＨ：排水Ｗ´のペーハー値 Ｅ：エマルジョンブレーカ注入量 ｗ：撹拌水注入量 ｄｐ：差圧（差圧調節弁１３の前後圧力差） ａ０乃至ａ７：定数パラメータ で表される。
【００３０】制御モデル演算部３０では、このような相
関に基づいて、シミュレーション演算により最適な定数
パラメータを算出すると共に、エマルジョンブレーカ
量、撹拌注水量、差圧値の各操作部へ最適な操作量を供
給する。このような自動制御ループにより、従来手動で
運転されていた脱塩器を完全に自動運転化することが可
能となる。
関に基づいて、シミュレーション演算により最適な定数
パラメータを算出すると共に、エマルジョンブレーカ
量、撹拌注水量、差圧値の各操作部へ最適な操作量を供
給する。このような自動制御ループにより、従来手動で
運転されていた脱塩器を完全に自動運転化することが可
能となる。
【００３１】図４は、エマルジョン層広がり幅ｔを演算
する他の実施例を示す要部の構成図であり、各層のサン
プル溶液の比重ρを直接測定する点を特徴とする。３７
はサンプル溶液の排出パイプライン２７の途中に設けた
サンプルポンプ、３８は。同じく排出パイプライン２７
の途中に設けた比重センサである。図５はこのようなサ
ンプル測定で得られるエマルジョン層を含む脱塩器容器
４内の比重分布特性図である。
する他の実施例を示す要部の構成図であり、各層のサン
プル溶液の比重ρを直接測定する点を特徴とする。３７
はサンプル溶液の排出パイプライン２７の途中に設けた
サンプルポンプ、３８は。同じく排出パイプライン２７
の途中に設けた比重センサである。図５はこのようなサ
ンプル測定で得られるエマルジョン層を含む脱塩器容器
４内の比重分布特性図である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果が期待できる。 （１）エマルジョン層の広がり幅を、サンプル溶液の差
圧又は密度測定値に基づく計算により、従来のラボ分析
の手法に比較して各段に高精度で計測できる。 （２）エマルジョン層の広がり幅の測定はほぼリアルタ
イムに計測可能なため、制御に遅れを生ずる欠点が解消
される。 （３）エマルジョンブレーカ量、注水量、攪拌量操作
は、制御モデルによりＤＣＳにより自動制御が可能であ
り、複数のパラメータが複雑に影響する広がり幅ｔの制
御を、経験を積んだオペレータなしで最適調整できる。
本発明によれば次のような効果が期待できる。 （１）エマルジョン層の広がり幅を、サンプル溶液の差
圧又は密度測定値に基づく計算により、従来のラボ分析
の手法に比較して各段に高精度で計測できる。 （２）エマルジョン層の広がり幅の測定はほぼリアルタ
イムに計測可能なため、制御に遅れを生ずる欠点が解消
される。 （３）エマルジョンブレーカ量、注水量、攪拌量操作
は、制御モデルによりＤＣＳにより自動制御が可能であ
り、複数のパラメータが複雑に影響する広がり幅ｔの制
御を、経験を積んだオペレータなしで最適調整できる。
【００３３】このような脱塩器の最適制御システムの実
現により、プラントの腐蝕環境を大きく改善することが
可能となる。その結果、プラントの設備機器の寿命を延
長することができ、長期メンテナンスフリーの連続運転
環境が実現可能となる。これにより、大きな経済メリッ
ト並びに安全操業とが期待できる。
現により、プラントの腐蝕環境を大きく改善することが
可能となる。その結果、プラントの設備機器の寿命を延
長することができ、長期メンテナンスフリーの連続運転
環境が実現可能となる。これにより、大きな経済メリッ
ト並びに安全操業とが期待できる。
【００３４】さらにこのような脱塩器の最適制御システ
ムの実現により、プロセス後段の常圧蒸留装置における
防食剤の最適注入制御が可能となり、防食剤の削減に寄
与し、プラント操業の経済効果を発揮する。
ムの実現により、プロセス後段の常圧蒸留装置における
防食剤の最適注入制御が可能となり、防食剤の削減に寄
与し、プラント操業の経済効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る脱塩器制御システムの一実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】本発明によるサンプル溶液の差圧測定パターン
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図３】本発明によるサンプル溶液の差圧測定に基づく
エマルジョン層の広がり幅計算手順の説明図である。
エマルジョン層の広がり幅計算手順の説明図である。
【図４】本発明によるサンプル溶液の比重測定の要部構
成図である。
成図である。
【図５】本発明におけるサンプル溶液の比重測定パター
ンを示す特性図である。
ンを示す特性図である。
【図６】従来の脱塩器制御システムの一例を示す構成図
である。
である。
１ 原油タンク ２ 入力パイプライン ３ ポンプ ４ 脱塩器容器 ６，７ 熱交換器 ８ エマルジョンブレーカ貯蔵タンク １１ 注水パイプライン １２ 注水流量調節手段 １３ 差圧調節弁 １４ エマルジョン層 １５ 出力パイプライン １６ 排水パイプライン １７ 排水流量調節弁 １８ 境界液面計 ２０ 排水流量調節計 ２１ａ〜２１ｅ サンプリングパイプライン ２４ａ〜２４ｅ サンプリング弁 ２５ ローカルユニット ２８ 差圧センサ ２９ ＤＣＳ ３０ プロセスモデル演算部 ３１ 比重センサ ３２，３３ 温度センサ ３４ 差圧センサ ３５ 差圧調節計 ３６ ペーハーセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 17/05 ５０１ Ｂ０１Ｄ 17/05 ５０１Ｚ 17/12 17/12 Ｂ Ｃ Ｚ Ｇ０５Ｄ 9/00 Ｇ０５Ｄ 9/00 Ａ Ｆターム(参考） 4D056 AB07 AB13 AC22 BA01 CA13 CA33 CA34 5H309 AA02 CC09 DD04 DD12 EE05 FF01 GG04 HH05 HH12 HH25 JJ06 KK04
Claims (5)
- 【請求項１】エマルジョンブレーカ並びに水が攪拌注入
された原油を導入し、エマルジョン層を形成せしめ、該
エマルジョン層を挟んで油分と水分を容器上部領域及び
下部領域に分離し、前記水分の中に前記原油中の塩分を
溶解分離せしめ、容器頂部より脱塩された油分を排出
し、容器低部より分離された水部を排出する脱塩器にお
いて、 前記エマルジョン層を含めて容器頂部から底部に渡る内
部溶液と容器底部の水分との圧力差の分布に基づいて前
記エマルジョン層の広がりを計測することを特徴とする
脱塩器制御システム。 - 【請求項２】エマルジョンブレーカ並びに水が攪拌注入
された原油を導入し、エマルジョン層を形成せしめ、該
エマルジョン層を挟んで油分と水分を容器上部領域及び
下部領域に分離し、前記水分の中に前記原油中の塩分を
溶解分離せしめ、容器頂部より脱塩された油分を抽出
し、容器低部より分離された水部を排出する脱塩器にお
いて、 前記エマルジョン層を含めて容器頂部から底部に渡る内
部溶液の密度分布に基づいて前記エマルジョン層の広が
り幅を計測することを特徴とする脱塩器制御システム。 - 【請求項３】前記エマルジョン層を含めて容器頂部から
底部に渡る内部溶液を時系列周期的にサンプルする手段
と、サンプル溶液を単一の差圧センサ又は密度センサに
導き、周期的に前記エマルジョン層の広がり幅を計測す
ることを特徴とする請求項１又は２記載の脱塩器制御シ
ステム。 - 【請求項４】計測された前記エマルジョン層の広がり幅
情報並びに前記排出された水分のｐＨ値、原油比重値を
含むパラメータ群による制御モデル式に基づいてエマル
ジョンブレーカ量、注水量並びに注水攪拌度合を操作し
て前記エマルジョン層の広がり幅を最適値に制御するこ
とを特徴とする請求項１乃至３記載の脱塩器制御システ
ム。 - 【請求項５】前記制御モデル式におけるパラメータ群
は、油種及び運転条件によりチューニングされることを
特徴とする請求項４記載の脱塩器制御システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000254978A JP2002069460A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 脱塩器制御システム |
| US09/927,511 US20020033356A1 (en) | 2000-08-25 | 2001-08-13 | Desalter control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000254978A JP2002069460A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 脱塩器制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002069460A true JP2002069460A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18743841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000254978A Pending JP2002069460A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 脱塩器制御システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020033356A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002069460A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113494290A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种基于大数据的油层厚度测量系统 |
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| US20070125685A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | General Electric Company | Method for removing calcium from crude oil |
| US7927479B2 (en) * | 2006-12-20 | 2011-04-19 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Focused beam reflectance measurement to optimize desalter performance and reduce downstream fouling |
| WO2011097373A1 (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-11 | Conocophillips Company | Oil in water analyzer |
| US9296955B2 (en) | 2010-09-20 | 2016-03-29 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and apparatus for co-production of olefins and electric power |
| SG11201506765RA (en) | 2013-03-08 | 2015-09-29 | Exxonmobil Res & Eng Co | Method and separator for desalting petroleum crude oils having rag layer withdrawal |
| RU2525984C1 (ru) * | 2013-08-26 | 2014-08-20 | Андрей Владиславович Курочкин | Электрообессоливающая установка |
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| US20150068954A1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Uop, Llc | Alkaline solution contact process and apparatus relating thereto |
| WO2015054524A1 (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | Parastix, Llc | Systems, methods, and apparatuses for monitoring and/or controlling the density of a fluid |
| US20150152340A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-04 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Desalter emulsion separation by emulsion recycle |
| US10112848B2 (en) | 2014-08-25 | 2018-10-30 | Exxonmobil Upstream Research Company | Emulsion extraction and processing from an oil/water separator |
| CN104974775B (zh) * | 2015-05-22 | 2020-11-20 | 江苏湖大化工科技有限公司 | 一种煤焦油的脱盐净化方法 |
| WO2017023858A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | General Electric Company | System and method utilizing a mechanistic, physics-based dynamic desalter model |
| CN107922855A (zh) * | 2015-07-31 | 2018-04-17 | 通用电气公司 | 用于动态控制烃精制过程的预测分析的系统和方法 |
| RU2761458C2 (ru) * | 2016-09-22 | 2021-12-08 | Бипи Корпорейшен Норт Америка Инк. | Удаление загрязняющих веществ из сырой нефти |
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| GB2582918A (en) * | 2019-04-05 | 2020-10-14 | Equinor Energy As | Level profiler |
| WO2021045732A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | Multi-Chem Group, Llc. | Desalter chemical control system |
| US11209396B2 (en) | 2020-03-02 | 2021-12-28 | Saudi Arabian Oil Company | Smart dewatering |
-
2000
- 2000-08-25 JP JP2000254978A patent/JP2002069460A/ja active Pending
-
2001
- 2001-08-13 US US09/927,511 patent/US20020033356A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113494290A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种基于大数据的油层厚度测量系统 |
| CN113494290B (zh) * | 2021-08-02 | 2023-11-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种基于大数据的油层厚度测量系统 |
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|---|---|
| US20020033356A1 (en) | 2002-03-21 |
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