RU2021325C1

RU2021325C1 - Method for controlling viscosity breaking process

Info

Publication number: RU2021325C1
Application number: RU93032362A
Authority: RU
Inventors: Михаил Борисович Басин; Брониславос Юозович Вайнора; Альбертас Альбертович Гимбутас; Сергей Омариевич Тугуши; Михаил Васильевич Барильчук; Борис Викторович Беднов; Сергей Александрович Сивцов; Валерий Владимирович Храпов; Сергей Константинович Голубев; Алексей Валентинович Братков; Анатолий Кириллович Имаров
Original assignee: Михаил Борисович Басин; Мажейкское государственное нефтеперерабатывающее предприятие "Нафта"
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: petroleum refining industry. SUBSTANCE: essence of this method resides in stabilization of temperature differential throughout viscosity breaking reactor by regulating outlet temperature of gas stock mixture discharged from viscosity breaking furnace and correcting it for viscosity breaking reactor temperature differential. EFFECT: more advanced technique. 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам управления процессом висбрекинга с целью снижения вязкости остаточных нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. The invention relates to methods for controlling the process of visbreaking in order to reduce the viscosity of residual oil products and can be used in the oil refining industry.

Известен способ управления процессом висбрекинга, согласно которому в лабораторных условиях определяются показатели, позволяющие рассчитать стабильность остатка висбрекинга. На основании выполненных расчетов выполняется корректировка режима висбрекинга [1]. A known method of controlling the process of visbreaking, according to which in the laboratory conditions are determined indicators that can calculate the stability of the remainder of visbreaking. Based on the calculations performed, the adjustment of the visbreaking mode is performed [1].

Недостатком известного способа является значительное время, требуемое для выполнения анализов, и невозможность оперативного управления процессом. The disadvantage of this method is the significant time required to perform analyzes, and the inability to quickly control the process.

Известен способ управления процессом висбрекинга, согласно которому в пилотных условиях определяется предельно-допустимая конверсия сырья, которая оценивается по выходу сумы газ+бензин или газ+бензин+диз.топливо. Далее в процессе эксплуатации промышленной установки осуществляется постоянный контроль за выходом продуктов и, в случае необходимости, осуществляется корректировка температуры процесса (при заданном давлении) [2]. A known method of controlling the process of visbreaking, according to which in pilot conditions the maximum permissible conversion of raw materials is determined, which is estimated by the output of the sum gas + gasoline or gas + gasoline + diesel fuel. Further, in the process of operation of an industrial installation, constant monitoring of the output of products is carried out and, if necessary, the process temperature is adjusted (at a given pressure) [2].

Однако в известном способе имеет место сложность расчета материального баланса процесса в промышленных условиях, особенно в случае комбинирования на одной площадке нескольких процессов, возможность закоксовывания нагревательно-реакционного оборудования при поступлении на установку легкокрекируемого сырья, а также неполное использование возможностей процесса при подаче на установку более термостабильного сырья. However, in the known method, there is a difficulty in calculating the material balance of the process under industrial conditions, especially in the case of combining several processes on one site, the possibility of coking of heating and reaction equipment upon receipt of easily cracked raw materials at the installation, as well as the incomplete use of the process capabilities when applying to the installation of a more thermostable raw materials.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса и защита нагревательно-реакционного оборудования от закоксовывания при колебаниях качества сырья, поступающего на установку, что достигается за счет того, что в способе управления процессом висбрекинга, при котором измеряют расход топлива и окислителя, подаваемых в печь подогрева газосырьевой смеси, регулируют соотношения их расходов, измеряют температуру газосырьевой смеси на выходе из печи перед подачей ее в реактор висбрекинга, дополнительно измеряют температуру газопродуктовой смеси на выходе из реактора висбрекинга, вычисляют перепад температур по входу и выходу из реактора, сравнивают его с заданным и изменяют расходы топлива и окислителя обратно пропорционально величине и знаку рассогласования, т.е. имеет место стабилизация перепада температур по реактору висбрекинга. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the process and protect the heating and reaction equipment from coking during fluctuations in the quality of the raw materials supplied to the installation, which is achieved due to the fact that in the method of controlling the visbreaking process, in which the flow rate of the fuel and oxidizer supplied to the gas-oil heating furnace is measured mixtures, regulate the ratio of their costs, measure the temperature of the gas-raw material mixture at the outlet of the furnace before feeding it to the visbreaking reactor, additionally measure Temperature gas-product mixture leaving the reactor visbreaking, calculating the temperature difference at input and output from the reactor, it is compared with a predetermined change and costs of fuel and oxidant is inversely proportional to the magnitude and sign of the error, i.e., stabilization of the temperature differential across the visbreaking reactor takes place.

На фиг. 1 представлена схема автоматического управления, реализующая настоящий способ; на фиг.2 - график зависимости стабильности получаемого остатка висбрекинга от перепада температур по реактору; на фиг.3 - график зависимости вязкости остатка висбрекинга от перепада температур по реактору висбрекинга; на фиг.4 - график эффективности процесса висбрекинга в зависимости от перепада температур по реактору. In FIG. 1 shows an automatic control circuit implementing the present method; figure 2 is a graph of the stability of the obtained visbreaking residue from the temperature difference in the reactor; figure 3 is a graph of the viscosity of the visbreaking residue from the temperature difference in the visbreaking reactor; figure 4 is a graph of the effectiveness of the process of visbreaking depending on the temperature difference in the reactor.

Схема управления включает измеритель 1 температуры сырья, поступающего из печи 2 в реактор 3 с нормирующим преобразователем 4, измеритель 5 температуры газопродуктовой смеси на выходе из реактора 3 с нормирующим преобразователем 6, измерители 7 и 8 расхода воздуха и топлива (диафрагмы камерные с преобразователями типа САПФИР), регулирующий микропроцессорный контроллер 9, например РЕМИКОНТ, на который поступают сигналы с измерителей температуры и измерителей расхода, электропневматические преобразователи 10 и 11 (типа ЭПП-8), преобразующие выходные сигналы РЕМИКОНТА в унифицированные пневматические сигналы, поступающие на пневматические исполнительные механизмы 12 и 13 (например нормально открытые). Для реализации алгоритма управления заявляемого способа конфигурация управляющего контура РЕМИКОНТА содержит следующие алгоритмы (блоки): блок суммирование (СУМ) 14, на который поступают сигналы с нормирующих преобразователей 4 и 6; блок-корень квадратный (КОР) 15 и 16 для линеаризации квадратичной расходной характеристики измерителей 7 и 8 расходов соответственно; блок-регулятор аналоговый стандартный (РАС) 17 и 18, алгоритм формирует сигнал рассогласования и осуществляет пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) преобразование этого сигнала. The control circuit includes a temperature meter 1 of the raw material coming from furnace 2 to reactor 3 with a normalizing converter 4, a gas product temperature meter 5 at the outlet of reactor 3 with a normalizing converter 6, air and fuel flow meters 7 and 8 (chamber diaphragms with SAPPHIRE converters ), which controls the microprocessor controller 9, for example, REMICONT, which receives signals from temperature meters and flow meters, electro-pneumatic converters 10 and 11 (type EPP-8), which convert the output These REMICONT signals into unified pneumatic signals supplied to pneumatic actuators 12 and 13 (for example, normally open). To implement the control algorithm of the proposed method, the configuration of the REMICONT control loop contains the following algorithms (blocks): summation block (SUM) 14, to which signals from normalizing converters 4 and 6 are received; square block root (KOR) 15 and 16 for linearizing the quadratic flow characteristic of flow meters 7 and 8, respectively; the analog standard block regulator (RAS) 17 and 18, the algorithm generates a mismatch signal and performs proportional-integral-differential (PID) conversion of this signal.

На вход блока 17 поступает сигнал с блока суммирования 14, выходной сигнал блока 17 поступает на преобразователь 10, выход которого соединен с исполнительным механизмом 12; на вход блока 18 поступает сигнал с алгоритма 16, а выход его поступает на преобразователь 11, связанный с исполнительным механизмом 13; сигнал задания в блоке 17 формируется внутренним задатчиком алгоритма, на блок 18 в качестве задания поступает выходной сигнал блока 15. At the input of block 17, a signal is received from summing block 14, the output signal of block 17 is supplied to converter 10, the output of which is connected to actuator 12; the input of block 18 receives a signal from algorithm 16, and its output goes to a converter 11 connected to the actuator 13; the reference signal in block 17 is generated by the internal master of the algorithm, block 18 receives the output signal of block 15 as a reference.

Способ управления реализуется следующим образом. The control method is implemented as follows.

Сигналы, пропорциональные текущим значениям температуры 11 газосырьевой смеси на входе и температуры Т2 газопродуктовой смеси на выходе из реактора 3, с измерителя температуры 5 через нормирующие преобразователи 4 и 6 соответственно поступают в микропроцессорный контроллер 9 на блок суммирования 14. Блок суммирования 14 формирует сигнал, пропорциональный разности температур, например: dT = Т1-Т2, который поступает в качестве переменной на блок 17. Задание регулятору устанавливается на уровне, соответствующем значению, например dT = =12 C. При отклонении текущего значения регулируемого параметра dT от заданного блок 17 непрерывно формирует по ПИД-закону управляющий сигнал, причем знаки изменения сигнала по переменной и выходного сигнала регулятора совпадают. Например, при dT_тек> dT_зад расход воздуха, поступающего в печь 2 на горение будет уменьшаться. А так как контур стабилизации расхода топлива 8-16-17-11-13 связан с расходом воздуха, то на соответствующую величину уменьшается и расход топлива, т.е. расход воздуха на горение является ведущим параметром, а расход топлива ведомым. Эффективность процесса висбрекинга определяется не только степенью снижения вязкости остаточных нефтепродуктов, но и продолжительностью непрерывной эксплуатации установки до закоксовывания. Выполненные в промышленных условиях эксперименты показали, что с увеличением перепада температур по реактору уменьшается стабильность получаемого остатка висбрекинга (фиг.2), вязкость остатка висбрекинга (фиг.3) и продолжительность непрерывной эксплуатации установки до закоксовывания (как следствие уменьшения стабильности остатка висбрекинга);
На фиг.4 приведен график зависимости эффективности процесса висбрекинга от перепада температур по реактору, построенный на основании анализа графиков на фиг.2 и 3, который имеет экстремум при значения dT = 11-14 С.Signals proportional to the current temperature values 11 of the gas-feed mixture at the inlet and temperature T2 of the gas-product mixture at the outlet of the reactor 3 from the temperature meter 5 through normalizing converters 4 and 6, respectively, enter the microprocessor controller 9 to the summing unit 14. The summing unit 14 generates a signal proportional temperature differences, for example: dT = T1-T2, which enters the block 17 as a variable. The reference to the controller is set at the level corresponding to the value, for example dT = = 12 C. SRI current value of the controlled parameter dT of predetermined block 17 continuously generates by PID control law signal with the signs of the changes in the variable and the signal output control signal coincide. For example, with dT _tech > dT, the _back flow rate of air entering combustion furnace 2 will decrease. And since the fuel consumption stabilization circuit 8-16-17-11-13 is connected with the air consumption, the fuel consumption also decreases by an appropriate amount, i.e. Combustion air consumption is the leading parameter, while the fuel consumption is driven. The effectiveness of the visbreaking process is determined not only by the degree of decrease in the viscosity of residual oil products, but also by the duration of the continuous operation of the unit until coking. Experiments performed under industrial conditions showed that with an increase in the temperature drop across the reactor, the stability of the obtained visbreaking residue decreases (Fig. 2), the viscosity of the visbreaking residue (Fig. 3), and the duration of continuous operation of the installation until coking (as a result of a decrease in the stability of the visbreaking residue);
Figure 4 shows a graph of the dependence of the effectiveness of the visbreaking process on the temperature difference in the reactor, built on the basis of the analysis of the graphs in figures 2 and 3, which has an extremum at dT = 11-14 C.

Таким образом, можно сделать вывод, что стабилизация перепада температур по реактору на оптимальной для данного сырья величине позволяет поддерживать оптимальное соотношение между вязкостью остатка висбрекинга и продолжительностью непрерывной эксплуатации установки. Кроме того, настоящий способ позволяет защитить установку от закоксовывания при внезапной разгерметизации сырьевых теплообменников и попадании остатка висбрекинга на повторное крекирование. В этом случае резко должна возрасти конверсия сырья и перепад температур по реактору, однако в данном способе это будет невозможно, т.к. схема управления уменьшит температуру нагрева сырья, поддерживая заданный перепад температур, и исключит коксование установки. Thus, it can be concluded that stabilization of the temperature differential across the reactor at an optimum value for a given raw material allows maintaining the optimal ratio between the viscosity of the visbreaking residue and the duration of continuous operation of the installation. In addition, the present method allows to protect the installation from coking during sudden depressurization of raw heat exchangers and the visbreaking residue falling into re-cracking. In this case, the conversion of raw materials and the temperature difference across the reactor should increase sharply, however, this will not be possible in this method, since the control circuit will reduce the heating temperature of the raw materials, maintaining a given temperature difference, and eliminate coking of the installation.

Изобретение может быть использовано в промышленных установках переработки мазута типа КТ-1/1, а также на любых установках висбрекинга, использующих выносные реакторы. The invention can be used in industrial installations for the processing of fuel oil type KT-1/1, as well as in any visbreaking units using external reactors.

Claims

WISBRACKING PROCESS CONTROL METHOD, in which the consumption of fuel and oxidizing agent supplied to the gas-oil mixture heating furnace is measured, their flow rates are regulated, the temperature of the gas-oil mixture at the furnace outlet is measured before it is fed to the visbreaking reactor, characterized in that the temperature of the gas product mixture is additionally measured at the exit from the visbreaking reactor, calculate the temperature difference at the inlet and outlet of the reactor, compare it with the set and change the fuel and oxidizer consumption inversely to guise and sign mismatch.