RU2096064C1 - Method of automatic regulation of oil rectification process in complex tower - Google Patents
Method of automatic regulation of oil rectification process in complex tower Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096064C1 RU2096064C1 RU93006597A RU93006597A RU2096064C1 RU 2096064 C1 RU2096064 C1 RU 2096064C1 RU 93006597 A RU93006597 A RU 93006597A RU 93006597 A RU93006597 A RU 93006597A RU 2096064 C1 RU2096064 C1 RU 2096064C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- column
- temperature
- zone
- furnace
- Prior art date
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам автоматического регулирования сложных ректификационных колонн и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности. The invention relates to methods for automatically controlling complex distillation columns and can be used in the oil refining, petrochemical and chemical industries.
Известен способ автоматического регулирования сложной ректификационной колонны путем регулирования расхода орошения по температуре верха простой колонны, входящей в состав сложной колонны, с корректировкой по плотности смежных боковых погонов и разности их плотностей (см. а. с. СССР N 1487921, кл. B 01 D 3/42, заявл. 8.10.87). Экономический эффект достигается за счет повышения четкости отбора и качества целевых продуктов и экономии энергозатрат. A known method for automatically controlling a complex distillation column by adjusting the irrigation flow according to the top temperature of a simple column, which is part of a complex column, is adjusted for the density of adjacent side shoulder straps and the difference in their densities (see A. S. USSR N 1487921, class B 01 D 3/42, claimed 8.10.87). The economic effect is achieved by improving the clarity of selection and quality of the target products and saving energy costs.
Недостатком является регулирование только верха колонны, что не обеспечивает увеличение отбора светлых нефтепродуктов. The disadvantage is the regulation of only the top of the column, which does not provide an increase in the selection of light petroleum products.
Известен способ управления процессом первичной переработки нефти в сложной ректификационной колонне с выводом боковых погонов нефтепродуктов, в котором по текущим значениям концентраций легких и тяжелых компонентов нефтепродуктов, используя динамическую модель процесса, определяют концентрации легкого компонента в отбираемом выше погоне нефтепродукта и концентрацию тяжелого компонента в отбираемом ниже нефтепродукте и в зависимости от их значений дополнительно корректируют расходы циркуляционных и острого орошений, расход перегретого пара в низ сложной колонны и величины отборов боковых нефтепродуктов (см. а. с. N 1526725, кл. B 01 D 3/42, заявл. 09.01.87). Способ позволяет уменьшить концентрации нежелательных примесей в боковых погонах нефтепродуктов, например, уменьшить вынос дизельного топлива в мазут и, следовательно, увеличить отбор светлых нефтепродуктов на 0,8%
Однако, данный способ может быть использован только при наличии анализаторов качества, которые имеют низкую надежность и значительное время запаздывания.There is a method of controlling the process of primary oil refining in a complex distillation column with the output of side products of oil products, in which the current values of the concentrations of light and heavy components of oil products, using a dynamic model of the process, determine the concentration of the light component in the selected overhead oil product and the concentration of the heavy component in the selected below oil product and, depending on their values, additionally adjust the costs of circulation and acute irrigation, the flow rate fresh steam to the bottom of a complex column and the magnitude of the withdrawals of side oil products (see A. p. N 1526725, class B 01 D 3/42, decl. 09.01.87). The method allows to reduce the concentration of undesirable impurities in the side shoulder straps of petroleum products, for example, to reduce the removal of diesel fuel into fuel oil and, therefore, increase the selection of light petroleum products by 0.8%
However, this method can only be used if there are quality analyzers that have low reliability and a significant delay time.
Наиболее близким техническим решением является способ автоматического регулирования в сложной атмосферной колонне процесса ректификации частично отбензиненной нефти с предварительным натровом ее в печи, подачей в колонну циркуляционного орошения для съема тепла и в низ колонны водяного пара, отбором бензина, боковых погонов и мазута из куба колонны, включающий регулирование температуры поступающей в колонну нефти изменением расхода топлива в печь и регулирование температуры в зоне орошения изменением его расхода (см. В.Г.Дианов. Автоматизация процессов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М. "Химия", 1968, с. 296 297, 299 300). Способ является достаточно простым и до настоящего времени находит применение в практике. Однако, при изменении состава исходной нефти или при нестабильной работе колонны отбензинивания данный способ не обеспечит при ректификации максимальный отбор светлых нефтепродуктов и четкость их отделения от фракций мазута. The closest technical solution is a method for automatically controlling in a complex atmospheric column the process of rectification of partially stripped oil with its preliminary soda in the furnace, feeding circulating irrigation to the column to remove heat and to the bottom of the water vapor column, taking gasoline, side straps and fuel oil from the column cube, including temperature control of oil entering the column by changing the fuel consumption in the furnace and temperature control in the irrigation zone by changing its flow rate (see V.G. Dianov. Auto matization of processes in the oil refining and petrochemical industries. M. "Chemistry", 1968, S. 296 297, 299 300). The method is quite simple and to date is used in practice. However, when changing the composition of the original oil or during unstable operation of the topping column, this method will not provide during rectification the maximum selection of light oil products and the clarity of their separation from fuel oil fractions.
Авторами предложен способ автоматического регулирования процесса ректификации нефти в сложной колонне с предварительным нагревом ее в печи, подачей в колонну циркуляционного орошения и водяного пара в низ колонны, отбором бензина, боковых погонов и мазута из куба колонны, который включает регулирование температуры нефти, поступающей в зону питания, и регулирование температуры в зоне бокового погона изменением расхода циркуляционного орошения, которое осуществляют предварительно охлажденным мазутом, подаваемым в колонну над зоной питания ниже нижнего бокового погона, а между зоной питания и кубом регулируют перепад температур изменением расхода водяного пара в зависимости от изменения перепада давления в зоне питания и кубе и перепада давления на прямом вертикальном участке трубопровода подачи нефти из печи в колонну. The authors proposed a method for automatically regulating the process of oil distillation in a complex column with its preliminary heating in a furnace, feeding circulating irrigation and water vapor to the bottom of the column, taking gasoline, side straps and fuel oil from the bottom of the column, which includes regulating the temperature of the oil entering the zone power supply, and temperature regulation in the side stream zone by changing the circulation irrigation flow rate, which is carried out by pre-cooled fuel oil supplied to the column above the pi zone anija below a lower side stream and the area between power and temperature drop cube regulate steam flow change depending on change in the differential pressure feeding area and a cube and the differential pressure on the straight vertical pipe supplying oil from the furnace into the column.
Новым в способе является то, что циркуляционное орошение осуществляют предварительно охлажденным мазутом, который подают в колонну над зоной питания ниже нижнего бокового погона. Расход мазута на орошение регулируют в зависимости от температуры в зоне бокового погона для поддержания необходимого перепада температур между зоной питания и нижним боковым погоном. Расход мазута, возвращаемого на орошение с температурой не выше 100oC (≈ 90oC), составляет 1 2% от общей производительности колонны. Т.к. мазут практически не испаряется, то не возрастает нагрузка в колонне по парам, обеспечивается качество нижнего бокового погона за счет уменьшения в нем содержания нежелательного компонента мазута.New in the method is that the circulation irrigation is carried out by pre-chilled fuel oil, which is fed into the column above the feed zone below the lower side stream. Fuel oil consumption for irrigation is regulated depending on the temperature in the side stream zone to maintain the necessary temperature difference between the power zone and the lower side stream. The consumption of fuel oil returned for irrigation with a temperature not exceeding 100 o C (≈ 90 o C) is 1 2% of the total capacity of the column. Because the fuel oil practically does not evaporate, the load in the column does not increase in pairs, the quality of the lower side stream is ensured by reducing the content of the undesirable component of the fuel oil in it.
Другим новым признаком является регулирование перепада температур между зоной питания и кубом колонны, изменением расхода водяного пара в зависимости от изменения перепада давления в зоне питания и кубе и перепада давления на прямом вертикальном участке трубопровода подачи нефти из печи в колонну. Этот прием позволяет при изменении состава исходного сырья регулировать температурный режим низа колонны таким образом, чтобы расход водяного пара был оптимальным позволяя отпарить максимально возможное количество светлых нефтепродуктов, находящихся в поступающей в колонну нефти и обеспечить четкость разделения за счет максимального удаления светлых нефтепродуктов из мазута. Another new feature is the regulation of the temperature difference between the feed zone and the bottom of the column, the change in the flow of water vapor depending on the change in the pressure drop in the feed zone and the bottom, and the pressure drop in the straight vertical section of the oil supply pipeline from the furnace to the column. This technique allows, when changing the composition of the feedstock, to regulate the temperature regime of the bottom of the column so that the water vapor flow rate is optimal, allowing the maximum possible amount of light oil products in the oil entering the column to be steamed and to ensure clarity of separation due to the maximum removal of light oil products from fuel oil.
На чертеже представлена принципиальная схема осуществления способа автоматического регулирования процесса ректификации нефти в сложной колонне. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of a method for automatically controlling the process of rectification of oil in a complex column.
Нефть, пройдя колонну отбензинивания (на схеме не указана), поступает в печь 1 для подогрева и частичного испарения. На выходе из печи 1 на прямом вертикальном участке трубопровода установлен датчик перепада давления 2, который измеряет плотность потока, что фактически отражает соотношение газовой и жидкой фаз в нагретой нефти. Сигнал от датчика 2 поступает на регулятор 3, выход которого соединен с контуром регулирования расхода топлива в печь, содержащим расходомер 4, регулятор 5, исполнительный механизм 6. Данной каскадной схемой 2, 3, 4, 5, 6 поддерживают оптимальное соотношение газовой и жидкой фаз на выходе из печи. Нагретая и частично испарившаяся нефть поступает в зону питания сложной ректификационной колонны 7. Колонна работает с использованием водяного пара без подогрева куба колонны. Для поддержания необходимого перепада температур между зоной питания и нижним боковым отбором продукта подают для орошения в колонну ниже нижнего бокового погона мазут с низа колонны, охлажденный в холодильнике 8. Датчиками температуры 9, 10 измеряют температуру в зоне питания и кубе колонны. Эти две температуры алгебраически суммируются в сумматоре 11 и этот параметр в качестве переменной подают на регулятор перепада температур 12. Датчиком давления 13 измеряют давления в зоне питания, датчиком 14 в кубе колонны. Оба эти параметра суммируют в сумматоре 15 и подают в качестве задания на регулятор 12. Выход с регулятора 12 соединен с заданием регулятора 16, который регулирует подачу пара в колонну исполнительным механизмом 17, Переменной для регулятора 16 служит сигнал от расходомера пара 18. Oil, passing the topping column (not shown in the diagram), enters the furnace 1 for heating and partial evaporation. At the outlet of the furnace 1, a differential pressure sensor 2 is installed on a straight vertical section of the pipeline, which measures the density of the flow, which actually reflects the ratio of the gas and liquid phases in the heated oil. The signal from the sensor 2 is fed to the regulator 3, the output of which is connected to the fuel flow control circuit in the furnace, containing a flowmeter 4, regulator 5, actuator 6. This cascade circuit 2, 3, 4, 5, 6 maintain the optimal ratio of gas and liquid phases at the exit of the furnace. Heated and partially evaporated oil enters the feed zone of a complex distillation column 7. The column operates using water vapor without heating the cube of the column. To maintain the required temperature difference between the feed zone and the lower side product sampling, fuel oil from the bottom of the column cooled in the refrigerator is fed to the column below the lower side overhead for irrigation. Temperature sensors 9, 10 measure the temperature in the feed zone and the cube of the column. These two temperatures are algebraically summed in the adder 11 and this parameter is supplied as a variable to the temperature differential controller 12. The pressure sensor 13 measures the pressure in the supply zone, and the sensor 14 in the column cube. Both of these parameters are summed in the adder 15 and fed as a reference to the regulator 12. The output from the regulator 12 is connected to the task of the regulator 16, which regulates the steam supply to the column by the actuator 17.The signal from the steam meter 18 serves as a variable for the regulator 16.
В зоне нижнего бокового погона измеряют температуру датчиком 19 и давление датчиком 20. Сигнал от датчика температуры 19 в качестве переменной, а от датчика давления 20 в качестве задания поступают на регулятор 21, выход которого соединен с камерой задания регулятора 22, управляющего исполнительным механизмом 23, расположенным на линии подачи циркуляционного орошения мазутом, расход которого измеряют расходомером 24. In the area of the lower side stream, the temperature is measured by the sensor 19 and the pressure by the sensor 20. The signal from the temperature sensor 19 as a variable, and from the pressure sensor 20 as a reference go to the controller 21, the output of which is connected to the camera of the controller 22, which controls the actuator 23, fuel oil located on the feed line of the circulating irrigation, the flow rate of which is measured by a flow meter 24.
Выход датчика перепада давления 2 и выходы датчиков давления 13 в зоне питания и 14 в кубе колонны соединены с сумматором 15, который формирует задание для регулятора перепада температур 12. The output of the differential pressure sensor 2 and the outputs of the pressure sensors 13 in the supply zone and 14 in the column cube are connected to the adder 15, which forms the task for the temperature differential controller 12.
Регулирование процессом ректификации осуществляют следующим образом. Нефть после колонны отбензинивания содержит, например, 50% светлых нефтепродуктов (газовая фаза) и 50% темных нефтепродуктов (жидкая фаза). На выходе из печи 1 каскадная схема регулирования 2, 3, 4, 5, 6 поддерживает постоянный оптимальный фазовый состав 40% газовой фазы, т.е. в колонне при ректификации возможно отогнать еще до 10% светлых нефтепродуктов. Regulation of the rectification process is as follows. The oil after the topping column contains, for example, 50% of light petroleum products (gas phase) and 50% of dark petroleum products (liquid phase). At the outlet of furnace 1, the cascade control circuit 2, 3, 4, 5, 6 maintains a constant optimal phase composition of 40% of the gas phase, i.e. in a rectification column, it is possible to distill up to 10% of light petroleum products.
При изменении состава нефти, поступающей в печь, например, при уменьшении содержания светлых до 48% изменится фазовый состав нефти в трубопроводе после печи до содержания газовой фазы менее 40% При этом изменится сигнал датчика перепада давления 2, который через контур регулирования расхода топлива в печь 2, 3, 4, 5, 6 даст сигнал исполнительному механизму 5, увеличивая его открытие, чтобы увеличить расход топлива, повысить температуру в печи и восстановить прежний заданный состав газовой фазы. Но при этом повысится температура нефти, поступающей в зону питания и перепад температур между зоной питания и кубом увеличится. Сигналы с датчиков температур 9 и 10 поступят через сумматор 11 на регулятор 12. Произойдет рассогласование текущего значения перепада температур и заданного на регуляторе 12, который даст команду на исполнительный механизм 17 через регулятор 16 изменить (уменьшить) расход пара, т.к. необходимо отпарить в данном случае только 8% светлых нефтепродуктов. If the composition of the oil entering the furnace changes, for example, when the light content decreases to 48%, the phase composition of the oil in the pipeline after the furnace changes to a gas phase content of less than 40%. At the same time, the signal of the differential pressure sensor 2 changes through the fuel consumption control circuit to the furnace 2, 3, 4, 5, 6 will give a signal to the actuator 5, increasing its opening to increase fuel consumption, increase the temperature in the furnace and restore the previous predetermined composition of the gas phase. But at the same time, the temperature of the oil entering the feed zone will increase and the temperature difference between the feed zone and the cube will increase. The signals from the temperature sensors 9 and 10 will go through the adder 11 to the controller 12. There will be a mismatch of the current value of the temperature difference and the one set on the controller 12, which will give the command to the actuator 17 to change (decrease) the steam flow through the controller 16, because in this case only 8% of light oil products must be steamed.
При изменении (увеличении) температуры поступающей в зону питания нефти изменится также тепловой поток между зоной питания и зоной нижнего бокового погона. Температура в зоне нижнего бокового погона увеличится и сигнал от датчика температуры 19 поступит на регулятор 21 в качестве переменной и через регулятор 22 на исполнительный механизм 23 подачи охлажденного мазута для увеличения расхода орошения. Изменение положения исполнительного механизма 23 будет продолжаться до наступления равновесия в регуляторе 21, т.е. до достижения заданной давлением температуры на тарелке нижнего бокового погона. With a change (increase) in the temperature of the oil entering the feed zone, the heat flow between the feed zone and the zone of the lower side stream will also change. The temperature in the zone of the lower side stream will increase and the signal from the temperature sensor 19 will go to the controller 21 as a variable and through the controller 22 to the actuator 23 for supplying the cooled fuel oil to increase the irrigation flow. The change in the position of the actuator 23 will continue until equilibrium in the controller 21, i.e. until the specified pressure reaches the temperature on the lower side plate.
При увеличении содержания светлых нефтепродуктов в отбензиненной нефти до 52% для поддержания заданного фазового состава нефти после печи (40% газовой фазы) контур регулирования 2, 3, 4, 5, 6 должен выдать сигнал исполнительному механизму 5, уменьшая его открытие, чтобы снизить расход топлива, температуру в печи и, следовательно, температуру в зоне питания. При этом уменьшится перепад температур между зоной питания и кубом, и регулятор 12 даст команду исполнительному механизму 17 на увеличение расхода пара, которое необходимо для обеспечения максимально возможной глубины отпарки светлых нефтепродуктов, которых поступило в колонну 12%
Кроме того, при снижении температуры в зоне питания уменьшится температура в зоне нижнего бокового погона, и регулятор 21 выдаст команду исполнительному механизму 23 на уменьшение расхода мазута на орошение.With an increase in the content of light oil products in stripped oil up to 52% to maintain a given phase composition of oil after the furnace (40% of the gas phase), control circuit 2, 3, 4, 5, 6 should give a signal to actuator 5, reducing its opening to reduce consumption fuel, the temperature in the furnace and, therefore, the temperature in the feed zone. In this case, the temperature difference between the supply zone and the cube will decrease, and the regulator 12 will instruct the actuator 17 to increase the steam flow rate, which is necessary to ensure the maximum possible depth of stripping of light petroleum products, which entered the column 12%
In addition, when the temperature in the supply zone decreases, the temperature in the lower sidestream zone decreases, and the controller 21 issues a command to the actuator 23 to reduce the fuel oil consumption for irrigation.
Предлагаемый способ регулирования расхода пара и мазута на орошение в зависимости от изменения состава исходной нефти позволяет за счет четкости разделения уменьшить содержание светлых нефтепродуктов в кубовом остатке до 1 2% The proposed method for regulating the flow of steam and fuel oil for irrigation, depending on changes in the composition of the original oil, allows due to the clarity of separation to reduce the content of light oil products in the bottom residue to 1 2%
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93006597A RU2096064C1 (en) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Method of automatic regulation of oil rectification process in complex tower |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93006597A RU2096064C1 (en) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Method of automatic regulation of oil rectification process in complex tower |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93006597A RU93006597A (en) | 1995-04-30 |
| RU2096064C1 true RU2096064C1 (en) | 1997-11-20 |
Family
ID=20136744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93006597A RU2096064C1 (en) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Method of automatic regulation of oil rectification process in complex tower |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2096064C1 (en) |
-
1993
- 1993-02-03 RU RU93006597A patent/RU2096064C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1526725, кл. B 01 D 3/42, 1989. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2900312A (en) | Fractionation | |
| RU2096064C1 (en) | Method of automatic regulation of oil rectification process in complex tower | |
| SU950182A3 (en) | Method for controlling process for separating mixtures | |
| SU1364353A1 (en) | Method of controlling the process of primary refining of oil | |
| SU997713A1 (en) | Method of automatic control of rectification plant | |
| RU1816226C (en) | Method of automatically controlling complex fractionating column | |
| SU625580A3 (en) | Method of continuous quality control of gas oil | |
| SU1740026A1 (en) | Method for automatic control of rectification columns with two raw material streams | |
| SU1740027A1 (en) | Method of automatic control of primary oil fractionation in multistage rectification tower | |
| SU725684A1 (en) | Apparatus for automatic control of fractionating process | |
| SU1487920A1 (en) | Arrangement for automatic controlling of stripping tower for separating gas mixtures with low target component content | |
| SU1680250A1 (en) | Method for automatically controlling water delivery to rectifying column | |
| SU1003868A1 (en) | Method of automatic control of multisection rectification column | |
| SU1411000A1 (en) | Apparatus for automatic control of compound rectifying tower having dead trays | |
| SU1201222A1 (en) | Method of automatic control for process of inspissating extraction phosphoric acid | |
| SU1430053A1 (en) | Method of automatic regulation of heat conditions of fractionating tower | |
| SU1643033A1 (en) | Method of automatic control of fractionation process in compound distillation column | |
| SU1039517A1 (en) | Apparatus for automatic control of rectification column | |
| SU1263277A1 (en) | Apparatus for automatic control of heat condition of fractionating tower | |
| RU2238780C2 (en) | Device for automatic control over the operational mode of rectifying columns | |
| RU2081664C1 (en) | Method of automatic regulation of thermal conditions of rectification column | |
| SU1168267A1 (en) | Method of automatic controlling the multisection installation for extractive rectification | |
| SU1219524A1 (en) | Device for automatic control of nitric acid concentration process | |
| SU1256762A1 (en) | Method of automatic control of heat conditions of condensating and steaming part of methane column | |
| SU428757A1 (en) | METHOD FOR AUTOMATIC REGULATION OF RECTIFICATION COLUMN |