RU2706070C1 - Способ оптимизации отбора светлых топливных дистиллятов в процессе первичной перегонки нефти - Google Patents

Abstract

Изобретение касается способа оптимизации отбора светлых топливных дистиллятов в процессе первичной перегонки нефти, в котором проводят лабораторный анализ проб подлежащей переработке нефти, пробы разгоняют на узкие фракции, подвергают их компаундированию и определяют в % масс. на нефть выходы топливных дистиллятов с заданными показателями качества, а также выходы фракций с температурными пределами, полученными в результате проведенного компаундирования. При использовании математического обеспечения с учетом заданного ассортимента светлых топливных дистиллятов и их количества в % масс на нефть находят потенциал суммы светлых топливных дистиллятов для данной нефти, сравнивают его с текущим значением суммарного отбора светлых топливных дистиллятов, получаемых при тех же условиях на реальной установке, и определяют коэффициент эффективности работы данной установки. В процессе лабораторного анализа дополнительно путем компаундирования определяют выходы дистиллята авиакеросина с минимально возможными температурными пределами выкипания и соответствующий выход дистиллята дизельного топлива летнего. Технический результат - повышение суммарного потенциала выхода светлых топливных дистиллятов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно - к области первичной переработки нефти и более точно касается способа оптимизации отбора светлых топливных дистиллятов в процессе первичной перегонки нефти (ППН).

В настоящее время в мире существует высокий спрос на нефтепродукты, в связи с чем перед нефтеперерабатывающей промышленностью стоит задача повышения эффективности, как переработки нефти, так и ее использования.

Известен способ автоматического управления процессом первичной переработки нефти (см. патент РФ 2148069, опубл. 27.04.2000), в котором предложено путем байпасирования части каждого из отбираемых на установке ППН светлых нефтепродуктов и нагрева их до перехода в газовую фазу определять физико-химические характеристики этой части потока и по ним с использованием математического обеспечения определять потенциальное содержание светлых фракций в исходной нефти. В зависимости от полученных значений с целью повышения эффективности процесса переработки корректируют расходы продуктов, отбираемых в ректификационных колоннах данной перегонной установки.

Известен также способ оперативного определения фактических отборов продуктовых фракций от их потенциала в нефти и устройство для его осуществления (см. патент РФ 2407774, опубл. 20.09.2009), состоящий в том, что при использовании анализатора качества и датчиков расхода перерабатываемой нефти и продуктовых фракций после ее разделения, а также средства математической обработки данных, получают расчетное значение потенциального массового содержания светлых фракций в перерабатываемой нефти и в зависимости от его величины оценивают эффективность фактического отбора продуктовых фракций.

И первый и второй упомянутые способы основаны на использовании математической модели, привязанной к конкретной установке первичной перегонки нефти, и предлагают в качестве результата увеличение выхода светлых дистиллятов именно на данной установке.

Оба способа основаны на не достаточно точном определении потенциала светлых дистиллятов, поскольку, в частности в первом способе используются данные, полученные при анализе материальных потоков светлых дистиллятов, выводимых с установки ППН, которые получаются в условиях существенного наложения фракций и не могут характеризовать реальный потенциальный выход топливных дистиллятов.

Второй способ основан на косвенном определении потенциальных выходов топливных дистиллятов, поскольку использует данные, характеризующие плотность нефти, и математический аппарат, представляющий собой уравнение регрессии на основе обобщения большого объема статистических данных.

Ни первый, ни второй известные способы не решают задачи оптимизации заданного отбора по всем установкам ППН, исходя из распределения общего планового задания по процессу ППН на заводе в целом.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является способ, раскрытый в публикации А.А. Калинина, Е.Д. Радченко и Э.Ф. Каминского «Определение потенциала суммы светлых нефтепродуктов в зависимости от их ассортимента», ж. ХТТМ, 1981, №5, который состоит в том, что проводят лабораторный анализ пробы подлежащей переработке нефти путем разгонки этой пробы на узкие фракции и последующего их компаундирования для получения образцов продуктовых смесей с заданными свойствами, определяют показатели качества нефти, а также потенциальный выход в % масс. на нефть каждого из светлых дистиллятов с максимально возможными температурными пределами и, с учетом полученных данных, а также заданных ассортимента получения светлых дистиллятов и их количества, при использовании математического обеспечения, Определяют расчетное значение потенциала суммы светлых дистиллятов для данной нефти. Найденное расчетное значение суммарного потенциала сравнивают с текущим значением потенциала суммы светлых дистиллятов, отбираемых при тех же условиях на реальной установке и определяют коэффициент эффективности работы установки, с учетом которого перераспределяют продуктовые потоки с обеспечением оптимизации суммарного отбора нефтепродуктов.

Данный способ позволяет более точно определить расчетное значение суммарного потенциала за счет исключения наложения хвостовых фракций топливных дистиллятов и благодаря этому повысить эффективность отбора нефтепродуктов на любой установке ППН..

Однако при определении суммарного потенциала светлых дистиллятов в соответствии с известным способом, получаемое значение суммарного потенциала не является максимально возможным, поскольку при использовании раскрытой в данном способе математической модели в состав потенциального выхода дизельного топлива летнего включается не максимально возможное количество легких фракций, что приводит к неоправданным потерям дизельного топлива летнего в составе суммарного потенциала.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ оптимизации отбора топливных дистиллятов так, чтобы с учетом заданного ассортимента отбора нефтепродуктов обеспечивалась возможность перераспределения остаточных частей хвостовых фракций среднего дистиллята (авиакеросина или дизельного топлива зимнего) в состав дизельного топлива летнего, что в итоге позволило бы повысить суммарный потенциал выхода светлых топливных дистиллятов.

Поставленная задача решается тем, что в способе оптимизации отбора светлых топливных дистиллятов в процессе первичной перегонки нефти, состоящем в том, что проводят лабораторный анализ проб подлежащей переработке нефти, при котором пробы разгоняют на узкие фракции, подвергают их компаундированию и определяют в % масс. на нефть выходы топливных дистиллятов с заданными показателями качества, а также выходы продуктовых фракций с максимальными температурными пределами, и при использовании математического обеспечения, с учетом заданного ассортимента светлых топливных дистиллятов и их количества в % масс на нефть находят расчетное значение потенциала суммы светлых топливных дистиллятов для данной нефти, сравнивают его с текущим значением суммарного отбора светлых топливных дистиллятов, получаемых при тех же условиях на реальной установке и определяют коэффициент эффективности работы данной установки, согласно изобретению, в процессе лабораторного анализа дополнительно путем компаундирования определяют выходы дистиллята авиакеросина/дизельного топлива зимнего с минимально возможными температурными пределами выкипания и соответствующий выход дистиллята дизельного топлива летнего, а математическую обработку данных проводят с использованием зависимостей:

- для случая отборов авиакеросина в количестве

П_сумм=А^(мин)+В^(мин)⋅О_б+С^(мин)⋅О_к, где А^(мин), В^(мин), С^(мин) - константы

- для случая отборов авиакеросина в количестве

где

П_сумм - потенциал суммы светлых дистиллятов;

О_б - фактический или плановый выход (отбор) бензина (бензиновых фракций) с заданной температурой конца кипения, % масс. на нефть;

О_к - фактический или плановый выход (отбор) авиакеросина, % масс. на нефть;

П_к - потенциал авиакеросина, % масс. на нефть;

Ф_дл ^к - потенциал дизельных фракций с температурой начала кипения, равной температуре конца кипения авиакеросина и температурой конца кипения, определенной экспериментально, % масс на нефть;

Ф_б ^к - потенциал бензиновых фракций от 28°С до температуры начала кипения П_к, % масс. на нефть;

П_к ^(мин) - потенциал фракций авиакеросина при минимально возможных температурных пределах, % масс. на нефть;

Ф_дл ^к(мин) - потенциал дизельных фракций с температурой начала кипения, равной температуре конца кипения П_к ^(мин) и температурой конца кипения, определенной экспериментально, % масс на нефть;

Ф_б ^к(мин) - потенциал бензиновых фракций от 28°С до температуры начала кипения П_к ^(мин), % масс. на нефть;

отбор бензина в этом варианте определяется как:

Желательно при отборе дистиллятов светлых нефтепродуктов с использованием нескольких установок ППН для каждой из установок определить коэффициент эффективности ее работы и с учетом ограничений по отбору топливных дистиллятов по каждой установке, ее производительности, а также планового задания по объемам производства на группе установок по заданному ассортименту светлых топливных дистиллятов и объемов производства темных нефтепродуктов, включающих в свой состав светлые топливные дистилляты, с использованием математической модели найти максимально возможное расчетное значение потенциала суммы светлых топливных дистиллятов для всей группы установок, после чего сравнить полученную величину с реальным значением суммарного потенциала суммы светлых топливных дистиллятов исходя из фактических отборов по каждой установке из этой группы установок и, в случае наличия отклонения, перераспределить задания по выходам светлых топливных дистиллятов в отношении каждой установки с обеспечением минимизации отклонения между расчетной и фактической величинами.

Технический результат достигается тем, что при осуществлении способа оптимизации отбора светлых топливных дистиллятов в процессе первичной перегонки нефти, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, за счет отбора дистиллята авиакеросина с температурными пределами выкипания, находящимися в интервале между минимальными и максимальными значениями, обеспечивается при одном и том же выходе бензина и авиакеросина, повышение по сравнению с известным способом выхода дизельного топлива летнего и, соответственно, суммарного потенциала.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 изображает экспериментальную кривую истинных температур кипения;

Фиг. 2 - диаграмму расчета потенциала суммы светлых топливных дистиллятов, согласно прототипу;

Фиг. 3 - диаграмму расчета потенциала сумм светлых топливных дистиллятов, согласно изобретению, для случая отбора авиакеросина в количестве

Фиг. 4 - то же, что и на фиг. 3, но для случая отбора авиакеросина в количестве

Способ оптимизации отбора светлых топливных дистиллятов в процессе первичной перегонки нефти, согласно изобретению, состоит в том, что сначала проводят лабораторный анализ проб подлежащей перегонке нефти. Исследование начинают с разгонки выбранного образца нефти на узкие фракции, последовательном их смешении в определенном порядке, определении физико-химических показателей полученных смесей. Результатом исследования являются выходы (в % масс. на нефть) определенных фракций, характеризующихся либо только температурными пределами, либо еще и соответствием заданным требованиям к их качеству.

Разгонка нефти на узкие фракции может проводиться на любой стандартной лабораторной установке с высокой четкостью ректификации, обеспечивающей отсутствие температурного наложения у смежных узких фракций. Образцы нефти разгоняют на 1.0%-ные или десятиградусные узкие фракции. Каждая фракция взвешивается и подсчитывается массовый процент ее выхода от веса загрузки образца. По результатам разгонки строят интегральную кривую (см. фиг. 1) зависимости выходов в % масс на нефть от температур выкипания - кривую истинных температур кипения (ИТК).

После того как узкие фракции сформированы, приступают к компаундированию базовых смесей из этих фракций.

Под «базовой смесью» следует понимать смесь из узких фракций нефти, составленную в природном соотношении (по ИТК) и соответствующую основным требованиям на данный продукт (например, авиакеросин), температурные пределы которой определяются экспериментально в процессе компаундирования, а величины ее выхода используют для подстановки в формулы для расчета суммарного потенциала (П_сумм).

Компаундирование проводят для двух основных вариантов по ассортименту топливных дистиллятов, получаемых на установках первичной перегонки нефти: 1) с получением авиакеросина, 2) с получением дизельного топлива зимнего. Эти варианты работы являются трехпродуктовыми, и указанные продукты являются «средними» - между дистиллятом бензина и дизельного топлива летнего. Двухпродуктовый вариант с получением дистиллятов бензина и дизельного топлива летнего не рассматривается отдельно, т.к. является частным случаем этих двух основных вариантов, когда выход среднего продукта равен нулю.

Компаундирование начинают с определения температурных пределов выкипания (по ИТК) потенциала среднего продукта - авиакеросина и дизельного топлива зимнего.

Под понятием потенциал топливного дистиллята имеется в виду максимально возможное содержание этого продукта в нефти, определенное компаундированием узких фракций без учета получения других топливных дистиллятов.

Под термином топливный дистиллят понимается продукт прямой перегонки нефти, который не является товарным продуктом, а только полуфабрикатом.

При компаундировании определяют также потенциал среднего топливного дистиллята с минимально возможными температурными пределами, соответствующего предъявляемым требованиям по качеству, например для авиакеросина - П_к ^(мин). В этом случае такая базовая смесь характеризует минимально возможный выход среднего топливного дистиллята.

Для варианта с получением дистиллята авиакеросина компаундирование начинают с определения минимально возможных температурных пределов, при которых данный дистиллят отвечает заданным требованиям, а затем определяют выход с максимально возможными температурными пределами для этого нефтепродукта - П_к.

Далее компаундируют базовые смеси дизельного топлива летнего с температурой начала кипения от температуры конца кипения минимально возможного выхода авиакеросина, а затем - от температуры конца кипения потенциала авиакеросина. Температуры начала кипения этих двух базовых смесей будут определены по результатам компаундирования по авиакеросину. Температуры конца кипения этих двух базовых смесей определяются последовательным добавлением узких фракций до достижения предела по одному из показателей качества дистиллята дизельного топлива летнего. Эти базовые смеси называются выходом дизельного топлива летнего «от авиакеросина» (Ф_дл ^к(мин) и Ф_дл ^к).

Далее определяют температурные пределы (и соответственно выход в % масс на нефть) выкипания базовой смеси дизельного топлива летнего «от бензина» (Ф_дл ^б) путем добавления к предыдущей базовой смеси «от потенциала авиакеросина» головных фракций (в большинстве случаев от 180°С до начала «потенциала авиакеросина) и ступенчатого добавления хвостовых фракций, выкипающих выше верхнего температурного предела для базовой смеси дизельного топлива летнего «от потенциала авиакеросина» до достижения предела по одному из показателей качества дистиллята дизельного топлива летнего.

И, наконец, определяют пределы выкипания «потенциала» дизельного топлива летнего (П_дл) путем ступенчатого добавления к базовой смеси «от бензина» головных бензиновых (выкипающих ниже конца кипения дистиллята бензина) и хвостовых дизельных фракций.

Во всех случаях компаундирования пропорции при смешении узких фракций должны соответствовать природному соотношению в соответствии с кривой ИТК. А компаундирование ведется до тех пор, пока один из показателей качества компаундируемого топливного дистиллята не достигнет предельного значения.

Компаундирование для варианта с получением дизельного топлива зимнего проводится аналогично описанному выше варианту в отношении авиакеросина.

Кроме того, при определении максимальных температурных пределов выкипания (потенциала) для дизельного топлива зимнего дополнительно определяют еще и показатель Ф_дз ^б - дизельное топливо зимнее «от бензина».

Полученные численные значения выходов топливных дистиллятов, а также фракций с фиксированными температурными пределами, информацию о заданном ассортименте светлых топливных дистиллятов и их количестве используют в качестве исходных данных при математической обработке с использованием следующих зависимостей:

- для случая отборов авиакеросина в количестве

П_сумм=А^(мин)+В^(мин)⋅О_б+С^(мин)⋅О_к, где А^(мин), В^(мин), С^(мин) - константы

- для случая отборов авиакеросина в количестве

где

П_сумм - потенциал суммы светлых дистиллятов;

О_б - фактический или плановый выход (отбор) бензина (бензиновых фракций) с заданной температурой конца кипения, % масс. на нефть;

О_к - фактический или плановый выход (отбор) авиакеросина, % масс. на нефть;

П_к - потенциал авиакеросина, определяемый экспериментально, % масс. на нефть;

П_дл - потенциал дизельного топлива летнего, определяемый экспериментально, % масс. на нефть;

П_б - потенциал бензина с заданной температурой конца кипения, % масс. на нефть;

Ф_дл ^б - потенциал дизельных фракций с температурой начала кипения, равной температуре конца кипения потенциала бензина, и температурой конца кипения, определенной экспериментально, % масс. на нефть;

Ф_дл ^к - потенциал дизельных фракций с температурой начала кипения, равной температуре конца кипения авиакеросина и температурой конца кипения, определенной экспериментально, % масс на нефть;

Ф_б ^к - потенциал бензиновых фракций от 28°С до температуры начала кипения П_к, % масс. на нефть;

Ф_б ^дл - потенциал бензиновых фракций до температуры начала кипения потенциала дизельного топлива летнего, % масс. на нефть;

Ф_б ^к-дл - потенциал бензиновых фракций от температуры начала потенциала авиакеросина до температуры начала кипения потенциала дизельного топлива летнего, % масс. на нефть;

Ф_б ^дл-б - потенциал бензиновых фракций от температуры начала кипения потенциала дизельного топлива летнего до температуры конца кипения потенциала бензина, % масс. на нефть;

П_к ^(мин) - потенциал фракций авиакеросина при минимально возможных температурных пределах, % масс. на нефть;

Ф_дл ^к(мин) - потенциал дизельных фракций с температурой начала кипения, равной температуре конца кипения П_к ^(мин) и температурой конца кипения, определенной экспериментально, % масс на нефть;

Ф_б ^к(мин) - потенциал бензиновых фракций от 28°С до температуры начала кипения П_к ^(мин), % масс. на нефть;

Ф_б ^{к-дл(мин)} - потенциал бензиновых фракций от температуры начала П_к ^(мин) до температуры начала кипения потенциала дизельного топлива летнего, % масс. на нефть; отбор бензина в этом варианте определяется как:

Полученное в результате математической обработки расчетное значение потенциала суммы светлых топливных дистиллятов сравнивают с текущим значением суммарного отбора светлых топливных дистиллятов, получаемых при тех же условиях на реальной установке ППН и с учетом величины отклонения, определяют коэффициент эффективности работы данной установки.

Как было отмечено выше, в соответствии с предложенным способом потенциал авиакеросина экспериментально определяют не только с максимально возможными температурными пределами (например 120-230°С по ИТК для западносибирской нефти), а и с минимально возможными температурными пределами (например 140-200°С по ИТК). Это позволяет привлечь легкую фракцию 200-230°С в состав дизельного топлива летнего. Качества авиакеросина и в первом и во втором варианте соответствует в полном объеме предъявляемым требованиям к топливному дистилляту авиакеросина. И при этом естественно эти образцы (120-230°С и 140-200°С) имеют некоторые отличия по качеству друг от друга. Вовлечение в состав дизельного топлива летнего легкой фракции 200-230°С улучшило его качество для условия предельного соответствия качеству топливного дистиллята дизельного топлива летнего и позволило включить в состав последнего дополнительно тяжелую фракцию 320-350°С.

Поясним это более подробно со ссылками на прилагаемые диаграммы, представленные на фиг. 2-4 и иллюстрирующие расчет потенциала суммы светлых топливных дистиллятов для варианта получения бензина, авиакеросина и дизельного топлива летнего. Диаграммы на фиг. 3 и 4 отображают отбор топливных дистиллятов с использованием способа, согласно настоящему изобретению, в то время, как вариант, представленный на фиг. 2 относится к известному способу (прототипу) и приведен для сравнения. Площади на фиг. 3 и 4, отмеченные позициями (1), (2) и (3), в сумме определяют количество отбора дизельного топлива летнего, при этом фиг. 3 соответствует случаю отбора авиакеросина в количестве О≤О_к≤П_к ^(мин), а фиг. 4 - случаю отбора авиакеросина в количестве О_к>П_к ^(мин).

При сравнении диаграмм на фиг. 2 и 3 видно, что при равных площадях, соответствующих отбору бензина (О_б) и отбору керосина (О_к), площадь, соответствующая отбору дизельного топлива летнего при использовании способа, согласно изобретению, больше за счет привлечения фракций (320°С - 350°С).

При увеличении отбора авиакеросина (см. фиг. 4) отбор бензина будет уменьшаться от Ф_б ^к(мин) до Ф_б ^к, и соответственно отбор дизельного летнего топлива будет уменьшаться от Ф_дл ^к(мин) до Ф_дл ^к.

На основе экспериментального исследования образца западносибирской нефти были проведены расчеты, результаты которых представлены в таблицах (I) и (II)

Примечание: все значения даны в процентах массовой доли на нефть (% масс.);

* - в столбце для способа даны значения П_к ^(мин), Ф_дл ^к(мин), Ф_б ^к(мин), Ф_б ^{к-дл(мин)} в соответствующих строках.

Примечание: все значения даны в процентах массовой доли на нефть (% масс.);

* - расчет по формулам прототипа;

** - расчет по формулам предлагаемого способа.

В результате анализа данных, приведенных в таблицах I и II, видно, что суммарный потенциал светлых топливных дистиллятов, полученный с использованием математического обеспечения, согласно предлагаемому способу, для различных сочетаний по отбору бензина и авиакеросина, выше на 1,8-3.7% масс. на нефть, по сравнению с суммарным потенциалом, полученным известным способом.

В случае, когда отбор светлых дистиллятов осуществляют с использованием нескольких установок ППН, для каждой из установок определяют коэффициент эффективности ее работы, как это было описано выше, и с учетом ограничений по отбору топливных дистиллятов по каждой установке, а также планового задания по объемам производства для всей группы установок по заданному ассортименту светлых топливных дистиллятов и объемов производства темных нефтепродуктов, включающих в свой состав светлые топливные дистилляты, с использованием математической модели находят максимально возможное расчетное значение потенциала суммы светлых топливных дистиллятов для всей группы установок, после чего сравнивают полученную величину с реальным значением суммарного потенциала суммы светлых топливных дистиллятов исходя из фактических отборов по каждой установке для этой группы установок и, в случае наличия отклонения, перераспределяют задания по выходам светлых топливных дистиллятов в отношении каждой установки с обеспечением минимизации отклонения между расчетной и фактической величинами.

Ниже представлена математическая модель, используемая для решения задачи максимизации выхода дистиллята дизельного топлива летнего, в процессе первичной переработки нефти с помощью группы из «N» установок ППН.

где:

k - индекс конкретной установки ППН;

N - количество установок ППН;

j - индекс варианта получаемого ассортимента светлых топливных дистиллятов и используемой нефти;

i - индекс получаемого дистиллята, где дистилляту бензина соответствует индекс 1, дистилляту авиакеросина - 2, дистилляту дизельного топлива зимнего - 3, дистилляту дизельного топлива летнего - 4;

l - индекс получаемого соответствующего «среднего» дистиллята, причем l=2 для варианта с получением дистиллята авиакеросина и l=3 для вариантов с получением дистиллята дизельного топлива зимнего;

x_1jk=O_бjk - выход дистиллята бензина для j-го варианта ассортимента на k-й установке в % масс. на нефть;

x_2jk=О_кjk - выход дистиллята авиакеросина для j-го варианта ассортимента на k-й установке в % масс. на нефть;

x_3jk=O_дзjk - выход дистиллята дизельного топлива зимнего для j-го варианта ассортимента на k-ой установке в % масс. на нефть;

x_4jk=O_длjk - выход дистиллята дизельного топлива летнего для j-го варианта ассортимента на k-ой установке в % масс. на нефть;

γ_k - эффективность работы k-й установки (коэффициент отбора от потенциала суммы светлых топливных дистиллятов);

- выход дистиллята дизельного топлива летнего для j-го варианта ассортимента на k-ой установке с учетом эффективности работы установки в % масс. на нефть;

П_суммjk - ПССТД для j-го варианта ассортимента на k-й установке;

Q_k - мощность k-ой установки ППН;

- технологические ограничения на минимальный и максимальный выход i-го дистиллята для k-й установки ППН соответственно;

P_i - общее плановое задание по каждому i-му дистилляту (кроме ДТЛ);

- константы, характеризующие физико-химические параметры нефти соответствующие j-му варианту ассортимента для k-й установки;

K_jk- коэффициент использования j-го варианта ассортимента на k-ой установке;

x_5jk - выход темного продукта для j-го варианта ассортимента на k-ой установке в % масс. на нефть;

П_5jk - потенциал темного продукта для j-го варианта ассортимента на k-й установке;

A_0jk - потенциал фракции темного продукта от начала его кипения до конца кипения дизельного топлива летнего для j-го варианта ассортимента на k-й установке.

В общем случае модель является нелинейной, но при заданном отборе темного продукта для каждой установки ППН данная система неравенств может быть приведена к линейному виду и решена, например, симплекс-методом.

Исходными параметрами для модели являются:

• мощность каждой из N установок ППН;

• технологические ограничения установок по отбору светлых топливных дистиллятов;

• общее плановое задание по каждому топливному дистилляту;

• физико-химические характеристики перерабатываемой нефти, полученные в результате лабораторного анализа;

• эффективность работы каждой из N установок ППН (коэффициент эффективности отбора от потенциала суммы светлых топливных дистиллятов), определяемая, согласно настоящему изобретению, как это было описано выше.

В результате решения задачи максимизации с использованием приведенной выше математической модели для каждой установки ППН находят:

• коэффициент K_jk использования j-го варианта ассортимента на k-й установке;

• оптимальные значения величины выхода светлых топливных дистиллятов для каждой k-ой установки (х_1jk, x_2jk, x_3jk,

) в % масс. на нефть;

• потенциал суммы светлых топливных дистиллятов П_суммjk для каждого j-го варианта работы k-й установки.

Далее на основе полученных значений оптимального выхода светлых топливных дистиллятов в % масс. на нефть рассчитывают с использованием приведенной ниже зависимости суммарный выход (S_i ^сумм) i-го топливного дистиллята по всем установкам в единицах массы:

Расчетные значения величин суммарного выхода для всех топливных дистиллятов, кроме дистиллята дизельного топлива летнего, по существу будут равны плановому общему заводскому заданию P_i на каждый i-й дистиллят.

Полученное расчетное значение величины суммарного выхода дистиллята дизельного топлива летнего сравнивают с его плановым значением, и, в случае если оно больше текущего фактического, то перераспределяют задания по выходу светлого топливного дистиллята на каждой из N установок в соответствии с полученным оптимальным значением выхода светлых топливных дистиллятов для данной установки.

Испытание способа, согласно изобретению, было осуществлено в производственных условиях на нефтеперерабатывающем заводе с использованием двух приблизительно одинаковых по производительности установок первичной перегонки нефти. Для простоты загрузки установок были выбраны равными и отборы суммы светлых соответствовали потенциалу, равному 100%.

На первой установке производился отбор вакуумного газойля с температурными пределами по ИТК 300-500°С и в качестве светлых дистиллятов отбирались бензин и дизельное топливо летнее. На второй установке в качестве светлых дистиллятов отбирались бензин, авиакеросин и дизельное топливо летнее, вакуумный газойль не производился.

На этих двух установках потенциал суммы светлых в соответствии с традиционным способом отбора определялся для первой установки температурными пределами по ИТК - (28-300°С), где потенциал «обрезался» нижним температурным пределом отбора вакуумного газойля, а для второй - (28-350°С) по ИТК за счет максимально возможного отбора авиакеросина.

При этом на первой установке фактический выход составлял: бензина О_б=18,5% масс, авиакеросина О_к=0,0% масс и дизельного топлива летнего О_дл=24,5% масс. На второй установке соответственно О_б=13% масс, О_к=10% масс, О_дл=30% масс. Средний выход дизельного топлива летнего с учетом наличия двух установок составлял 27,25% масс на установку.

При обработке данных (физико-химических параметров перерабатываемой нефти, планового задания, ассортимента, показателей эффективности установок и т.д.), согласно предложенному способу оптимизации, с помощью описанной выше математической модели, было установлено, что на первой установке надо получать максимально возможное количество авиакеросина и при этом потенциал суммы светлых ограничивался на этой установке теми же температурными пределами (28-300)°С по ИТК, но зато на второй установке рекомендовано было получать только дистиллят бензина и дизельного топлива летнего, за счет чего интервал температурных пределов потенциала суммы светлых дистиллятов увеличился с (28-350)°С до (28-370)°С по ИТК. В результате перераспределения отбора дистиллятов между установками в соответствии с полученными рекомендациями на первой установке отбор светлых дистиллятов составил О_б=13% масс, О_к=10% масс, О_дл=20% масс и на второй установке - О_б=18,5% масс, О_к=0,0% масс, О_дл=38,5% масс. Общий выход дизельного топлива светлого в этом случае по двум установкам составил 58,5% масс т.е. повысился примерно на 4% по массе или в целом по двум установкам - приблизительно на 2% по массе. При этом остальные продукты ассортимента были отобраны в соответствии с плановым заданием.

Таким образом, оптимальное перераспределение отбора светлых дистиллятов, в соответствии со способом, согласно изобретению, между двумя имеющимися установками ППН привело к существенному увеличению потенциала суммы светлых дистиллятов в целом по процессу первичной перегонки нефти.

Claims (22)

1. Способ оптимизации отбора светлых топливных дистиллятов в процессе первичной перегонки нефти, состоящий в том, что проводят лабораторный анализ проб подлежащей переработке нефти, при котором пробы разгоняют на узкие фракции, подвергают их компаундированию и определяют в % масс. на нефть выходы топливных дистиллятов с заданными показателями качества, а также выходы фракций с температурными пределами, полученными в результате проведенного компаундирования, и при использовании математического обеспечения с учетом заданного ассортимента светлых топливных дистиллятов и их количества в % масс на нефть находят потенциал суммы светлых топливных дистиллятов для данной нефти, сравнивают его с текущим значением суммарного отбора светлых топливных дистиллятов, получаемых при тех же условиях на реальной установке, и определяют коэффициент эффективности работы данной установки, отличающийся тем, что в процессе лабораторного анализа дополнительно путем компаундирования определяют выходы дистиллята авиакеросина с минимально возможными температурными пределами выкипания и соответствующий выход дистиллята дизельного топлива летнего, а математическую обработку данных проводят с использованием зависимостей:

- для случая отборов авиакеросина в количестве

П_сумм=А^мин+В^мин⋅О_б +С^мин⋅О_к, где А^мин, В^мин, С^мин - константы,

- для случая отборов авиакеросина в количестве

, где

,

П_сумм - потенциал суммы светлых дистиллятов;

О_б - фактический или плановый выход (отбор) бензина (бензиновых фракций) с заданной температурой конца кипения, % масс. на нефть;

О_к - фактический или плановый выход (отбор) авиакеросина, % масс. на нефть;

П_к - потенциал авиакеросина, % масс. на нефть;

Ф_дл ^к - потенциал дизельных фракций с температурой начала кипения, равной температуре конца кипения авиакеросина и температурой конца кипения, определенной экспериментально, % масс на нефть;

Ф_б ^к - потенциал бензиновых фракций от 28°С до температуры начала кипения П_к, % масс. на нефть;

П_к ^(мин) - потенциал фракций авиакеросина при минимально возможных температурных пределах, % масс. на нефть;

Ф_дл ^к(мин) - потенциал дизельных фракций с температурой начала кипения, равной температуре конца кипения П_к ^(мин), и температурой конца кипения, определенной экспериментально, % масс на нефть;

Ф_б ^к(мин) - потенциал бензиновых фракций от 28°С до температуры начала кипения П_к ^(мин), % масс. на нефть;

отбор бензина в этом варианте определяется как:

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при отборе дистиллятов светлых нефтепродуктов с использованием нескольких установок первичной переработки нефти для каждой из установок определяют коэффициент эффективности ее работы и с учетом ограничений по отбору топливных дистиллятов по каждой установке, их производительности, а также планового задания по объемам производства на группе установок по заданному ассортименту светлых топливных дистиллятов и объемов производства темных нефтепродуктов, включающих в свой состав светлые топливные дистилляты, с использованием математического обеспечения определяют максимально возможное значение потенциала суммы светлых топливных дистиллятов для всей группы установок, после чего сравнивают с реальным значением суммарного потенциала суммы светлых топливных дистиллятов исходя из фактических отборов по каждой установке для этой группы установок и в случае наличия отклонения перераспределяют задания по выходам светлых топливных дистиллятов в отношении каждой установки с обеспечением минимизации отклонения между расчетным и фактическим значениями.

Images