SU1411000A1 - Устройство дл автоматического регулировани сложной ректификационной колонны с глухими тарелками - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии и может быть использовано дл  автоматического регулировани  технологического режима сложной ректификационной колонны с глухими тарелками . Цель изобретени  - повышение отбора получаемых продуктов за счет повышени  качества регулировани . В .остав устройства вход т вход 1 по .

Description

(Л

с:

сырью, датчик (Д) 2 расхода сырь , трубчата  печь 3, сложна  ректификационна  колонна 4 с глухими тарелками 5 и 6 , выход 7 по дистиллату (бензину), первый 8 и второй 9 погоны , соответственно керосин и дизельное топливо, выход 10 по остатку (мазут ) , конденсатор-холодильник 11, емкость 12 орошени , анализатор 13 качества дистиллата, переток 14, от- парна  колонна 15, Д 16 расхода первого бокового погона, анализатор 17 качества, переток 18, .отпарна  колонна 19, Д 20 расхода второго бокового погона, анализатор 21 качества , Д 22 расхода остатка, острое орошение 23, первое 24 и второе 25

циркул ционные орошени , регул тор (Р) 29 подачи орошени  23, исполнительный механизм 27, блок 28 динамической задержки, множитель 29 на посто нный коэффициент, сумматор (С) 30, Р 31 качества дистиллата, С 32 и 33, теплообменник 34, 35 орошени 24, исполнительный механизм 36,блок

37динамической задержки, множитель

38на посто нный коэффициент, С 39, Р 4Q качества первого бокового погона , теплообменник 41, Р 42, исполнительный механизм 43, блок 44 динамической задержки, множитель 45 на посто нный коэффициент, С 46 и Р 47 качества второго бокового погона.

1 ил.

1

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию технологически процессов нефтепереработки и нефтехимии и может быть использовано дл  автоматического регулировани  техно- логического режима сложной ректификационной колонны с глухими тарелками установок первичной переработки нефти или вторичной перегонки широкой фракции,.

Цель изобретени  - повышение отбора целевых продуктов за счет повышени  качества регулировани .

На чертеже представлено предлагаемое устройство..

Сырье -(например5 отбензиненна  нефть) 1, расход которого -замер етс  датчиком 2 расхода, нагреваетс  в змеевике трубчатой печи 3 и поступает в сложную ректификационную колон- ну 4 с глухими тарелками 5 и 6, где раздел етс  на 1етыре продукта: дистилл т (бензин) 7, первый боковой погон (керосин) 8, второй боковой погон (дизельное топливо) 9 и оста- ток (мазут) 10.

Дистиллат (бензин), выводимый с верха колонны 4, через конденсатор- холодильник 11 поступает в емкость 12 орошени , часть дистиллата (бензина) направл етс  как острое орошение в сложную колонну 4, а избыток, качество .которого замер етс

5

0

0

0

анализатором 13 качества, выводитс  с установки по линии 7.

Первый боковой погон (керосин) с глухой тарелки 5 сложной колонны 4 по перетоку 14 направл етс  в отпар- ную колонну 15, с низу которой выводитс  товарный первый боковой погон (керосин) 8. Расход последнего измер етс  датчиком 16, а качество - анализатором 17 качестра.

Второй боковой погон (дизельное топливо) с глухой тарелки 6 сложной колонны 4 по перетоку 18 направл етс  в отпарную колонну 19, с низу ко- торой выводитс  товарный второй боковой , погон (дизельное топливо) 9. Расход последнего измер етс  датчиком 20, а качество - анализатором 21 качества.

Из куба сложной колонны 4 вьюодит- с  остаток (мазут) 10, расход которого измер етс  датчиком 22.

Избыток тепла из сложной колонны 4 выводитс  острым 23 и двум  циркул ционными 24 и 25 орошени ми.

Подача острого орошени  23 в сложную колонну 4 регулируетс  регул тором 26, св занным с исполнительным механизмом 27 на линии 23 подачи ост- рого орошени  в сложную колонну 4 в зависимости от расхода сырь , времени запаздывани  по каналу расход сырь  - расход острого орошени , ка3

честна получаемого дистилл та (бензина ) и суммы расходов первого бокового погона (керосина), второго бокового погона (дизельное топливо) и остатка (мазута). При этом первый выход датчика 2 расхода сырь  через блок 28 динамической задержки и мно- жител.ь 29 на посто нный коэффициент поступает на первый вход сумматора 30, второй вход которого соединен с выходом регул тора 31 качества ди- стиллата (бензина), св занного своим входом с выходом анализатора 13 качества дистиллата (бензина), а выход - с первым входом регул тора 26 острого, орошени , второй вход которого соединен с выходом сумматора 32, св занного своим первьш входом с выходом датчика 16 расхода первого бокового погона (керосина), а вторым входом - с первым выходом сум1-1атора 33, св занного своими входa ш с выходами датчиков расхода второго бокового погона (дизельного топлива ) 20 и остатка (мазута) 22.

Выход верхнего циркул ционного орошени  24 через теплообменник 34 регулируетс  регул тором 35, св занным с исполнительным механизмом 36 на линии вывода из сложной колонны 4 верхнего циркул щюнного орошени  24 в зависимости от расхода сырь , времени запаздывани  по каналу расход сырь  - расход верхнего циркул ционного орошени , расхог.ов второго бокового погона (дизельного топлива) и остатка (мазута). При этом второй выход датчика 2 расхода сырь  блок 37 динамической -задержки и множитель 38 на посто нный коэффициент поступает на первый вход сумматора 39, на второй вход которого поступает выходной сигнал регул тора 40 качества первого бокового погона (керосина), соединенного с анализатором 17 качества первого бокового погона (керосина), а выход сумматора 39 св зан с первым входом регул тора 35 верхнего циркул ционного орошени , второй вход которого св зан с вторым выходом сумматора 33.

Вывод нижнего циркул ционного .. орошени  25 через теплообменник 41 регулируетс  регул тором 42 с исполнительным механизмом 43 на линии вывода нижнего циркул ционного орошени  в зависимости от расхода сы-

1000

рь , времени запаздывани  по каналу расход сырь  - расход нижнего циркул ционного Орошени ,, качества второго бокового погона (дизельного топлива) и расхода остатка (мазута). При этом третий выход датчика 2 расхода сырь  через блок 44 динамической задержки и множитель 45 на посто нQ ньш коэффициент св зан с первым входом сумматора 46, св занного вторым входом с выходом регул тора 47 качества второго бокового погона (дизельного топлива), соединенного

5 с выходом анализатора 21 качества второ го бокового погона (дизельного топлива), а выходом - с первым входом регул тора 42 нижнего циркул ционного орошени , вход которого соеди0 иен с вторым выходом датчика 22 расхода остатка (мазута).

В установивше.с  состо нии предлагаемое устройство работает следую- образом.

5 Регул тораьш качества дистиллата (бензина) 31, первого бокового погона (керосина) 40 и второго бокового погона (дизельного топлива) 47 уста- новлеио задание, по качеству дистилj лата (бензина) , первого бокового погона (керосина) и второго бокового погона (дизельного топл1 ва) (например , плотности или молекул рного веса , ил температуры вспышки, или температуры конца кипени , или тем пературы выхода 10%, ил15 90% точек и т.д.). Анализатор качества дистиллата (бензина) 13 (первого бокового погона (керосина) 17, второго бокового погона (дизельного топлкЕа), 21) измер ет текущее значиекие показател  качества и передает зту информацию регул тору 31 (40 и 47). Регул тор 31 (40 и 47) сравнивает текуг ее значение показател  качества дистиллата (первого бокового погона, второго бокового погона) с заданнь и при их согласовании передает посто нный сигнал сумматору 30 (39 и 46) куда также при посто нной загрузке

0 по сырью постз пает через блок 28 (37 и 44) динакшческой задержки и множз-ггель 29 (38 и 45) на посто нный коэффициент второй посто нный сигнал. Сумма двух посто нных сигна5 лов остаетс  посто нной и выходной сигнал сумматора 30 (39 и 46), поступающий в камеру Задание регул тора 26 (35 и 42), посто нен. По0

сто нным также остаетс  выходной сигнал сумматора 32 (33) и датчика 22 расхода остатка (мазута), поступающий в камеру Переменна  регул тора 26 (35 и 42), Равновесие в рагу- л торе 26 (35 и 42) не нарушаетс , следовательно исполнительный меха- . кизм 27 (36 и 43) остаетс  в неизменном положении,обеспечива  необходимый поток острого (верхнег.о и нижнего циркул ционных) орошени .

15

20

При изменении расхода сырь  (на

ример, увеличении с 266 до 300 ) змен етс  (увеличиваетс ) выходной сигнал датчика 2 расход сырь , что вызывает изменение, (увеличение) выходных сигналов блоков 28, 37 и 44 динамической задержки с соответствующей задержкой во времени (12, 8 и 5 мин) и множителей 29, 38 и 45 на посто нный коэффициент. Измененные выходные сигналы множителей 29, 38 и 45 поступают на вход сумматоров 30,39 и 46 и измен ют (увеличивают) их в.ыходные сигналы, поступающие в камеры Задание регул торов 26, 35 и 42.В регул торах 26, 35 и 42 йарушаетс 

равновесие, дл  его сохранени  регул тор вырабатывает измененный выходной сигнал, который,поступа  на исполнительный механизм 27, 36 и 42, измен ет (увеличивает открытие) его

положени , увеличива ..потоки острого верхнего и нижнего циркул ционных 25 орошений.

10

25

30

В св зи с изменением (увеличением) расхода сырь  в колонну с соответствующим сдвигом во времени, измен ютс  (уве.пичатс ) потоки первого и второго боковых погонов и остатка, что приводит к изменению (увеличению) выходных сигналов датчиков расходов первого бокового погона 16, второго бокового погона 20 и остатка 22. Измененный (увеличенный) выходной сигнал датчика 22 расхода остатка, поступа  в камеру Переменна  регул тора 42, способствует восстановлению в нем равновеси , так как при измененном (повышенном) расходе сырь  измен етс  (увеличиваетс ) расход остатка и измен етс  (повышаетс ) расход нижнего циркул ционного орошени , т.е. нижнее циркул ционное орошение обеспечивает конденсацию необходимого количества фракций, выводимых в жидкой фазе,

15

20

) 9

IIQOO6

Измененные (увеличенные) выходные сигналы датчиков расхода остатка 22 и второго бокового погона 20, поJ- ступа  в сумматор 33, измен ют (увеличивают ) его выходной сигнал, ко- рый, поступа  в камеру Переменна  регул тора 35, способствует восстановлению в нем .равновеси ,так как

10 при измененном .(повышенном) расходе сырь  измен етс  (увеличиваетс ) расход второго бокового погона, измен етс  (увеличиваетс ) сумма расходов остатка и второго бокового погона, выводимых из колонны ниже верхнего циркул ционного орошени  в жидкой фазе, и измен етс  (увеличиваетс ) расход верхнего циркул ционного орошени , т.е. верхнее циркул ционное орошение обеспечивает конденсацию необходимого количества фракций, выводимых из колонны ниже сечени  верхнего циркул ционного орошени  . в жидкой фазе.

5

5

0

40

45

состо нии 300 )

50

55

Измененные (увеличенные) выходные сигналы сумматора 33 и датчика 16 расхода первого бокового погона, поступа  на входы сумматора 32, изме.- н ют (увеличивают) его выходной сигнал , который, поступа  в камеру Переменна  регул тора 26, способствует восстановлению в нем равновеси , так как измененному (увеличенному) расходу сырь  соответствует измененный (увеличенный) расход продуктов, выводимых из колонны в жидкой фазе ниже сечени  ввода острого орошени , н из- мененньй (увеличенньш) поток острого орошени . Б новом установившемс  расхода сырь  (с 266 до расход первого бокового погона измен етс  с 52,0 до 58, 2 , второго бокового погона - с 40,0 до 45,2 ,остатка - с 148 до 167,6M V4, острого орошени  - с 30,0 до 33,8 , верхнего циркул ционного орошени  - с 50,0 до 56,5.м /ч, нижнего циркул ционного орошени  - с 70,0 до 79,1 .

При понижении расхода сырь  в сложную колонну 4 действи  предлагаемого устройства аналогичны, но противоположно направлены.

При изменении задани  по качеству дистиллата (например, требуетс  получить дистиллат (бензин) с плотностью 0,790 вместо 0,780) измен етс  задание регул тору 31, что приводит к изменению (уменьшение) его

714

выходного сигнала и вызывает изменение (уменьшение) выходного сигнала сумматора 30, поступающего в камеру Задание регул тора 26 и нарушающего в нем равновесие. Регул тор 26 дл  восстановлени  равновеси  вырабатывает измененный выходной сигнал, который измен ет положение исполнительного механизма 27.Поток острого орошени  в колонну измен етс  (уменьшаетс ), что приводит к повышению плотности дистиллата и изменению (уменьшению) расхода пер-

вого бокового погона, измер емого датчиком 16. Измененный (уменьшенный ) выходной сигнал датчика 16 измен ет (уменьшает) выходной сигнал сумматора 32, который, поступа  в камеру Переменна  регул тора 26, способствует установлению равновеси  в нем. В результате при повышении

плотности дисталлата возрастает его расход и понижаетс  расход первого бокового погона.

При изменении з адани  по качеству первого бокового погона (например , требуетс  понизить температуру конца кипени  первого бокового погона (керосина) на 2°С ) измен етс  задание регул тору 40,за счеа- чего -. возникает рассогласование между заданным и текущим значени ми температуры конца кипени  первого бокового погона (керосина), что приводит к изменению (увеличению) его выходного сигнала, поступающего в сумматор 39. Измененный (ув еличенный) выходной сигнал сумматора 39, поступа  в камеру Задание регул тора 35, нарушает в нем равновесие, что приводит к изменению его выходного сигнала , поступающего на исполнительный механизм 36. Последний измен ет (увеличивает открытие) свое.положение и поток верхнего циркул ционного орошени  измен етс  (увеличиваетс ), вызыва  изменение (увеличение) расхода жидкости по перетоку 18 во вторую отларную колонну 19 и последующее в момент t изменение (увеличение ) расхода второго бокового погона (дизельного топлива), привод щее к изменению (увеличению) выходного сигнала датчика 20 расхода.

Измененный (увеличенный) выходной сигнал датчика 20 расхода, поступа  на вход сумматора 33, вызывает изме08 ,

нение (увеличение) его выходного сигнала, поступающего в качестве переменной на вход регул тора 35, cno-i собству  установлению в нем равновеси , и слагаемого на вход сумматора 32, вызыва  изменение (увеличение) выходного сумматора 32,постующего в камеру Переменна  регул тора

26. Одновременно с изменением (увеличением ) расходов верхнего циркул ционного орошени  и жидкости по перетоку 18 измен етс  (уменьшаетс ) паровой поток через глухую тарелку

5 колонны 4, состав которого также измен етс  (облегчаетс ), что в момент t ij воспринимаетс  анализатором 13 качества дистиллата. При этом

Ч t,.

Выходной сигнал ана,лизатора 13 измен етс  (уменьшаетс ), что приводит к нарушению равновеси  в ре л торе 31, дл  восстановлени  которого регул тор 31 вырабатывает измененный сигнал, проход щий через сумматор 30 в камеру Задание регул тора 26, который дл  восстановлени  равновеси  вырабатывает измененный сигнал, поступающий на исполнительный механизм 27 и привод щий к изменению (сокращению) острого орошени . Но в св зи с тем, что изменение потока второго бокового погона (дизельного топлива) фиксируетс  дат- 20 ранее, чем наступает изменение качества дисталлата, измер емое анализатором 13, так как t „ t;j, равновесие в регул торе 26 нарушаетс  ранее, так как измекеиньй (увели- .ченный) выходной сигнал датчика 20

I через сумматоры 33 и 32 поступает .в камеру Переменна  и вынуждает регул тор 26 измен ть (уменьшать) открытие исполнительного механизма 27, измен   (сокраща ) поток острого орошени .

Таким образом, изменение (сокращение ) потока острого орошени  происходит до изменени  качества дистиллата . Измененный (уменьшенный) поток

острого орошени  приводит к изменению (сокращению) расхода жидкости по перетоку 14 с глухой тарелки 5 сложной колонны 4 в первую отпаренную колонну 15 и последукщему изменению

(сокращени1о) расхода первого бокового погона, измер емого датчиком 16 и изменению (уменьше ч.1 его выходного сигнала, поступаю ч О на вход

914

сумматйра 32. Измененный выходной сигнал суг-матора 32, поступа  на вход регул тора 26, способствует установлению равновеси  в нем.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  автоматического регулировани  сложной ректификаид- онной колонны с глухими тарелками, содержащее контур острого орошени , состо щий из последовательно соединенных емкости орошени  и исполнительного механизма подачи, вход контура острого орошени  соединен с верхом ректификаид онной колонны, а выход соединен с ректификационной колонной 3 точке, расположенной ме.ж- ду -верхом ректификационной колонны и первой глухой тарелкой, верхний и .нижний контуры циркул ционного орошени  J каждый из которых состоит из

   -исполнительного механизма, вход верхнего контура циркул ционного ороше- ни  соединен с ректификационной колонной меладу первой и второй глу- хими тapeлкa ш, а выход соединен с ректифика1.1онной колонной Н11же первой глухой тарелки, а также дат-чик расхода сырь , первые, вторые и третьи датчики расхода к анализаторы качества- получаемых продуктов, .выходы первог о, второго и третьего регул торов соединены с управл ющими входами исполнительных механизмов подачи соответственно острого,верхнего и нижнего циркул ционных орошений , первую и вторую отпарн.ые ко- ЯбНны, отличающеес  тем5 что, с целью повьшшни  отбора получаемых продуктов за счет повышени  качества регулировапк , в него до (Полнитепьно введены.первые и вторые

   - перетоки .и отпарные колонны,первые, вторые и третьи блоки динамической задержки и соответственно мно} ители на посто нный коэффициент, первый - п тьй сумматоры, четвертый, п тый и шестой регул торы, печь подогрева сырь , а также конденсатор-холодильншгС в контур острого орошени , первый и второй теплообменники, при этом первый выход датчика сырь  через последовательно соединенные первые, вторые и третьи блоки динамической задержки и множители на посто нкьй коэффициент соединены .с первыми входа ки соответственно первого, второго и третьего сумматоров, вторые входы

   010

   которых через четвертый, п тьй и стой регул торы соединены с- выходами первого, второго и третьего анализаторов качества получаемых продуктов, выходы первого, второго и третьего сум1 1аторов соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего регул торов расхода получаемых продуктов, вторые входы ко- торь х соединены соответственно с выходом четвертого сумматора, с первьим входом четвертого и с выходом п того сумматора, с первым входом п того сумматора, выходы первого и второго датчиков расхода получаемых продуктов соединены соответственно с вторыми входами четвертого и п того сумматоров , вход конденсатора-холодильника

   соединен с входом контура острого

   орошени , выход конденсатора-холодильника соединен с входом емкости орошени , выход которой через первый анализатор качества соединен с технологическим выходом дистиллата (бензина) ректификационной колонны, вход первой отпарной колонны соединен через первый переток с ректификационной колонной под первой глухой тарелкой, первый выход первой отпарной колонны соединен с ректификационной колонной над первой глухой тарелкой, второй выход первой отпарной колонной через последовательно соедине.нные первый датчик расхо- да и второй анализатор качества получаемого продукта соединен с технологическим выходом керосина ректификационной колонны, вход первого теплообменника соединен с входом кон

   тура верхнего циркул ционного орошени , а выход первого теплообменника через соответствующий исполнительный механизм подачи соединен с выходом контура верхнего циркул ционного орошени , вход,второ.й отпарной колонны соединен через второй переток с ректификационной колонной под второй глухой тарелкой, первый выход второй г- отпарной колонны соединен с ректификационной колонной под второй глухой тарелкой, второй выход второй отпарной 7 ;олонны соединен через последовательно соединенные второй дат- чик расхода и анализатор качества по-.

   лучаемого продукта с технологическим выходом AH3TonjniBa ректификационной колонны, вход н жнего контура циркул ционного орошени  соединен с ниI 141100012

   зом ректификационной колоны и с вхо-емого продукта соединена с технологи- дом второго теплообменника, выход ко-ческим выходом ректификационной которого через соответствующий исполни-лонны, а через последовательно тельный механизм подачи соединен сненные нагревательную печь и датчик выходом нижнего контура диркул цион-расхода,сьфь  соединена с технологи- ного орошени  и с ректификационнойческим входом ректификационной колон- колонной под второй глухой тарелкой,ны, выход третьего датчика расхода нижн   часть ректификационной колонныполучаемых продуктов соединен с вто-. через третий датчик расхода получа-рым входом третьего регул тора.