устройство для автоматического управления технологическим режимом ректификационных колонн

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического управления технологическим режимом ректификационных колонн, содержащее датчик расхода внутреннего орошения, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит датчик расхода кубового продукта, датчик и регулятор температуры нагрева сырья и регулятор соотношения расходов внутреннего орошения и кубового продукта, причем выход регулятора соотношения соединен с заданием регулятору температуры нагрева.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для регулирования соотношения расходов внутреннего орошения и кубового продукта используется регулятор соотношения перепадов давления выше и ниже зоны питания.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поток внутреннего орошения регулируется выводом бокового погона атмосферного газойля с нижней тарелки укрепляющей секции атмосферной колонны.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическим режимом ректификационных колонн первичной перегонки и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известен способ автоматического регулирования ректификационной колонны (А.с. СССР № 886924, В 01 D 3/42, БИ № 45, 1981) путем изменения подачи теплоносителя в зависимости от температуры низа колонны и орошения в зависимости от его расхода, где для улучшения четкости разделения путем поддержания постоянного потока флегмы по высоте колонны измеряют расход флегмы, поступающей с нижней части укрепляющей секции колонны, и поддерживают заданную сумму расходов орошения и флегмы путем коррекции подачи орошения по расходу флегмы.

Наиболее близко по технической сущности устройство для автоматического регулирования технологического режима ректификационной колонны (А.С. СССР № 1426609, В 01 D 3/42, БИ № 36, 1988), содержащее датчики и регуляторы температуры на контрольной тарелке, уровня в кубе, уровня в рефлюксной емкости, расходов дистиллата и орошения, и датчик расхода внутреннего орошения. Недостатком вышеуказанных способа и устройства является невозможность их применения для регулирования режима сложной атмосферной или вакуумной колонны.

Задача изобретения - повышение качества управления процессом первичного разделения нефти путем стабилизации режима в зоне питания и, как следствие, увеличение отбора светлых продуктов из атмосферной колонны и вакуумного газойля вакуумной колонны.

В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача создания устройства для контроля технологического режима в зоне питания атмосферной (или вакуумной) колонны и автоматического управления им путем прямого или косвенного измерения перетока из сепарационной части колонны в укрепляющую и регулирования перетока путем изменения температуры нагрева сырья или(и) выводом части жидкой фазы перетока из колонны.

Сущность изобретения состоит в использовании устройства для автоматического управления технологическим режимом ректификационных колонн, содержащего датчик расхода внутреннего орошения и отличающегося от аналогов тем, что оно дополнительно содержит датчик расхода кубового продукта, датчик и регулятор температуры нагрева сырья и регулятор соотношения расходов внутреннего орошения и кубового продукта, причем выход регулятора соотношения соединен с заданием регулятору температуры нагрева. При этом для регулирования соотношения расходов внутреннего орошения и кубового продукта используется регулятор соотношения перепадов давления выше и ниже зоны питания, а поток внутреннего орошения регулируется выводом бокового погона атмосферного газойля с нижней тарелки укрепляющей секции атмосферной колонны.

В основу алгоритма решения поставленной задачи положена установленная расчетным путем зависимость соотношения расходов внутреннего орошения (перетока) в зоне питания и кубового продукта от состава сырья и доли его отгона (см. данные таблицы).

где F1/F2 - отношение расходов перетока и кубового продукта;

f - функция;

Р, е - суммарный потенциал целевых продуктов и доля отгона соответственно.

Исходя из установленной зависимости, поставленная выше техническая задача решается тем, что в предлагаемом устройстве контролируют соотношение расходов внутреннего орошения стекающего с тарелки (F1), расположенной над тарелкой питания и вывода продукта из куба колонны (F2), причем выход регулятора соотношения соединен с заданием регулятору температуры нагрева сырья.

Из таблицы видно, что соотношение расходов внутреннего орошения и кубового продукта (F1/F2) весьма чувствительно к изменениям в составе сырья. Так, при изменении потенциала сырья примерно на 1% и расхода сырья на 4% (см. таблицу) соотношение F1/F2 изменяется на 27% (при изменении плотности на 0,2%), т.е. указанное соотношение является индикатором измерений режима и поэтому его можно использовать для идентификации наиболее опасных для технологии возмущений по составу и фазовому состоянию сырья. Другими словами предлагаемый способ позволяет улучшить качество регулирования внутреннего парового и флегмового числа. Для реализации способа предлагается использовать регулятор соотношения расходов внутреннего орошения и кубового продукта в качестве главного регулятора степени подогрева сырья.

На чертеже приведена блок-схема устройства для автоматического управления технологическим режимом колонны.

Устройство содержит колонну 1 и печь нагрева сырья 2, датчики расхода внутреннего орошения 3 и расхода кубового продукта 4, датчик 5 и регулятор температуры 6 сырья на выходе из печи, регулятор соотношения 7.

Устройство работает следующим образом.

При возмущениях, приводящих к нарушению заданных теплового и материального балансов, например при изменении давления в колонне, температур входа острого и циркуляционных орошений, состава сырья и т.п., изменяется соотношение расходов внутреннего орошения и кубового продукта, приводящее либо к увеличению потерь целевых продуктов, либо к ухудшению качества разделения, либо к увеличению энергозатрат на разделение. Регулятор соотношения (7), имея в качестве задания ручной ввод требуемого соотношения или выход анализатора качества продукта (например, плотности), отслеживает изменения соотношения расходов внутреннего орошения и кубового продукта. При этом изменение соотношения внутреннего орошения, стекающего с нижней тарелки укрепляющей секции (перетока) и кубового продукта, может быть измерено косвенно, а именно отслежено по изменениям перепадов давления выше и ниже тарелки питания с помощью соответствующих датчиков. При значительных и достаточно длительных изменениях (т.е. если отфильтрованные изменения превосходят зону нечувствительности регулятора) регулятор соотношения изменяет задание регулятору температуры сырья (6), приводя тепловой баланс колонны в соответствие заданному. В том случае, когда тепловой баланс колонны по каким-либо причинам менять нежелательно или невозможно, для регулирования соотношения перетока и кубового продукта можно использовать вывод части недоиспаренного внутреннего орошения с уровня нижней тарелки укрепляющей секции в качестве дополнительного бокового погона. Этот вывод в дальнейшем может направляться в качестве рецикла обратно в сырье ректификационной колонны, использоваться в качестве тяжелого газойля или затемненного продукта (слопа) и т.п.