Моделирование и управление процессом гидроочистки дизельного топлива

• Автор: Борзов, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 220 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Технологический процесс гидроочистки ДТ.

1.2. Основные химические реакции гидроочистки ДТ.

1.3. Основные технологические параметры гидроочистки ДТ

1.4. Существующие методы и системы управления процессом ГДТ

1.5. Постановка задачи исследования

2.МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГДТ

2.1. Расчет физикохимических свойств потоков в процессе ГДТ.

2.1.1. Температура кипения компонентов смеси гидроочистки ДТ.

2.1.2. Приведенная температура, давление и ацентрический фактор смеси

2.1.3. Коэффициент сжимаемости смеси.
2.1.4. Константа фазового равновесия компонентов смеси.
2.1.5. Энтальпия отдельных компонентов в смеси гидроочистки ДТ.
2.1.6. Молекулярные массы отдельных компонентов в смеси процесса гидроочистки ДТ
2.1.7. Плотности отдельных компонентов в смеси гидроочистки ДТ.
2.2. Разработка общего математического описания процесса ГДТ.
2.2.1. Математические модели второго уровня
2.2.1.1. Математическая модель теплообменника
2.2.1.2. Математическая модель сепаратора
2.2.1.3. Математическая модель реактора
2.2.1.4. Математическая модель стабилизационной колонны ДТ
2.2.1.5. Математическая модель абсорбера очистки РВСГ.
2.2.1.6. Математическая модель отгоной колонны
2.2.2. Математические модели первого уровня
2.2.2.1. Математическая модель РБ
2.2.2.2. Математическая модель ГС
2.2.2.3. Математическая модель БХС.
2.2.2.4. Математическая модель БСДТ
2.2.2.5. Математическая модель БОГ.
2.3. Обобщенная математическая модель процесса гидроочистки ДТ.
2.4. Коррекция математической модели процесса гидроочистки ДТ
2.5. Программная реализация математической модели процесса ГДТ.
3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГДТ
3.1. Постановка задачи системы управления процессом гидроочистки ДТ
3.2. Разработка системы управление процессом гидроочиегки ДТ.
3.3. Обобщенный алгоритм управления процессом гидроочистки ДТ
3.3.1. Обобщенный алгоритм управления РБ.
3.3.1.1.Алгоритм расчета управляющих воздействий в РБ
3.3.1.2. Алгоритм поиска значения входного содержания серы в сырьевой фракции ДТ
3.3.2. Обобщенный алгоритм управления БХС
3.3.3. Обобщенный алгоритм управления БСДТ.
3.3.4. Обобщенный алгоритм управления БОГ
3.3.4.1. Алгоритм управления абсорбером очистки РВСГ.
3.3.4.2. Алгоритм управления абсорбером очистки неочищенного газа.
3.3.4.3. Алгоритм управления отгонной колонной бензина.
3.4. Алгоритм управления процессом гидроочистки ДТ во времени
3.5. Программная реализация системы управления процессом ГДТ.
4. ТЕСТОВАЯ ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЛЕКСА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГДТ.
4.1. Сравнение результатов расчета параметров процесса ГДТ по математической модели с их реальными значениями.
4.2. Тестовые сравнения, результатов реализации управляющих воздействий на реальном процессе с результатами управления по математической модели.
4.3. Исследование работы СУ процессом ГДТ при изменении фракционного состава и содержание серы в сырьевой фракции ДТ на входе на установку гидроочистки ДТ
4.4. Исследование работы СУ процессом ГДТ при изменении температуры сырьевой фракции ДТ на входе на установку гидроочистки ДТ.
4.5. Исследование работы СУ процессом ГДТ при изменении содержания водорода в свежем ВСГ.
4.6. Исследование работы СУ процессом ГДТ при изменении объемного содержания водорода в рециркуляционном ВСГ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В. Математическая модель для управления процессом гидроочистки ДТ Информационные технологии в науке, образовании и производстве Сб. Междунар. ОрелОрелГТУ, . Т. 3. С. . Система управления реакторным блоком процесса гидроочистки дизельного топлива А. Н.Борзов, В. В. Сотников, Н. В. Лисицын, Д. А. Сибаров Автоматизация в промышленности. С. . Борзов А. Н., Лисицын Н. В., Сотников В. В., Сибаров Д. А, Управление процессом гидроочистки дизельного топлива Математические методы в технике и технологии Сб. Междунар. Казань. Т. . С. . Сотников В. В., Борзов А. Н., Сибаров Д. А., Лисицын Н. В. Программный продукт Моделирование и управление процессом гидроочистки ДТ Гидроочистка ДТ Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ . Офиц. Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных схем . Москва. С.3. В данной главе рассмотрены физикохимические и конструктивные особенности исследуемого процесса гидроочистки ДТ, рассмотрено влияние технологических параметров на процесс гидроочистки ДТ в реакторе. Особое внимание уделено необходимости предварительного изучения физикохимических закономерностей описывающий состояние смеси в любой точке установки гидроочистки ДТ. Проведен обзор существующих методов и СУ гидроочистки ДТ, который свидетельствует о том, что современные СУ не учитывают ряд факторов содержание входной серы в фракции ДТ, фракционный состав сырьевой фракции ДТ, расход свежего ВСГ и из рецикла, концентрация водорода в свежем и рециркуляционном ВСГ, парциальное давление водорода, температура на входе в реактор, давление на входе в реактор, определяющих качество протекания технологического процесса. СУ. В соответствии с целью работы сформулированы задачи исследования. Объектом исследования является установка гидроочистки ДТ, которая обеспечивает остаточное содержание серы в целевом продукте не более 0. Технологическая схема установки представлена на рис. Процесс ее функционирования кратко можно описать следующим образом. Сырье I фракция С нагнетается центробежным компрессором 1 в теплообменникЗ, где нагревается теплом стабильного ДТХ1Х, поступающего из нижней части стабилизационной колонныЮ. Свежий ВСГН поступает с процесса риформинга бензина. Часть свежего ВСГГУ направляется для нафева в печи1, и затем используется для стабилизации ДТ в колоннсЮ с целью снижения парциального давления паров ДТ, другая часть смешивается с рециркуляционным ВСГУ1. Рис. Технологическая схема установки гидроочистки ДТ. Образовавшаяся смесь VIII подается на смешение с нагретой фракцией ДТ1 после теплообменникаЗ. Циркуляционный ВСГУ является только частью общего рециркуляционного IV, выделившегося в результате МЭА очистки в абсорбере . Неиспользованный рсциркуляцинный ВСГУН в виде отдува смешивается с топливным газом IX, образовывая смесь X, которая в дальнейшем сжигается в печи1. В теплообменнике 4 смесь фракции ДТ и ВСГХН нагревается потоком газопродуктовой смесиХШ на выходе из реактора, и затем направляется в печь1. В печи осуществляется дальнейший нагрев смесиХН иотокомХ. Для осуществления горения смеси топливного газа и рециркуляционного ВСГХ дополнительно в печь подастся компрессором 2 воздухХ. После печи подогретая смесьХИ попадает в реактор2, где под воздействием каталитических реакций смссьХН преобразуется в газопродуктовую смесьХШ, состоящую из ДТ, бензина, газа, сероводорода, воды и аммиака. На входе из реактора газопродуктовая смесь XIII отдает свое тепло вновь поступившей газосырьевой смесиХИ и подаст в горячий сепаратор5. Парогазовая смесь из горячего сепаратора5 используется для нагрева гидрогенизата из холодного сепаратора9 и получения водяного пара в рибойлере. Затем смесь газа и нефтепродукта охлаждается последовательно в воздушном7 и водяном8 холодильниках и поступает в холодный сепаратор, где отделяется рециркулирующий XVI, содержащий сероводород. ГидрогенизатХУИ из холодного сепаратора9, предварительно нагретый в теплообменникеб парогазовой смесью из горячего сепаратора5, смешивается с гидрогенизатомХУ из горячего сепаратора5 и образовавшаяся смесь XVI направляется в колонну стабилизаций .