Управление качеством дистиллятов в процессах ректификации нефтепродуктов в условиях нестационарности : На примере установки замедленного коксования 21-10/ЗМ

• Автор: Парамонов, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 145 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Процесс замедленного коксования тяжелых нефтяных остатков

1.1 Физикохимические основы процесса.

1.2 Описание промышленного процесса замедленного коксования.

1.3 Постановка задачи управления качеством дистиллятов

1.4 Анализ блока ректификации как объекта управления

1.5 Анализ работ по управлению качеством дистиллятов

2 Математическое моделирование процесса ректификации многокомпонентных смесей.

2.1 Анализ математических описаний процесса ректификации

2.2 Требования к математической модели процесса ректификации

, 2.3 Термодинамическая модель состояния многокомпонентной
парожидкостной системы.
3 Разработка и исследование алгоритмов управления качеством дистиллятов в промышленном процессе замедленного коксования тяжелого нефтяного сырья
3.1 Алгоритм расчета температуры на отборных тарелках дистиллятов
3.2 Алгоритм адаптации математической модели к текущему состоянию
процесса ректификации
3.3 Исследование термодинамической модели многокомпонентной
парожидкостной системы в промышленных условиях.
4 Автоматический способ управления качеством дистиллятов процесса замедленного коксования тяжелого нефтяного сырья.
4.1 Реализация автоматического способа управления в АСУТП установки
замедленного коксования
4.2 Исследование автоматического способа управления качеством
дистиллятов на действующем производстве
4.3 Методика расчета экономического эффекта
Библиографический список.
Приложение 1. Средние значения технологических параметров установки
замедленного коксования ЗМ.
Приложение 2. Значения технологических параметров опытного пробега установки замедленного коксования ЗМ с использованием для управления качеством дистиллятов типового проектного
решения.
Приложение 3. Значения технологических параметров опытного пробега установки замедленного коксования ЗМ с использованием для управления качеством дистиллятов способа автоматического
управления.
Приложение 4. Суточные материальные балансы установки замедленного коксования ЗМ во время проведения опытного
пробега
Приложение 5. Акт испытания изобретения Способ автоматического управления процессом разделения паров коксования тяжелого нефтяного
сырья на фракции.
Приложение 6. Акт о внедрении научнотехнического достижения Способ автоматического управления процессом разделения паров коксования тяжелого
нефтяного сырья на фракции.
Приложение 7. Сборник инструкций по установке ЗМ производства кокса и технического углерода АООТ ЛУКОЙЛПермнефтеоргсинтез, инструкция ПКТ По эксплуатации системы управления блоком ректификации К
установки
Приложение 8. Акт об использовании изобретения Способ автоматического управления процессом разделения паров коксования тяжелого нефтяного сырья на фракции.
Приложение 9. Расчет прибыли от внедрения изобретения Способ автоматического управления процессом разделения паров коксования тяжелого нефтяного сырья на фракции.
Введение
Актуальность


Для исследования работоспособности алгоритма термодинамической модели состояния многокомпонентной парожидкостной системы в промышленных условиях проведен пассивный эксперимент. Для размыкания системы уравнений модель модифицирована. В результате проведения эксперимента установлено, что разность между значениями среднемольных температур кипения дистиллятов, полученных в результате расчета по модели и лабораторного анализа, не превышает допустимой погрешности лабораторного анализа, что приемлемо для промышленных условий. В четвертой главе рассмотрена реализация способа автоматического управления качеством дистиллятов в АСУТП установки ЗМ ООО ЛУКОЙЛПермнефтеоргсинтез на базе распределенной системы управления i 3. Качество дистиллятов задается оператором в виде значений объемных интегральных разгонок дистиллятов, по модели рассчитываются температуры в секциях колонны, управление которыми обеспечивает заданное качество дистиллятов, АСР по отклонению температуры на отборных тарелках, изменяя значения орошений, стремятся установить их текущие значения равными заданным. Для исследования способа автоматического управления проведен опытный пробег установки. В течение 7 суток для управления качеством дистиллятов использовалось базовое проектное решение, заключающееся в стабилизации температурного профиля колонны на регламентных значениях и в незначительной его корректировке оператором в зависимости от результатов лабораторного анализа качества дистиллятов. В течение последующих 7 суток для управления качеством дистиллятов использовался рассмотренный способ автоматического управления. Для оценки эффективности разработанного технического решения предложена методика расчета экономического эффекта. В заключении сформулированы основные результаты работы, имеющие научное и практическое значение. В приложениях приведены средние значения технологических параметров процесса, описание автоматической системы, реализующей разработанный способ управления, рабочая инструкция оператора, результаты опытного пробега, акт испытания, справка об использовании результатов работы, расчет экономического эффекта. Диссертационная работа является частью научных исследований, выполненных в соответствии с планами научноисследовательских работ по научнотехнической программе Министерства образования РФ Химия, химическая технология и химическое машиностроение г. Г.Р. Министерства образования РФ Автоматизированные системы, средства автоматизации и вычислительная техника г. Г.Р. Западный Урал актуальные проблемы научнотехнического развития и экологической безопасности г. Разработка теоретических основ и алгоритмов гибкого автоматизированного управления технологическими процессами многономенклатурных химических производств в условиях быстроменяющейся конъюнктуры рынка. Сырьем для коксования могут служить тяжелые остатки, получающиеся в результате атмосферновакуумной перегонки нефти, пропановой деасфальтизации асфальт деасфальтизации, термического крекинга прямогонных тяжелых остатков и др. Эти тяжелые остатки представляют собой смесь высокомолекулярных углеводородов и соединений, содержащих, кроме углерода и водорода, еще и гетероатомы серу, кислород, азот и в небольших количествах металлы ванадий, никель, кобальт, железо, молибден, титан и др. Коксование тяжелых нефтяных остатков можно рассматривать как процесс глубокого термического крекинга, который осуществляется обычно при температурах С и давлении 0. О.б МПа. При этом получаются газообразные и жидкие продукты реакций деструкции, а также твердый продукт реакций поликонденсации и глубокого уплотнения кокс углеродистый остаток. Процесс коксования является суммой параллельнопоследовательных и последовательнопараллельных реакций, протекающих главным образом по радикальному механизму. Реакции распада являются эндотермическими реакциями, требующими подвода тепла извне, а реакции конденсации и уплотнения экзотермическими, протекающими с выделением тепла. Типы основных химических реакций, протекающих при коксовании нефтяных остатков, представлены ниже.