Управление процессами пуска и останова установки каталитического риформинга на основе математической модели

• Автор: Белая, Татьяна Иоанновна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. УСТАНОВКА КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА КАК

ОБЪЕКТ ПУСКА И ОСТАНОВА

1.1. Технологические особенности процесса каталитического риформинга

1.2. Анализ установки каталитического риформинга как объекта пуска и останова

1.2.1. Особенности операций пуска и останова катал ити1чес ко го риформинга

1.2.2. Установка каталитического риформинга как объект пуска и останова

1.3. Анализ математических моделей для целей управления

1.4. Анализ систем управления установкой каталитического риформинга

1.5. Выводы
2. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ПУСКА И ОСТАНОВА
УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА
2.1. Управление блоком гидроочистки
2.1.1. Процесс гидроочистки как объект управления
2.1.2 Влияние управляющих параметров на процесс гидроочистки
2.2. Управление блоком риформинга
2.2.1. Процесс риформинга как объект управления
2.2.2. Влияние управляющих параметров на процесс риформинга
2.3. Автоматическое регулирование и контроль процесса
2.4. Постановка задачи управления процессами пуска и останова установки каталитического риформинга
2.5. Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ПУСКА И ОСТАНОВА УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА
3.1. Математическое описание процессов пуска и останова
3.1.1. Математическое описание процесса гидроочистки
3.1.2. Математическое описание процесса риформинга
3.2. Анализ математических пакетов для решения модели
3.3. Метод конечных разностей для решения математической модели пуска и останова
3.4. Выводы
4. ОЦЕНКА КОЭФФИЦИЕНТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ПРОВЕРКА ЕЕ АДЕКВАТНОСТИ
4.1. Оценка адекватности математической модели
4.2. Исследование динамики каналов управления
4.3.Программный комплекс для управления процессами пуска и останова
4.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Программный комплекс, включающий подсистемы моделирования стадий гидроочистки и риформинга, адаптивный по отношению к характеристикам сырья и оборудования, применение которого в системе управления установкой каталитического риформинга позволит повысить уровень автоматизации за счет советов оператору по выбору управляющих воздействий при переходе на новое задание пуска/останова, тип сырья и марку катализатора. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на XIV международной научно-технической конференции "Математические методы в технике и технологиях", Смоленск, ; XV международной научно-технической конференции "Математические методы в технике и технологиях", Тамбов, ; I всероссийской научно-технической конференции "Современные проблемы математики и естествознания", Нижний Новгород, ; IV всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии в науке, проектировании и производстве", Нижний Новгород, . Г1о материалам диссертационной работы опубликовано семь работ. Эффективность проведенных исследований подтверждается актом о рекомендации к внедрению результатов работы в учебный процесс Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). Процесс риформинга бензинов является одним из наиболее многотоннажных в современной химии. Суммарная мощность установок риформинга в мире превышает 0 млн. Назначение процесса риформинга - производство высокооктановых бензинов и индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов) [. Это достигается превращением насыщенных углеводородов - парафинов и нафтенов - в ароматические. Сырьем риформинга служат прямогонные бензиновые фракции (нафта), выкипающие при - 0 С для производства бензола и толуола и при 0 - 0 °С для производства ксилолов (с содержание серы до 2 ppm) [5, 6, 7]. Основной продукцией является высоокгаповый дебутанизироваппым или депропанизированный стабильный катализат с октановым числом (по ММ) [7]. Процесс каталитического риформинга осуществляется при температурах 0 - 0 °С, повышенном давлении водорода - атм. После реактора продукты разделяются в двухступенчатом сепараторе на жидкий риформат и ВСГ водородсодержащий газ. ВСГ содержит - % об. Часть ВСГ циркулирует в системе, препятствуя дезактивации катализатора, а избыток выводится и направляется на установки гидроочистки, гидрокрекинга и т. Скорости основных реакций риформинга сильно различаются. Их соотношение примерно равно 0::1 на свежем катализаторе и около 4:2:1 - на приработанном, т. Поэтому количество катализатора в последовательных реакторах возрастает обратно этому соотношению [8, 9, ]. Для предотвращения отравления катализаторов риформинга серой и другими примесями каждая установка содержит блок гидроочистки сырья до уровня не боле 1 мг/кгееры [ - ]. Важной особенностью процесса риформинга является высокая термическая и реакционная устойчивость основных продуктов ароматических углеводородов [8, , ]. Это позволяет проводить процесс при большом избытке катализатора. Большое значение в технологии процесса имеют периоды пуска и приработки катализатора (5 - сут. В ходе этих операций формируется активный компонент катализатора; его активность падает, а селективность возрастает. Таким образом, процесс риформинга отличается непостоянством сырья, сложностью операций пуска, эксплуатации катализатора и останова установки. По сути, каждый межрегенерационный цикл отличается от предыдущего, а его режим адаптируется и корректируется по ходу эксплуатации. Эти технологические особенности, в совокупности с большим числом реагентов и реакций, затрудняют моделирование и оптимизацию процесса, особенно операций пуска и останова установки. Эксплуатирующиеся, реконструируемые и строящиеся в отрасли установки каталитического риформинга (КР) различаются по мощности, технологической схеме основных узлов, типу и размерам основного оборудования, а также наличию дополнительных узлов и сооружений 1. Один из вариантов установки КР представлен на рис. Содержание микропримесей в сырье риформинга, прошедшего предварительную гидроочистку, должно быть не более 1 мг/кг. Рис.