RU2081664C1

RU2081664C1 - Method of automatic regulation of thermal conditions of rectification column

Info

Publication number: RU2081664C1
Application number: RU95103907A
Authority: RU
Inventors: А.И. Мустафин; С.Н. Кондрашов; А.Г. Шумихин; П.И. Мустафин; А.Н. Елсуков; В.А. Никонов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "ЛУКойл-Пермнефтеоргсинтез"
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1997-06-20

Abstract

FIELD: automatic regulation of rectification processes; applicable in chemical, petroleum refining and other industries. SUBSTANCE: the offered method of regulation is effected by stabilization of pressure differential of boiling circulating product in tubular coil of heater with temperature correction of distillation part of rectification column and rate of variation of flow rate ratio of feed and circulating product. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области автоматического регулирования процесса ректификации и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of automatic regulation of the rectification process and can be used in chemical, oil refining and other industries.

Известен способ автоматического регулирования теплового режима ректификационной колонны путем изменения расхода топлива в подогреватель циркулирующего нижнего продукта в зависимости от температуры отгонной части колонны (Шувалов В.В. Огаджанов Г.А. Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М. Химия, 1991. С. 439, 440). A known method of automatically controlling the thermal regime of a distillation column by changing the fuel consumption in the heater of the circulating bottom product depending on the temperature of the distillation part of the column (Shuvalov V.V. Ogadzhanov G.A. Golubyatnikov V.A. Automation of production processes in the chemical industry. M. Chemistry , 1991.S. 439, 440).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает стабилизацию парового потока в ректификационной колонне, т.к. на процесс парообразования влияет изменение давления и состава питания, что приводит к низкому качеству регулирования. The disadvantage of this method is that it does not provide stabilization of the steam flow in the distillation column, because the process of vaporization is affected by a change in pressure and composition of the feed, which leads to poor quality control.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического регулирования теплового режима ректификационной колонны путем стабилизации перепада давления циркулирующего продукта в подогревателе (А.с. СССР N 538723, опубл. Б.И. N 46 15.12.76). Closest in technical essence to the proposed one is a method for automatically controlling the thermal regime of a distillation column by stabilizing the pressure drop of the circulating product in the heater (A.S. USSR N 538723, publ. B.I. N 46 15.12.76).

Недостатком известного способа является большая инерционность системы регулирования при возмущении со стороны расхода питания, что приводит к ухудшению качества продуктов разделения. The disadvantage of this method is the large inertia of the control system when disturbed by the power consumption, which leads to a deterioration in the quality of separation products.

Изобретение направлено на решение задачи стабилизации качества продуктов разделения ректификационной колонны при переменном расходе питания. Решение задачи опосредовано новым техническим результатом, который заключается в повышении точности регулирования теплового режима колонны. The invention is aimed at solving the problem of stabilizing the quality of the products of separation of a distillation column with a variable flow rate. The solution to the problem is mediated by a new technical result, which is to increase the accuracy of regulation of the thermal regime of the column.

Данный технический результат достигается тем, что в способе автоматического регулирования теплового режима ректификационной колонны путем стабилизации перепада давления кипящего циркулирующего продукта в подогревателе с коррекцией по температуре отгонной части ректификационной колонны, согласно изобретению расход топлива в подогреватель регулируют в зависимости от перепада давления циркулирующего продукта в трубчатом змеевике подогревателя с дополнительной коррекцией по скорости изменения отношения расходов питания и циркулирующего продукта. При этом происходит уменьшение величины перерегулирования и времени переходного процесса при возмущении со стороны расхода питания, что приводит к повышению точности регулирования температуры отгонной части ректификационной колонны и уменьшению дисперсии показателей качества получаемых продуктов. This technical result is achieved in that in a method for automatically controlling the thermal regime of a distillation column by stabilizing the pressure drop of a boiling circulating product in a heater with temperature correction of the distillation column distillation column, according to the invention, the fuel consumption in the heater is regulated depending on the pressure difference of the circulating product in the tubular coil a heater with an additional correction for the rate of change in the ratio of power consumption and compass uyuschego product. At the same time, the overshoot and the transient time decrease with disturbance from the supply side, which leads to an increase in the temperature control accuracy of the distillation distillation column and a decrease in the dispersion of the quality indicators of the resulting products.

Существенные признаки: стабилизация перепада давления кипящего циркулирующего продукта в подогревателе с коррекцией по температуре отгонной части ректификационной колонны. Salient features: stabilization of the differential pressure of the boiling circulating product in the heater with temperature correction of the distillation column distillation column.

Отличительные признаки: расход топлива в подогреватель регулируют в зависимости от перепада давления циркулирующего продукта в трубчатом змеевике подогревателя с дополнительной коррекцией по скорости изменения отношения расходов питания и циркулирующего продукта. Distinctive features: the fuel consumption in the heater is regulated depending on the pressure drop of the circulating product in the tubular coil of the heater with additional correction for the rate of change in the ratio of power consumption and circulating product.

На чертеже изображена принципиальная схема автоматического регулирования теплового режима ректификационной колонны, реализующая предложенный способ. The drawing shows a schematic diagram of automatic regulation of the thermal regime of a distillation column that implements the proposed method.

Схема содержит ректификационную колонну 1, датчик 2 расхода питания, датчик 3 расхода циркулирующего продукта в подогреватель 4, датчик 5 и регулятор 6 перепада давления циркулирующего продукта, исполнительный механизм 7 на линии подачи топлива в подогреватель, датчик 8 и регулятор 9 температуры отгонной части ректификационной колонны, функциональный блок 10, сумматор 11. The circuit contains a distillation column 1, a power consumption sensor 2, a circulating product flow rate sensor 3 to a heater 4, a circulating product pressure sensor 5 and a differential pressure controller 6, an actuator 7 on the fuel supply line to the heater, a sensor 8 and a temperature controller 9 of the distillation column distant column , function block 10, adder 11.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

В реактификационную колонну 1 подают многокомпонентную углеводородную смесь, расход которой измеряют датчиком 2. Циркулирующий продукт, расход которого измеряют датчиком 3, нагревают в подогревателе 4 и подают в отгонную часть колонны 1. Перепад давления кипящего циркулирующего продукта в трубчатом змеевике подогревателя 4 измеряют датчиком 5 и регулируют изменением расхода топлива в подогреватель по сигналу с регулятора 6 исполнительным механизмом 7. Датчиком 8 измеряют температуру отгонной части ректификационной колонны 1. Сигнал регулятора 9 температуры поступает в сумматор 11, в который также поступает корректирующий сигнал функционального блока 10, соответствующий скорости изменения отношения расходов питания и циркулирующего продукта. Выходной сигнал сумматора 11 служит заданием регулятору 6 перепада давления циркулирующего продукта. A multicomponent hydrocarbon mixture is fed to the reactivation column 1, the flow rate of which is measured by the sensor 2. The circulating product, the flow rate of which is measured by the sensor 3, is heated in the heater 4 and fed to the stripping part of the column 1. The pressure drop of the boiling circulating product in the tubular coil of the heater 4 is measured by the sensor 5 and regulate by changing the fuel consumption to the heater according to the signal from the regulator 6 by the actuator 7. The temperature of the distillation column distillation column 1 is measured by a sensor 8. 9 torus temperature supplied to the adder 11, which also receives the correction signal of the functional unit 10 corresponding to speed change ratio costs and power circulating product. The output signal of the adder 11 serves as a task to the regulator 6 of the differential pressure of the circulating product.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Данный пример был осуществлен на установке АТ-5 нефтеперерабатывающего завода АООТ "ЛУКойл Пермнефтеоргсинтез". This example was carried out at the installation of the AT-5 refinery AOOT LUKoil Permnefteorgsintez.

В ректификационную колонну блока вторичной перегонки бензина К10 (поз.1) диаметром 3000 мм, оборудованную 60 тарелками S-образного типа и работающую под давлением P_k 0,09 0,15 МПа, подают многокомпонентную углеводородную смесь бензиновую фракцию 62 180^oC. Исходная фракция с расходом Q_п 70 90 м³/ч, измеряемым датчиком 2, и температурой t_п 140-150^oC поступает в колонну на 25 тарелку (счет снизу). С низа колонны выводят фракцию 105 180^oC, часть которой с расходом Q_п 50 70 м³/ч, измеряемым датчиком 3, нагревают в трубчатой печи 4 и подают в отгонную часть ректификационной колонны. Перепад давления циркулирующего продукта в трубчатом змеевике печи ΔP 0,3 0,65 МПа измеряют датчиком 5 и регулируют изменением расхода топливного газа в печь по сигналу с регулятора 6 исполнительным механизмом 7. Регулятор 9 по сигналу с датчика 8, измеряющего температуру отгонной части ректификационной колонны t_о 150 160^oC, генерирует управляющий сигнал, поступающий в сумматор 11, где суммируется с корректирующим сигналом функционального блока 10, соответствующим скорости изменения отношения расходов питания и циркулирующего продукта. Сумматор 11 изменяет задание регулятору 6 перепада давления циркулирующего продукта.In a distillation column of a K10 gasoline secondary distillation unit (item 1) with a diameter of 3000 mm, equipped with 60 S-type plates and operating under pressure P _k 0.09 0.15 MPa, a multicomponent hydrocarbon mixture is supplied with a gasoline fraction of 62 180 ^o C. fraction with a flow rate of Q _p 70 90 m ³ / h, measured by the sensor 2, and a temperature t _p 140-150 ^o C enters the column for 25 plate (count from the bottom). From the bottom of the column, a fraction of 105 180 ^° C is withdrawn, part of which with a flow rate of Q _p 50 70 m ³ / h, measured by sensor 3, is heated in a tube furnace 4 and fed to the distillation section of the distillation column. The pressure drop of the circulating product in the tube coil of the furnace ΔP 0.3 0.65 MPa is measured by the sensor 5 and regulated by changing the flow of fuel gas into the furnace according to the signal from the regulator 6 by the actuator 7. The regulator 9 by the signal from the sensor 8, which measures the temperature of the distillation column distillation column t _about 150 160 ^o C, generates a control signal supplied to the adder 11, where it is added to the correction signal of the functional unit 10, corresponding to the rate of change of the ratio of power consumption and circulating product. The adder 11 changes the task of the regulator 6 differential pressure of the circulating product.

В таблице представлены показатели технологического режима и результаты лабораторных анализов фракционного состава питания (фракции 62 180^oC) и продуктов разделения ректификационной колонны (фракций 62 105^oC и 105 - 180^oC) по ГОСТ 2177 82 при автоматическом регулировании теплового режима колонны согласно предлагаемому способу (вариант 1) и прототипу (вариант 2).The table shows the indicators of the technological regime and the results of laboratory analysis of the fractional composition of the feed (fraction 62 180 ^o C) and the separation products of the distillation column (fractions 62 105 ^o C and 105 - 180 ^o C) according to GOST 2177 82 with automatic regulation of the thermal regime of the column according to the proposed the method (option 1) and the prototype (option 2).

Сравнение результатов, приведенных в таблице, показывает, что при переменном расходе питания автоматическое регулирование теплового режима ректификационной колонны согласно предлагаемому способу позволяет в 1,7 раза повысить точность регулирования температуры отгонной части колонны, что приводит к уменьшению дисперсии показателей качества продуктов разделения в 1,9 раза. A comparison of the results shown in the table shows that with variable power consumption, automatic regulation of the thermal regime of the distillation column according to the proposed method allows 1.7 times to increase the temperature control accuracy of the distillation part of the column, which leads to a decrease in the dispersion of the quality indicators of separation products in 1.9 times.

Таким образом, преимущество предлагаемого способа заключается в стабилизации качества продуктов разделения ректификационной колонны при переменном расходе питания. Другое преимущество заключается в уменьшении вероятности получения некондиционных продуктов, при этом появляется возможность изменения границы деления продуктов таким образом, чтобы уменьшить температуру отгонной части колонны, а следовательно, и расход энергоресурсов на нагрев циркулирующего продукта. Thus, the advantage of the proposed method is to stabilize the quality of the separation products of the distillation column at a variable flow rate. Another advantage is to reduce the likelihood of producing substandard products, while it becomes possible to change the division line of products in such a way as to reduce the temperature of the distant part of the column, and hence the energy consumption for heating the circulating product.

Claims

A method for automatically regulating the thermal regime of a distillation column by stabilizing the differential pressure of a boiling circulating product in a heater with temperature correction of the distillation column distillation column, characterized in that the fuel consumption in the heater is controlled depending on the differential pressure of the circulating product in the heater’s tubular coil with additional speed correction changes in the ratio of food consumption and circulating product.