Способ управления процессом выделения н-парафинов в адсорбционных установках

 

Изобретение относится к способам управления процессом выделения высокочистых жидких парафинов из нефтяных фракций в адсорбционных установках и позволяет повысить степень извлечения нормальных парафинов из сырья за счет повьшения точности регулирования. Способ заключается в оптимизации фаз цикла процесса в зависимости от концентрации и расхода н-парафинов на выходе адсорбера, измерении концентраций н-парафинов и аммиака в газосырьевой смеси и ее расхода, концентрации и расхода десорбата, определении по измеренным параметрам текущей емкости адсорбента и регулирования продолжительности фаз цикла процесса в зависимости от значений измеряемых параметров и текущей емкости адсорбента . 1 ил. е сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1435275 А 1 (511 4 В 01 D 53/00, G 05 D 27/00

Т.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4187486/23-26 (22) 28.01,87 (46) 07 ° 11.88. Бюл. У 41 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) Н.В.Романов, Н.В,Лисицын, В.В.Кашмет, А.З.Яшин, В.С.Соболь и А.Ф.Арутюнян (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1041558, кл, С 10 G 25/03, 1981.

Способ оптимизации структуры цикла процесса адсорбционного выделения н-парафинов. — Нефтепереработка и нефтехимия, 1984, У 3. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫДЕЛЕНИЯ н-ПАРАФИНОВ В АДСОРБЦИОННЫХ УСТАНОВКАХ (57) Изобретение относится к способам управления процессом выделения высокочистых жидких парафинов из нефтяных фракций в адсорбционных установках и позволяет повысить степень извлечения нормальных парафинов из сырья за счет повышения точности регулирования. Способ заключается в оптимизации фаз цикла процесса в зависимости от концентрации и расхода н-парафинов на выходе адсорбера, измерении концентраций н-парафинов и аммиака в газосырьевой смеси и ее расхода, концентрации и расхода десорбата, определении по измеренным параметрам текущей емкости адсорбента и регулирования продолжительности фаз цикла процесса в зависимости от значений измеряемых параметров и текущей емкости адсорбента. 1 ил.

1435275

Изобретение относится к способам .управления процессами разделения углеводородных смесей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и неф- техимической промышленности, в частности для управления процессом выделения высокочистых жидких парафинов иэ нефтяных фракций в адсорбционных установках. 10

Цель изобретения - увеличение степени извлечения н-парафинов иэ сырья за счет повьииення точности регулированияg

На чертеже представлена принципи- 15 альиая схема устройства управления, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит адсорберы 13, соединенные с линией 4 газосырьевой смеси (ГСС), соединенной с рас- 20 ходомером 5 ГСС и анализатором б сос" тава ГСС, и линией=7 десорбента, соединенной с расходомером 8 десорбента и анализатором 9 десорбента. Выходы расходомеров 5 и 8 и анализаторов 25

6 и 9 соединены с соответствую>цнии входами блока 10 расчета управлякщих воздействий. Выход блока 10 соединен с блоком 11 эадатчиков, выход которого соединен с блоком 12 30 управления клапанами 13-27. Выходы расходомеров 5 и 8 и анализаторов

6 и 9 соединены также с блоком 28 расчета параметров, модели, который соединен с выходами расходомера 29 и анализатора 30 выходного потока, Расходы сырья и десорбента, посту. пающих в адсорберы, являются величинами постоянными, так как регулируются на заданном уровне. Нерегулируе- 40 жми возмущениями на входе адсорберов являются концентрация н-парафинов в сырье и концентрация аммиака в десорбенте и газе-носителе. Поэто. му управление выделением н-парафинов 45 осуществляется путем учета изменений этих концентраций.

Способ осуществляют следующим образом.

Цель управления достигается при ус"5

„50 ловии обеспечения заданного качества и" парафинов при заданном расходе сырья ипи в формализованном виде

1эя

So Я C »dt + Sg Я C BС 55 ч при условии

Б», .Q ° C»-»dt + S» Я C>>» dt 3>»

S, qdt + S I" qdt () двух 0ь* >

Иатематической моделью процесса, является модель двухкомпонентной нэо" термической адсорбции, описываемая системой дифференциальных уравнений в частных производных, ас „„з „=

+ -- — — + е Л Д Aj

Зс н.

W -- — -- 0 ах ! >> »з

Дл

BC f49I

W-- — -- =Oi (3) аС»»

З »=»

gA

IE, 5 С „.„- < „(а„,„, а»»,)3 " кн д Р >. С > >й (а >>-qt »>H> Я»

» где С„.„- концентрация н-парафинов

ЪЬ в выходном потоке»Х;

С„„- заданная концентрация нпар афинов, выделенных s a время цикла,7.; — расход выходного потока, кг/с; (- расход сырья, кг/с; (э яданный p èñõoä cbIpbH ° зь кг/с, Т>, - продолжительность цикла,с;

V — стадия цикла "Вытеснение

А после десорбции";

D — стадия цикла "Десорбция"; — продолжительность стадии

VI>

VB,с;

- продолжительность стадии

Dsi с, С помощью автоматических анализаторов 6,9 и 30 и расходомеров 5,8 и 29 определяется характеристика входных и выходных потоков: расход газосырьевой смеси (ГСС), концентрация н-парафинов в ГСС, концентрация аммиака в

ГСС, расход десорбента, концентрация аммиака в десорбенте, расход выходного потока и концентрация и-парафинов в выходном потоке. На основании характеристик входных потоков oIIределяются характеристики выходного потока. Для этого используется математическая модель, которая реализуется либо аппаратурно, либо программно на 3BN.

14352 где С».„ - концентрация н-парафинов в газосырьевой фазе, м /мЗ

С я — концентрация аммиака в

3 э 5 газовой фазе, м /м; а я=р — концентрация н-парафинов в твердой фазе, мз/мэ; — время от начала цикла, с;

W — скорость газового потока 10 в адсорбере, м/с; р,и 1ь — коэффициенты внешнего массообмена, с ; х — длина адсорбера, м;

«(а =ани» функция о пределяющая 15 р авновесную концентрацию н-парафинов в газовой фазе, м /м f (ан=,«аин,) — функция, определяющая равновесную концентрацию 20 аммиака в газовой фазе, м /м

После окончания расчета харак-еристик выходного потока производится сравнение расчетных и экспериментait..- 25 ных данных, на основании чего осущест. вляется расчет параметров модели, а именно определяются значения М, р, 1 и емкости молекулярных сит, Далее выполняется оптимиз ация цикла, при- 30 чем в качестве начального приближения используется значение продолжительности стадий цикла, которые су- ществуют во время проведения пробоотбора. Способ управления позволяет 35 выполнять пересчет времени стадий цикла автоматически при изменении характеристик входных материальных потоков. Расчет текущей емкости молекулярных сит выполняется с помощью 40 математической модели (3) в зависимости от времени работы установки с момента загрузки молекулярных сит или последней их регенерации. Поэтому определение характеристик выход- 45 ных материальных потоков для расчета емкости молекулярных сит необходимо лишь в период пуска установки и в тех случаях, когда происходит нарушение технологического режима, что может вызвать резкое изменение состояния молекулярных сит, Газосырьевая смесь на стадии VD поступает в адсорбер 1, в котором происходит вытеснение н-парафинов, оставшихся в адсорбере 1 после стадии

55 десорбции, в линию десорбата. После окончания стадии VD вьжод адсорбера

1 переключается на линию промывного

75 4 продукта. Начинается стадия продувки (S,U ) во время которой Н3 адсорбера 1 выходит смесь денормалиэата (обеспар афиненное сырье) и н-парафинов. После окончания стадии продувки выход адсорбера 1 переключается на ли. нию денормалиэата, а на вход его продолжает поступать газосырьевая смесь и начинается стадия адсорбции (А).

С выхода адсорбера 1 поступает денормализат. В период протекания стадий

VD S Ч, А с датчиков 5 и б информация поступает на блок 10. После за" вершения стадии А выход адсорбера 1 подключается к линии 7 и начинается стадия вытеснения после адсорбции

Uä. С выхода адсорбера 1 продолжает поступать денормализат. Далее следует стадия промывки S предназначенная для десорбции неселективно адсорбированных нелинейных углеводородов (ароматика и изопарафины), Выход адсорбера 1 переключается на линию промывного продукта. Далее следует стадия Ds, При этом выход адсорбера 1 соединяется с линией денормалиэата.

В период подачи десорбента на вход адсорбера 1 на блок 10 поступают сигналы с элементов 8 и 9. На основании информации, получаемой в течение цикла с расходомеров 5 и 8 и анализаторов 6 и 9 блок 10 рассчитывает оптимальные управляющие воздействия в виде значений продолжительности стадий цикла в секундах, которые поступают на блок ll, который отсчитывает длительность стадий цикла и выдает команды релейного типа на блок 12, который управляет переключением клапанов 13-27. В режиме расчета емкости, молекулярных сил на блок 28 поступают сигналы с элементов 5,6,8,9,29 и 30.

Рассчитанные значения с блока 28 передаются на блок 10.

В адсорберах 2 и 3 протекают те же стадии, что и в адсорбере 1, но со сдвигом во времени на одну треть цикла- во втором и на две трети в третьем адсорбере.

Способ позволяет компенсировать возмущения, связанные с изменением состояния молекулярных сит и изменением характеристик входных материальных потоков, обеспечивает увели" чение выхода целевого продукта эа счет оптимального использования емкости молекулярных сит на 0,57,, за счет уменьшения технологических по1435275

Формул а из об р ет ения

Составитель А.Каретников

Техред М.Моргентал

Корректор А.Обручар

Редактор А.Козориз

Заказ 5582/б

Подпис но е

Тираж 642

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 терь на 0,2% и стабилизацию качества целевого продукта на заданном уровне за счет повышения точности управления процессом.

Способ управления процессом выделения н-парафинов в адсорбционньгл установках из гаэосырьевой смеси путем оптимизации фаз цикла процесса в зависимости от изменения концентрации и расхода н-парафинов на выходе адсорбера, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения степени извлечения н-парафинов за счет повышения точности регулирования дополнительно измеряют концентрацию нпарафинов и аммиака в гаэосырьевой смеси и ее расход и концентрацию и расход десорбата, по измеряемым параметрам определяют текущую емкость адсорбента, а продолжительность фаз цикла процесса регулируют в зависимости от значений измеряемых параметров и текущей емкости адсорбента.