Способ управления процессом десорбции

 

Изобретение относится к способам управления процессами десорбции кислых компонентов из насыщенных поглотительных растворов и позволяет снизить энергетические затраты за счет оптимизации флегмового числа Способ заключается встабилизацией температуры флегмы, регулировании подачи пара в кипятильник десорбера по флегмовому числу, измерении концентрации кислого компонента в насыщенном поглотительном растворе, его температуры и давления в д€ сорбере и корректировке флегмового числа в зависимости от значений измеряемых параметров 4 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСЛУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4194394/23-26 (22) 04. 01.87 (46) 15.11.88. Бюл. И 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт углеводородного сырья и Казанский химико-технологический институт им. С.М. Кирова (72) А.М. Полоцкий, 3,Ш, Теляков, А.К. Лобашев, В.Б. Покровский и Г.А. Каспер (53) 66 ° 012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к 602210, кл. В 01 D 53/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 697172, кл. В 01 D 53/00, 1980, ÄÄSUÄÄ 1437082 А 1 (51)4 В 01 D 53/26, Г 05 D 27/00 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ДЕСОРБЦИИ (57) Изобретение относится к способам управления процессами десорбции кислых компонентов из насьпценных поглотительных растворов и позволяет снизить энергетические затраты за счет оптимизации флегмового числа. Способ заключается в- стабилизации температуры флегмы, регулировании подачи пара в кипятильник десорбера по флегмовому числу, измерении концентрации кислого компонента в насьпценном поглотительном растворе, его температуры и. давления в дасорбере и корректировке флегмового числа в зависимости от значений измеряемых параметров. 4 ил.

143 7082

Изобретение относится к способам управления процессами нефтепереработки и нефтехимии, а именно к способам управления процессом десорбции кислых

5 компонентов (например, Н Б, СО ) из насьпценных поглотительных растворов (например, МЭА, ДЭА).

Целью изобретения является снижение энергетических затрат за счет оптимизации флегмового числа.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — результаты расчета оптимальных управляющих воздей: ствий с использованием математической модели процесса; на фиг. 3 — зависимости флегмового числа от концентрации Н S в насьпценном растворе

2 при разных значениях давления и при фиксированной степени регенерации раствора (Х1 = 0,03 моль Н Я/моль

МЭА) на фиг. 4 — зависимости изменения основных параметров процесса десорбции во времени для прототипа 25 (кривые I III и V) и предлагаемого способа (кривые II и IV) .

Насьпценный кисльии компонентамн поглотительный раствор подают на верх десорбера 1 по трубопроводу 2, 3р снабженному анализатором 3 концентрации кислых компонентов и температурным датчиком 4. По трубопроводу 5 через клапан 6 в кипятильник 7 подают греющий пар. С верха десорбера по трубопроводу 8, снабженному датчиком

9 давления, отводят парогазовую смесь водяных паров и кислых компонентов.

Пары воды конденсируют в конденсаторе 10. Конденсат направляют в сепара- 4р тор 11, откуда через расходомер 12 подают на верхнюю тарелку десорбера в качестве флегмы.

Кислые компоненты с верха сепаратора 11 отводят из системы по трубо- 45 проводу 13, снабженному расходомером

14 кислого газа и клапаном 15 для поддержания давления. Устройство управления снабжено блоком 16 расчета фактического флегмового числа, вычислительным устройством 17 и блоком 18 сравнения.

Выход блока 18 сравнения соединен с входом регулятора 19 расхода пара в кипятильник 7. Давление в десорбе» ре 1 стабилизируется регулятором 20.

Температуру флегмы регулируют о сигналу с датчика 21 температуры изменением подачи охлаждающего агента в конденсатор 10 клапаном 22.

Расход насьнценного поглотительного раствора измеряют расходомером 23.

Способ осуществляют следующим образом, Входные параметры процесса (концентрация кислого компонента в насыщенном поглотительном растворе, его расход, температура подаваемого на десорбцию раствора, давление парогазовой смеси) регистрируют соответственно анализатором 3, расходомером 23, датчиком 4 температуры и датчиком 9 давления, сигналы с которых поступают в вычислительное устройство 17, которое рассчитывает оптимальные значения управляющих параметров процесса (давление в десорбере 1, флегмовое число десорбции, расход греющего пара в кипятильник 7) для заданной концентрации кислого компонента в регенерированном растворе (фиг. 2). Расчет оптимальных управляющих параметров в вычислительном устройстве 17 проводится с использованием математической модели процесса (например, основанной на закономерностях равновесного распределения кислых компонентов между паровой и жидкой фазами десорбера) или с использованием специально получаемых аппроксимационных зависимостей, связывающих между собой управляющие и независимые параметры процесса. Найденные значения управляющих параметров направляют в блок

18 сравнения.

Рассчитанные управляющие параметры. в блоке 18 сравнения сравнивают с фактическими, поступающими из блока 16 и вычислительного устройства 17, после чего видается задание регуляторам

19 расхода пара и 20 стабилизации давления на открытие или закрытие клапанов 6 и 15.

В случае отсутствия анализатора 3 концентрация кислых компонентов в насьпценном поглотительном растворе на" ходится из баланса распределения кислых компонентов между материальными потоками абсорбера. В этом случае вместо анализатора 3 в схему управления включают анализаторы кислых компонентов в газе на входе в абсорбер и на выходе из него.

Стабилизация температуры флегмы осуществляется клапаном 22.

143708 з

Пример. Управление процессом десорбции кислых компонентов из насыщенного поглатительного раствора моноэтаноламина (МЭА) осуществляется при переменном содержании сероводорода (Н,S} в насыщенном растворе. Концентрация МЭА в растворе 2,5 моль/л.

Концентрация H,S в регенерированном растворе задается (три значения для трех вариантов работы — 0,011, 0,02 и 0,03 моль Н,S/ìîëü МЭА) ° Производительность установки 30 т/ч по насыщенному раствору.

Расчетом на ЭВМ по математической модели, основанной на описании равновесного распределения Н2S между жидкой и паровой фазами в десорбере, полученьi зависимости флегмовых чисел от давления процесса при различных концентрациях Н $ в насыщенном (Х ) и рerенерированном (Х<) растворах

МЭА (фиг. 2). При постоянном значении давления флегмовое число (фиг. 3) уменьшается при увеличении уровня . 25 насьпцения раствора (Хп) и увеличивается при росте глубины регенерации (X,) . Так, при изменении концентрации

H S в насьпценнои растворе от 0,3 до

0,45 моль Н S/èîëü N3A при давлении Зо процесса 0,23 MIa и закрепленной глубине регенерации Х, 0,03 моль/моль флегмовое число снижается с 12 до 6, т.е. в два раза.

Если в процессе десорбции возника-, ют такие колебания концентрации насыщенного раствора, что характерно для условий работы блоков регенерации

МЭА на НПЗ, то использование известного способа управления требует закреплении флегмового числа на уровне 12, чтобы обеспечить заданную степень регенерации раствора при наибо- лее неблагоприятных условиях работы.

Это ведет к перерасходу греющего паф5 ра, затрачиваемого на регенерацию, во всех случаях, когда концентрация насьпценного раствора оказывается больше 0,3 моль/моль.

Если концентрация Н S в насьпценном растворе изменяется во времени по обоим способам от 0,3 до 0,45 моль

Н,Я/моль МЭА (фиг. 4, кривая I), то флегмовое число, необходимое для обеспечения заданной глубины регенерации (Х, = 0,03), уменьшается с 12 до 6 (кривая II). Известный способ не учитывает это обстоятельство. Поэтому его использование требует поддержания фпегмового числа на уровне

12 (кривая III} . Предлагаемый способ позволяет поддерживать текущее требуемое значение флегмового числа. Поэтому для установки производительностью 30 т/ч расход греющего пара при использовании предлагаемого способа снижается с 5,3 до 5, 1 т/ч (кривая IV) при использовании известного способа — возрастает с 5 3 до 7,2 т/ч (кривая V)

Среднечасовая экономия греющего пара составляет при использовании предлагаемого способа управления для условий примера 1,9 т/ч, т.е. примерно 367 в сравнении с известным способом, Ф о р мул а и з о б р е т е ни я

Способ управления процессом десорбции кислых компонентов иэ насьпценных поглотнтельных растворов путем стабилизации температуры флегиы и регулирования подачи пара в кипятильник десорбера по флегмовому числу, о т л ичающий с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат за счет оптимизации флегмового числа, дополнительно измеряют концентрацию кислого компонента в насьпценном поглотительном растворе, его температуру и давление в.десорбере, а фпегмовое число корректируют по величине измеряемых параметров.

1437082

1437082

022 Р,730 0, z75 КЯО у szs рЕ ие регемерщии, ЛЯРц

1437082 и !

Ф тг

ru ф Ю б пм . ам пОи d. Of и Я7

ИаиЦеитРеЧим с аРа/wa uct диасвщвмаем р pr УЯ фей 3 ф

/рамю, е

Фиг4

Составитель A. Каретников

Редактор Л, Веселовская Техред И.Дидык

Корректор Э, Лончакова

Тираж 642

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5821/10

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,