Устройство для автоматического управления технологическим режимом атмосферных и вакуумных колонн
Владельцы патента RU 2257935:
ОАО "Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке" (RU)
Изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическим режимом отпарных секций (стриппингов) сложных ректификационных колонн первичной перегонки и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Устройство содержит несколько отпарных секций сложной колонны, соединенных выводимыми сверху каждого стриппинга потоками паров, при этом конденсируется только поток паров, выводимый из верхней секции, а потоки паров с верха каждой нижележащей отпарной секции подаются в куб вышележащей, и отличающееся тем, что оно дополнительно содержит эжектор байпасных потоков паров с верха нижележащего стриппинга, датчик температуры вышележащего стриппинга, датчик давления нижележащего стриппинга, регулятор температуры, выход которого соединен с исполнительным устройством на потоке паров, подающемся в куб стриппинга, регулятор давления нижележащего стриппинга, выход которого соединен исполнительным устройством на эжектируемом потоке паров. Устройство обеспечивает независимость беспаровой отпарки в каждой отпарной секции и позволяет улучшить качество регулирования каждого выводимого продукта, а также получить конденсат паров верхней отпарной секции заданного качества и вывести его отдельным потоком в качестве одного из продуктов разделения. 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическим режимом отпарных секций (стриппингов) сложных ректификационных колонн первичной перегонки и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Известны многочисленные способы и устройства для беспаровой отпарки отводимых боковыми погонами фракций в отпарных секциях (стриппингах) путем конденсации паров в конденсаторах холодильниках или с помощью циркуляционных орошений или другим способом (например патент США N 2053670, 1936, патент США N 2071429, 1937, патенты США N 2160256, 2149943, 1939, патент США N 2897147, 1959, патент США N 3210271,1965 патенты США N 3310487, 3301778, 1967).
Наиболее близко по технической сущности устройство для беспаровой отпарки отводимых боковыми погонами фракций в отпарных секциях (стриппингах) сложной ректификационной колонны (Патент США 2148647, 1939), содержащее несколько отпарных секций сложной колонны, соединенных выводимыми сверху каждого стриппинга потоками паров, при этом конденсируется только поток паров, выводимый из верхней секции, а потоки паров с верха каждой нижележащей отпарной секции подаются в куб вышележащей. Недостатком устройства является невозможность независимого регулирования степени отпарки (и соответственно качества погона) в каждом стриппинге.
Задача изобретения - улучшение беспаровой отпарки в стриппингах сложных ректификационных колонн и минимизация энергозатрат на разделение.
В основу изобретения положена техническая задача создания устройства для обеспечения независимого управления беспаровой отпаркой в каждой секции.
Поставленная выше техническая задача решается тем, что устройство для автоматического управления технологическим режимом отпарных секций (стриппингов) сложных ректификационных колонн, содержащее несколько отпарных секций сложной колонны, соединенных потоками паров с верхом каждого стриппинга, конденсатор-холодильник паров из верхней отпарной секции, при этом потоки паров с верха каждой нижележащей отпарной секции соединены с кубом вышележащей, также содержит эжектор байпасных потоков паров с верха нижележащего стриппинга, датчик температуры вышележащего стриппинга, датчик давления нижележащего стриппинга, регулятор давления нижележащего стриппинга, выход которого соединен с исполнительным устройством на эжектируемом потоке паров, регулятор температуры, выход которого соединен с исполнительным устройством на потоке паров в куб вышележащего стриппинга, или через регулятор давления нижележащего стриппинга с исполнительным механизмом на линии эжектируемого байпасного потока паров.
То есть каждый выводимый паровой поток из нижележащей отпарной секции (стриппинга) разделяется на два потока, один из которых направляется в куб вышележащей отпарной секции (или на конденсацию) и оснащается регулирующим клапаном, связанным с регулятором температуры в вышележащем стриппинге. Второй поток направляется в эжектор на эжекцию соответствующим циркуляционньм орошением и оснощается регулирующим клапаном, связанным с регулятором давления соответствующей отпарной секции.
Предлагаемое устройство обеспечивает независимость беспаровой отпарки в каждой отпарной секции (при сохранении термодинамически выгодной общей связанности по паровым потокам) и тем самым позволяет улучшить качество регулирования беспаровой отпарки каждого выводимого продукта, а также получить конденсатпаров верхней отпарной секции за данного качества и вывести его отдельным потоком в качестве одного из продуктов разделения.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства для автоматического управления технологическим режимом колонны с регулятором температуры, выход которого соединен с исполнительным устройством на потоке паров в куб вышележащего стриппинга, на фиг.2 - блок-схема с регулятором температуры, выход которого соединен через регулятор давления нижележащего стриппинга с исполнительным механизмом на линии эжектируемого байпасного потока паров.
Устройство содержит колонну 1, стриппинги 2, 3, конденсатор-холодильник паров верхней отпарной секции 5, эжектор байпасных потоков паров с верха стриппинга 6, датчик и регулятор температуры стриппинга 7, датчик и регулятор давления стриппинга 8, исполнительные устройства на потоках паров 9, 10.
Устройство работает следующим образом.
При возмущениях, приводящих к нарушению заданных теплового и материального балансов, например при изменении давления в колонне, температур входа или состава сырья и т.п., изменяется состав выводимых в отпарную секцию фракций, что приводит либо к увеличению потерь целевых продуктов, либо к ухудшению качества разделения. При этом как следствие изменяется состав паров, выводимых с верха стриппинга, и соотвественно температура верха. Регулятор температуры верха или куба 7, имея в качестве задания ручной (или другой) ввод заданной температуры (требуемой для поддержания фракционного состава), отслеживает изменения температуры соответствующего стриппинга. При значительных и достаточно длительных изменениях (т.е. если отфильтрованные изменения превосходят зону нечувствительности регулятора) регулятор температуры стриппинга изменяет положение исполнительного механизма 9 на линии подачи паров из нижележащего стриппинга, приводя тепловой баланс стриппинга в соответствие заданному. При этом изменяется давление нижележащего стриппинга, регулятор которого 8, имея определенное оператором (или другим способом) задание, изменяет положение исполнительного механизма 10 на линии эжекции паров из соответствующего стриппинга, чтобы привести давление в соответствие заданному.
Устройство для автоматического управления технологическим режимом отпарных секций (стриппингов) сложных ректификационных колонн, содержащее несколько отпарных секций сложной колонны, соединенных потоками паров с верхом каждого стриппинга, конденсатор-холодильник паров из верхней отпарной секции, при этом потоки паров с верха каждой нижележащей отпарной секции соединены с кубом вышележащей, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит эжектор байпасных потоков паров с верха нижележащего стриппинга, датчик температуры вышележащего стриппинга, датчик давления нижележащего стриппинга, регулятор давления нижележащего стриппинга, выход которого соединен с исполнительным устройством на эжектируемом потоке паров, регулятор температуры, выход которого соединен с исполнительным устройством на потоке паров в куб вышележащего стриппинга или через регулятор давления нижележащего стриппинга с исполнительным механизмом на линии эжектируемого байпасного потока паров.
