06 марта 2016г.
Каталитический риформинг предназначен для производства высокооктанового компонента моторных топлив, ароматических углеводородов, а также водорода. Одной из установок каталитического риформинга нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) является установка Л-35-6, которая состоит из следующих блоков (отделений): блок подготовки сырья (гидроочистка); каталитическая ароматизация сырья; блок стабилизации катализата; станция сбора конденсата и откачки парового конденсата; компрессорное отделение. В стабилизационном блоке установки получают стабильный бензин с заданным давлением насыщенных паров. Колонная аппаратура является сердцевиной нефтепереработки, от того как работает, в частности фракционирующее оборудование, во многом зависит качество и отбор продуктов, энергозатраты и затраты на эксплуатацию и ремонт.
Цель данной исследовательской работы: модернизация системы управления температурным режимом верха фракционирующего абсорбера блока стабилизации установки Л-35-6 НПЗ.
В качестве модернизации предлагается: ввод преобразователя частоты (ПЧ) для управления работой насоса орошения.
Предлагаемая модернизация позволит:
- осуществлять плавный пуск без пусковых токов и ударов и остановку электродвигателя, а также изменять направления его вращения;
- уменьшить потребление электроэнергии за счет оптимального управления электродвигателем в зависимости от нагрузки;
- повысить надежность и увеличить срок службы оборудования, вследствие улучшения динамики работы электропривода.
Для реализации поставленной цели потребуется выполнение следующих задач:
1. Тщательно изучить технологический процесс, требования к его параметрам и используемому оборудованию, определить требования к средствам измерения.
2. Разработать алгоритм управления технологическим процессом.
3. Провести синтез системы автоматического управления технологическим процессом.
4. Разработать модель фракционирующего абсорбера.
5. Оценить экономическую целесообразность внедрения проектируемой системы. Принципиальная технологическая схема фракционирующего абсорбера представлена на Рисунке 1.
Во фракционирующем абсорбере К-19 происходит деэтанизация катализата, одновременно из углеводородного газа абсорбируются углеводороды С3 и выше, сущность процесса состоит в поглощении (растворении) одного или нескольких компонентов из исходной
смеси (нестабильного катализата) специальным растворителем – абсорбентом (стабильный катализат).
Одна из задач системы
управления фракционирующим абсорбером состоит в поддержании заданных оптимальных значений температуры, т.к. изменение температурного режима фракционирующего абсорбера влияет на скорость
процесса абсорбции, что приводит к нарушению материального баланса аппарата, в результате чего изменяется концентрация целевого продукта.
Для поддержания в верхней абсорбирующей части фракционирующего абсорбера оптимальных условий процесса
абсорбции предусмотрена циркуляция промежуточного орошения. Насос орошения
(ЦН-45) не управляемый, работает в номинальном режиме, управление расходом осуществляется с помощью регулирующего клапана (358г); при вводе ПЧ насос станет управляемым, а необходимость в клапане отпадет.
Использование нерегулируемого привода в системах контроля
температуры верха колонны обуславливает:
- потери продукта;
- перерасход электроэнергии;
- отсутствие технологической
вариативности.
Для разработки математической модели был составлена структурная схема регулирования температурного режима (Рисунок 2).
Компьютерное моделирование проводилось в среде MATLAB Simulink. Для обеспечения качества и устойчивости функционирования применялся метод подчиненного регулирования координат, т.е. разрабатывался регулятор для каждого контура регулирования координаты. Учитывая условия протекания технологического процесса, настройка производилась на технический оптимум.
Разработка программного обеспечения АСУТП производилась в среде Trace Mode 6. Графический экран АРМ оператора представлен на Рисунке
3, на котором изображена технологическая схема процесса, а также органы управления, задания
и контроля параметров. Элемент «тренд» осуществляет визуализацию изменения температуры в соответствии с заданием
во времени.
Расчеты экономической эффективности внедрения описанной выше системы показали
экономическую целесообразность: достигается 40% экономия электроэнергии путем поддержания электродвигателя в режиме оптимального КПД; повышение производительности производственного оборудования; снижение износа механических звеньев и продление срока
службы технологического оборудования и коммутационной аппаратуры вследствие
улучшения динамики
работы электропривода.
Список литературы
1.
Технологический
регламент.
Установка каталитического риформирования
Л-35-6.
ОАО «Сызранский НПЗ», 2012.
