DEVELOPMENT OF AN AUTOMATIC REFLUX RATIO REGULATION SYSTEM FOR THE RECTIFICATION COLUMN

Larisa Gennadievna Tugashova, Andrey Vladimirovich Zatonskiy

Abstract


This article provides an overview of the methods of managing the primary petroleum refining. To improve separation efficiency was proposed to stabilize the reflux ratio in the rectifying column. Purpose of work. To develop a system for automatic regulation of the reflux ratio of diesel fuel sec-tions in an atmospheric column of the refinery oil. To study the operating modes of
an atmospheric column with the participation of the obtained automatic control system. Materials and methods. The article presented the features of the oil rectification process at the atmospheric unit of a small capacity refinery. The features of heat dissipation with intermediate circulation flash compared to a large-capacity unit will be shown in this article. The parameters of the facility were selected and divided into groups. A dynamic model of the section of shell-and-tube heat exchangers for heating oil with diesel fuel at a low-power refinery unit in the form of differential equations of heat balance has been developed to achieve the goal set work. An electrode dehydrator material
balance equation has been compiled to find desalted oil consumption and saltwater consumption. The dependence of the reflux ratio of diesel fuel sections of the atmospheric column on the inlet and outlet temperatures of the atmospheric column circulation flash, the acute fractionation con-sumption, circulation flash, and oil fraction selection was obtained. The resulting model of the facili-ty consists of two parts: the linear part of the electric dehydrator and heat exchanger section, which determines the temperatures of the coolants, and the nonlinear output part, which determines the re-flux ratio depending on technological parameters. The proposed model makes it possible to investi-gate the effect of disturbances on the controlled parameters. The MATLAB/Simulink software prod-uct has been chosen as a tool to implement the model. A system of automatic regulation of the re-flux ratio in MATLAB/Simulink has been built with the participation of the developed model of the study object. Conclusion. The results of modeling a system for automatic regulation of the reflux ratio of diesel fuel sections in the atmospheric column of a low-power refinery unit has been ob-tained, taking into account the peculiarities of the process under disturbance conditions.


Keywords


fractionation, model control, heat exchanger, circulation flash, reflux ratio, dynamic model, pa-rameter

References


Шаровина, С.О. Управление температурным профилем ректификационной колонны тарельчатого типа / С.О. Шаровина // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2013. – № 3. – С. 39–47.

Основные решения и преимущества СУУТП компании Иокогава / М.Р. Хатимов, А.В. Богачев, Б.М. Низамеев, Д.А. Рыжов // Экспозиция нефть и газ. – 2015. – № 5 (44). – С. 92–95.

Дмитриевский, Б.С. Задача управления процессом ректификации нефти и метод ее решения / Б.С. Дмитриевский, А.В. Затонский, Л.Г. Тугашова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2018. – Т. 329, № 2. – С. 136–145.

Sahoo, А. Modeling and control of a real time shell and tube heat exchanger / А. Sahoo,

T.K. Radhakrishnan, C. Sankar Rao // International Conference on Separation Technologies in Chemical, Biochemical, Petroleum and Environmental Engineering. – Tomsk, 2017. – Vol. 3. – P. 124–132.

Степанец, А.В. Регулирующий адаптивный комплекс на основе каскадной системы с моделью объекта управления / А.В. Степанец // Восточно-Европейский журнал передо-вых технологий. – 2012. – № 2/10 (56). – С. 14–17.

Skogestad, S. Probably the best simple PID tuning rules in the world / S. Skogestad // Journal

of Process Control. – 2001. – Vol. 1. – P. 1–27.

Кривошеев, В.П. Математическое моделирование процесса циклической ректификации бинарных смесей при непрерывной подаче потоков в колонну / В.П. Кривошеев, А.В. Ануфриев // Теоретические основы химической технологии. – 2018. – Т. 52, № 3. – С. 251–259.

Гончаров, А.А. Определение транспортного запаздывания при получении виртуального анализатора для процесса ректификации нефти / А.А. Гончаров, Л.Г. Тугашова, И.В. Жуков // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и пере-довой опыт. – 2018. – № 8. – С. 10–14.

Скороспешкин, М.В. Адаптивная система регулирования температуры кожухотрубного теплообменника / М.В. Скороспешкин, Г.П. Цапко, В.Н. Скороспешкин // Известия Томского политехнического университета. – 2010. – Т. 316, № 5. – С. 151–156.

Giwa, A. Decoupling PID Control of a Reactive Packed Distillation Column / A. Giwa, S. Karacan // International Journal of Engineering Research & Technology. – 2012. – Vol. 1 (6). – P. 1924–1933.

Тугашова, Л.Г. Исследование возможности управления процессом ректификации нефти с применением типовых регуляторов / Л.Г. Тугашова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2016. – Т. 16, № 3. – С. 120–131. DOI: 10.14529/ctcr160313

Тугашова, Л.Г. Разработка Matlab-модели аппарата воздушного охлаждения процесса атмосферной перегонки нефти / Л.Г. Тугашова // Вестник науки и образования Северо-Запада России. – 2015. – Т. 1, № 3. – С. 105–111.

Ясавеев, Х.Н. Модернизация установок переработки углеводородных смесей / Х.Н. Ясавеев, А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов. – Казань: Изд-во «ФЭН», 2004. – 307 с.

Булыгин, Ю.А. Теплообменные аппараты в нефтегазовой промышленности / Ю.А. Булыгин, С.С. Баранов. – Воронеж: ВГТУ, 2015. – 100 c.

Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии / П.Г. Романков,

В.Ф. Фролов, О.М. Флисюк, М.И. Курочкина. – СПб.: Химия, 1993. – 288 c.

Антипов, А.И. Тепловой расчет технологических линий и теплотехнического оборудования объектов промысловой подготовки / А.И. Антипов. – Казань: Изд-во «ФЭН», 2002. – 284 c.

Дьяконов, В.П. MATLAB. Полный самоучитель / В.П. Дьяконов. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 768 с.

Тугашова, Л.Г. Моделирование системы управления ректификационной колонной в сре-де Matlab / Л.Г. Тугашова // Новый Университет. Серия: Технические науки. – 2016. – № 8–9 (54–55). – С. 18–24.

Затонский, А.В. Управление атмосферной колонной малого нефтеперерабатывающего завода с применением динамической модели / А.В. Затонский, Л.Г. Тугашова // Интер-нет-журнал «Науковедение». – 2017. – Т. 9, № 1. – http://naukovedenie.ru/PDF/71TVN117.pdf.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr200411

Refbacks

  • There are currently no refbacks.