РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ФЛЕГМОВОГО ЧИСЛА РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

Лариса Геннадьевна Тугашова, Андрей Владимирович Затонский

Аннотация


В статье приведен обзор способов управления установками первичной переработки нефти. Для улучшения эффективности разделения предложено стабилизировать флегмовые числа в ректификационной колонне. Цель работы. Разработать систему автоматического регулирования флегмового числа секции дизельного топлива атмосферной колонны нефтеперерабатывающей установки. Исследовать режимы работы атмосферной колонны с участием полученной системы автоматического регулирования. Материалы и методы. Рассмотрены особенности процесса ректификации нефти атмосферного блока нефтеперерабатывающей установки малой мощности. Отмечены особенности отвода тепла с промежуточным циркуляционным орошением по сравнению с крупнотоннажной установкой. Выполнен выбор параметров объекта с разделением на группы. Для достижения поставленной в работе цели составлена динамическая модель секции кожухотрубных теплообменных аппаратов для нагрева нефти дизельным топливом на нефтеперерабатывающей установке малой мощности в виде системы дифференциальных уравнений теплового баланса. Для нахождения расхода обессоленной нефти и расхода соленой воды составлено уравнение материального баланса электродегидратора. Получена зависимость флегмового числа секции дизельного топлива атмосферной колонны от температур на входе и выходе циркуляционного орошения атмосферной колонны, расходов острого орошения, циркуляционного орошения и отбора нефтяных фракций. Результирующая модель состоит из двух частей: линейной части секции электродегидратора и теплообменников, определяющей температуры теплоносителей, и нелинейной выходной части, определяющей флегмовое число в зависимости от технологических параметров. Предлагаемая модель позволяет исследовать влияние возмущающих воздействий на управляемые параметры. Инструментом реализации полученной модели выбран програм­мный продукт MATLAB/Simulink. С участием разработанной модели объекта исследования построена система автоматического регулирования флегмового числа в MATLAB/Simulink. Заключение. Получены результаты моделирования системы автоматического регулирования флегмового числа секции дизельного топлива атмосферной колонны нефтеперерабатывающей установки малой мощности с учетом особенностей процесса в условиях воздействия возмущений.

Ключевые слова


ректификация, управление по модели, теплообменный аппарат, циркуляционное орошение, флегмовое число, динамическая модель, параметр

Полный текст:

PDF

Литература


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

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.