Моделирование процесса первичной переработки нефти для оценки температуры конца кипения лигроина
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования.
Достаточно важной задачей в нефтепереработке считается управление каче-ством нефтепродуктов. Каждый нефтепродукт, получаемый на заводе, подлежит нормированию, так как выходной товарный продукт должен соответствовать
ГОСТу, именно поэтому качество продукции отслеживается на всех этапах произ-водства. Основными критериями при контроле технологического процесса являются время определения отклонений оптимальных значений параметров, а также достоверность получаемых данных при анализе технологического процесса. Существуют три способа контроля при оценке качества нефтепродуктов: лабораторный метод, поточные и виртуальные анализаторы.
В настоящее время активно внедряются системы усовершенствованного управления технологическими процессами в нефтеперерабатывающей промышлен-ности. Таким образом, виртуальные анализаторы являются основой для построения систем контроля в реальном времени, так как показатели качества товарного продукта во многом характеризуют эффективность работы системы автоматизации и технологического объекта в целом.
Целью диссертационной работы является разработка наиболее перспективного и автоматизированного метода для оценки температуры
СОДЕРЖАНИЕ
Обозначения и сокращения 5
Введение 6
1 Анализ технологии первичной переработки нефти 9
1.1 Анализ существующей установки первичной переработки нефти 9
1.2 Описание технологической схемы атмосферного блока 17
1.3 Характеристика сырья, продуктов и реагентов. Фракционный состав нефти 20
1.4 Материальный баланс установки 23
1.5 Факторы влияния на процесс ректификации 24
1.6 Выводы по первому разделу 27
2 Автоматизация технологического процесса 28
2.1 Анализ существующей системы автоматизации атмосферной перегонки нефти 28
2.2 Предложения по модернизации существующего уровня автоматизации установки ЭЛОУ-АВТ-6 42
2.3 Описание виртуального анализатора 42
2.4 Предложение по модернизации системы управления 47
2.5 Выводы по второму разделу 47
3 Разработка виртуального анализатора 49
3.1 Постановка задачи 49
3.2 Проблема определения структуры модели 50
3.3 Разработка математической модели колонны 55
3.4 Разработка алгоритма виртуального анализатора 63
3.5 Построение имитационной модели при помощи программного инструмента MatLab Simulink 65
3.6 Выводы по третьему разделу 71
Заключение 72
Список использованных источников 73
Приложение А (обязательное) Перечень демонстрационных листов 77
Приложение Б (справочное) Характеристика сырья, продуктов и реагентов 78
Приложение В (справочное) Нормы технологического режима 87
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Мановян, А. К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: учебное пособие для вузов. 2-е изд / А.К. Мановян. – М.: Химия, 2001. – 568 с.
2. Ректификация // URL: https://neftegaz.ru/tech-library/ngk/147717-rektifikatsiya (Дата обращения 10.11.2022)
3. Гуревич, И.Л. Технология переработки нефти и газа / И.Л. Гуревич. – М.: Химия, 1972. – 360 с.
4. Фракционирование нефтяных смесей // URL: https://nefthim.ru/spravochnik/rektifikacija/ (Дата обращения 10.11.2022)
5. Пахомов, Е.В. Электрообессоливание нефти. / Е.В. Пахомов. –М.:Госкомтехиздат., 1955.
6. Ахметов, С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа / С.А. Ахметов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
7. Ахметов, С.А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учебное пособие / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов; Под ред. С.А. Ахметова. – CПб.: Недра, 2006 – 868 с.
8. Arabian Journal for Science and Engineering // URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s13369-018-3360-6 (Дата обращения 10.11.2021).
9. Journal of Petroleum & Environmental Biotechnology // URL: https://www.omicsonline.org/open-access/optimization-of-operating-parameters-of-oil-desalting-in-southern-treatment-unit-hmdalgeria-2157-7463-1000271.php?aid=70977 (Дата обращения 10.11.2021).
10. Каспарьянц, К.С. Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа / К.С. Каспарьянц. – М.: Недра, 1977. – 254 с.
11. Ишмурзин, А.А. Процессы и оборудование системы сбора и подготовки нефти, газа и воды: учебное пособие / А.А. Ишмурзин, Р.А. Храмов. – Уфа: УГНТУ, 2003. 145 с.
12. Андреев, Е.Б. Автоматизация технологического процесса добычи и подготовки нефти и газа: учебное пособие для вузов. / Е.Б. Андреев, А.И. Ключников. – М, 2008.
13. Сериков, Т.П. Технологические схемы переработки нефти и газа в Ка-захстане / Т.П. Сериков, Б.Б.Оразбаев, К.М.Джигитчеева. – Москва, 1994.
14. Стефани, Е.П. Основы построения АСУ ТП / Е.П. Стефани. – М.: Энергия,1982. -352 с, ил.
15. Владимиров, А.А. Обезвоживание высоковязкой нефти при шахтной добыче / А.А. Владимиров, М.В. Берников, В.В. Пунегов // Труды Печор НИПИнефть. М.: ВНИИОЭНГ, 1979, вып. 7. – С. 93–98.
16. Валеев, М.Д. Добыча
Регулирование и регистрация расхода орошения производится контуром FIRС356, регулирующий клапан FV356 установлен на трубопроводе подачи промежуточного орошения в колонну К-3. Температура легкого дизельного топлива на выходе из КВО-7 регулируется контуром ТIС1111 за счет изменения частоты вращения вентилятора с помощью частотного преобразователя. Уровень продукта в кубе колонны К-3 регулируется контуром FIRC310 с клапаном FV310, установленным на трубопроводе легкого дизельного топлива в парк, с коррекцией по уровню в кубе колонны К-3 контур LIRCA435. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального уровня в кубе колонны К-3. При снижении уровня ниже минимально-допустимого значения предусмотрена блокировка по останову насоса Н-15 (Н-15а) LSA436. Температура на выходе из КВО-4, КВО-5, КВО-6 регулируется контурами ТIС1106, ТIС1107, ТIС1108 за счет изменения частоты вращения соответствующих вентиляторов с помощью частотных преобразователей. Давление в колонне К-3 регулируется клапаном PV2027 на трубопроводе газа из Е-1 в Е-2 и клапаном
PV2018-1, установленным на трубопроводе сброса газа на факел из Е-2. При повышении давления в емкости Е-2 газ сбрасывается на факел через ЗРК PV2018-1. Расход орошения колонны К-3 регулируется контуром FIRС355 с регулирующим клапаном FV355 с коррекцией по температуре верха колонны К-3 TIRC1086. Уровень бензина в емкости Е-2 регулируется контуром LIRCA446 с регулирующим клапаном LV446, установленным на трубопроводе вывода бензина на установку 22-4. Расход, температура регистрируется контурами FIRС314, TIR108. Предусмотрена сигнализация максимального и минимального уровня бензина в емкости Е-2. При снижении уровня ниже минимально-допустимого значения предусмотрена блокировка по останову насоса Н-10а (Н-12).
Уровень воды в емкости Е-2 регулируется контуром LIRCA441 с регулирую-щим клапаном LV441 установленным на трубопроводе вывода технологического конденсата. Предусмотрена сигнализация максималь