Разработка системы автоматического регулирования флегмового числа ректификационной колонны
Автор: Тугашова Лариса Геннадьевна, Затонский Андрей Владимирович
Рубрика: Автоматизированные системы управления технологическими процессами
Статья в выпуске: 4 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
Введение. 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.
Ректификация, управление по модели, теплообменный аппарат, циркуляционное орошение, флегмовое число, динамическая модель, параметр
Короткий адрес: https://sciup.org/147233777
IDR: 147233777 | DOI: 10.14529/ctcr200411
Список литературы Разработка системы автоматического регулирования флегмового числа ректификационной колонны
- 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. Бо-гачев, 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 передовых 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 передовой 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, A.Г. Лаптев, М.И. Фарахов. - Казань: Изд-во «ФЭН», 2004. - 307 с.
- Булыгин, Ю.А. Теплообменные аппараты в нефтегазовой промышленности /Ю.А. Булы-гин, С.С. Баранов. - Воронеж: ВГТУ, 2015. - 100 c.
- Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии / П.Г. Романков, B.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. : ДМКПресс, 2012. -768 с.
- Тугашова, Л.Г. Моделирование системы управления ректификационной колонной в среде Matlab / Л.Г. Тугашова // Новый Университет. Серия: Технические науки. - 2016. - № 8-9 (54-55). - C. 18-24.
- Затонский, А.В. Управление атмосферной колонной малого нефтеперерабатывающего завода с применением динамической модели / А.В. Затонский, Л.Г. Тугашова // Интернет-журнал «Науковедение». - 2017. - Т. 9, № 1. - http://naukovedenie.ru/PDF/71TVN117.pdf
