Reduction of Energy Costs by Oil Rectification Plant Сontrol
Снижение энергетических затрат при управлении установкой ректификации нефти

L.G. Tugashova, A.V. Zatonskiy
2020 Bulletin of the South Ural State University Ser Computer Technologies Automatic Control & Radioelectronics  
Введение В деятельности нефтеперерабатывающего предприятия важным фактором является эффективность процессов ректификации установок первичной переработки нефти. Основными показателями эффективности процесса ректификации являются: технико-экономические, технологические, экологические, показатели качества регулирования динамических процессов и др. Степень эффективности оценивается некоторым выбранным критерием, который обычно называют целевой функцией или критерием оптимизации. В настоящее время
more » ... В настоящее время основными критериями являются отборы светлых нефтепродуктов при ограничениях в виде заданий на их качество или энергетические затраты на разделение при заданных отборах. Процесс ректификации характеризуется высокими энергетическими затратами. С целью снижения энергозатрат на фракционирование на установках нефтепереработки применяются сле-Автоматизированные системы управления технологическими процессами УДК 681.5 Введение. В настоящее время недостаточно разработаны методы оценки энергетической эффективности малых нефтеперерабатывающих заводов. Цель исследования: оптимизация энергетических затрат на разделение нефти. Материалы и методы. Представлен алгоритм расчета секционной модели атмосферного блока установки ректификации нефти малой мощности. Полученная модель дополнена расчетом аппарата воздушного охлаждения и кожухотрубного теплообменника. Выбраны факторы, влияющие на энергетические затраты: расход перегретого водяного пара в атмосферную и отпарную колонны, флегмовое число, расход сырья. Для вывода зависимости выбранного критерия от перечисленных факторов применен метод ортогонального центрального композиционного планирования эксперимента. Составлена матрица планирования четырехфакторного эксперимента с применением секционной модели. Получены результаты проведения эксперимента в программном пакете MATLAB. Выполнена оценка незначимости коэффициентов в полученном уравнении регрессии второго порядка, из модели исключены незначимые коэффициенты. Проведена проверка адекватности модели с помощью критерия Фишера. Уравнение регрессии, представленное в физических величинах факторов, является целевой функцией. Результаты. Построена поверхность выходного параметра в зависимости от управляющих факторов (флегмового числа и расхода перегретого водяного пара в атмосферную колонну) при постоянном расходе сырья и постоянном расходе перегретого пара в отпарную колонну. Показано, что выбранные факторы влияют не только на энергетические затраты, но и на показатели качества нефтепродуктов. Приведены математические модели для определения показателей качества нефтепродуктов (температур начала и конца кипения) на нефтеперерабатывающей установке, использующиеся как ограничения. Предложено применение полученной зависимости для оптимизации энергетических затрат на установке ректификации нефти в условиях меняющегося расхода сырья. Заключение. Полученные оптимальные значения факторов могут быть использованы как задания регуляторам на действующей установке. Ключевые слова: энергетические затраты, ректификация нефти, расход перегретого водяного пара, флегмовое число, секционная модель, оптимизация, показатели качества.
doi:10.14529/ctcr200112 fatcat:noebeym4jnfozpmwtmywhzv36q