ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Моделирование нефтеперерабатывающего производства из "Новейшие достижения нефтехимии и нефтепереработки 1965" Фактически понятие моделирование нефтеперерабатываюп1ег( производства чрезвычайно широкое. Ряд нефтеперерабатывающих заводов у ,ается вполне удовлетворительно охарактеризовать как работающих в рамках модели линейной программы для других приходится использовать нелинейные математические модели. Данная статья ограничивается рассмотрением задач второй группы. Сложность математических моделей можег изменяться от простого прямолинейного материального баланса с фиксированными выходами до весьма сложн ) х форм, при которых с помощью внутренней линейной программы выходы на отдельных технологических установках выводятся па основании зависимостей от параметров режима, предусматривается хранение промежуточных фракций и потоков, вычисляются качественные показате ли продукта и стоимость отдельных процессов, оптимизируются взаимосвязанные параметры и производится компаундирование товарных бензинов. Во многих случаях столь сложные задачи могут программироваться для решения только на самых мощных вычислительных машинах. [c.8] Моделирование нефтеперерабатывающего завода представляет собой по существу сочетание моделей технологических установок, связанных друг с друго.м при помощи небольшого числа логических условий. Для удобного и наглядного описанпя принципов составления модели, прежде чем перейти к более полному описанию моделирования нефтеперерабатывающего завода в целом, следует несколько подробнее рассмотреть вопрос о моделировании отдельных технологических установок. Важнейшими процессами современной нефтепереработки являются каталитический риформинг и каталитический крекинг они являются и 1 аиболее важной частью моделирования нефтеперерабатывающего завода. Поэтому основы составления математической модели будут рассмотрены на примере установки каталитического риформинга, а ряд особенностей моделирования — на примере установки каталитнческогг крекинга. [c.8] Основной целью при составлении модели технологической установки является отыскание такого сочетания математических выражений, которое описывает выходы, получаемые на этой установке, на основании параметров, которые могут быть заданы или вычислены на другой стадии моделирования нефтеперерабатывающего завода. [c.9] Хотя уравнение (1) достаточно точно описывает выход риформинг-бензина при анализе, например, суточной деятельности, точность уравнения желательно повысить. Другими словами, следует выяснить причины разброса точек на рис. 1. На основании детального анализа данных, глубокого изучения процесса и результатов эмпирической проверки приходят к выводу, что важным параметром процесса, который должен быть включен в уравнение выхода, является рабочее давление. Типичные кривые для рассматриваемого случая представлены на рис. 2. [c.9] Этл при.меры в достаточной степени наглядно иллюстрируют основы вывода уравнения выхода продукта при моделировании технологической установки. В практических условиях независимые переменные (октановые числа и давления), используемые в рассмотренном примере, вероятно, ешс не обеспечат желаемой точности моделирующих уравнений. Поскольку графический метод, очевидно, может использоваться только при анализе двух переменных, необходимо, пользуясь методом множественной регрессии, весьма тщательно оценить значение остальных важных параметров сырья и режима. Уравнения выходов других продуктов — газа, пропана, изо- и н-бутана — могут быть выведены в основном апялогичными методами, хотя в этих уравнениях может оказаться желательным использовать выход риформинг-бензина в качестве дополнительного независимого переменного. [c.10] Ряд наиболее важных параметров, влияние которых на выходы продуктов каталитического риформинга может быть оценено методом множественной регрессии, перечислен ниже. [c.10] Хо я ЭТО перечень отнюдь не является исчерпывающим, его. можно использовать в качестве отправной точки при попытках моделирования процессов рассматриваемого типа. [c.10] Следует отметить, что вывод удовлетворительных уравнений выхода с использованием метода множественной регрессии далеко не легок его можно даже считать своего рода искусством. Для успешного решении этой задачи необходимы большое терпение, способность правильно оценить ио.тучаемые результаты, широкое использование метода последовательных приближений, исчерпывающие данные о качестве продуктов и хорошо составленная программа анализа регрессий для вычислительной магиины. Это особенно справедливо в случае каталитического крекинга — процесса, значительно более сложного, чем каталитический риформинг. [c.10] Для удобства моделирование установки каталитического крекинга. можно. разбить на семь этапов 1) установление характеристик и коли чества сырья 2) расчет теплового баланса 3) вычисление выходов I) опре.теление увеличения объема и корректировка 5) относительные выходы продуктов 6) вычисление расходов 7) оптимизация. [c.10] Уравнения,. моделирующие установку каталитического крекинга, можно разделить на две общие группы. [c.10] Степень использования воздуха И т. д. [c.11] Расход и характеристики циркулирующих потоков И т. д. [c.11] Степень превращения Температура в реакторе Кратность рециркуляции И т. д. [c.11] После выполнения некоторой части эскпериментальных работ станет очевидным, что не все параметры имеют важное значение в любом уравнении выхода и что введение некоторых параметров в иррациональной форме дает лучшее соответствие экспериментально найденным кривым. [c.11] Вычисления по второму этапу (тепловой баланс) осуществляются в рассмотренной ниже последовательности. [c.12] В (результате вычислений по первому и второму этапам получают значения независимых параметров Для уравнений выхода, составляющих третий этап следовательно, после этого можно определить выхс ды продуктов. [c.12] При переходе к четвертому этапу снова необходимо логическое решение вопроса о выборе весового или объемного баланса суммарных выходов продуктов. При принятии весового баланса необходимо задаться плотностями продуктов или вычислить их, пользуясь известными зависимостями. В случае объемного баланса на основании аналогичных зависимостей следует определить увеличение объемных выходов. В любом случае выход кал дого продукта можно пересчитать, ос новываясь на статистической точности корреляции для выхода отдел1у пого продукта. [c.12] Необходимость в седьмом этапе — программе оптимизации — зависит от выдвигаемых требований и надежности и реальности математической модели установки каталитического крекинга. Не имеет смысла выполнять трудную задачу программирования оптимизации, если эта программа никогда не будет использована или если она будет давать сомнительные результаты. В качестве критерия оптимизации можно принять или максимальную степень превращения сырья, или максимальную прибыльность, основывающуюся на условных ценах продуктов. Для оптимизации можно изменять любые параметры сырья и эксплуатационного режима, которые действительно можно регулировать в логически оправданных пределах на реальных установках. В качестве таких параметров можно использовать, например, пределы кипения сырья, отношение суммарного сырья к свежему, количество находящегося в реакторе материала, расход водяного пара на отпарку. Хотя существуют многочисленные методы оптимизации, широко используется метод, в основе которого лежат логика и цикличность работы вычислительной машины. Программирование проводится по следующей схеме. [c.13] Вернуться к основной статье