Моделирование процесса гидроочистки

Основной проблемой оказалось нарушение качества бензин-отгона — сопутствующего продукта работы установки гидроочистки. Часть ценных компонентов, которые могли бы попасть в дизельное топливо, уходили в бензин-отгон. При этом объем производства дизельного топлива уменьшался, а качество отгона падало, что снижало его стоимость.

Основной целью было повысить выход дизельного топлива и привести в норму качество бензин-отгона.

1. Комплексное обследование

В ходе обследования выяснилось, что процессы разделения потоков неоптимальны. Цель процесса гидроочистки - получение дизельного топлива. Выяснилось, что во время разделения часть компонентов уходила в отгон. В итоге происходило взаимное ухудшение качества целевого и сопутствующего продуктов.

На первом этапе собрали и проанализировали значительный объем данных по технологическому объекту. На основании анализа данных работы технологического объекта было определено узкое место - блок стабилизации дизельного топлива.

2. Математическая модель

На основании модели выполнили анализ, оценили характер и степень влияния различных факторов на ключевые параметры работы установки.

Главная ценность математической модели - можно не проводить опыты на действующем оборудовании. Если идти опытным путем, установку нужно вывести из производства для экспериментов. При этом установка не участвует в производственном процессе, и продукция не выпускается. Кроме того, возникают сложности, когда необходимо выполнить эксперименты с сырьем разного качества. А результатов порой можно ожидать в течение суток после начала эксперимента. Поэтому параметры не корректируют, пока нет технического обоснования.

С математической моделью все иначе — в нее вносятся данные о работе установки, а затем виртуально меняются параметры работы блока. В итоге изменения можно безопасно протестировать на действующем оборудовании. Так не возникает проблем при пилотных испытаниях и оборудование не приходится останавливать.

3. Вычисление оптимальных режимов работы блока стабилизации

После тестирования на математической модели собрали данные и предложили корректировки параметров — расход орошения, температура верха и потока питания колонны стабилизации, расход потока водородсодержащего газа.

Основные рекомендации были связаны с ограничением температуры потока питания колонн. Из графика зависимости температуры конца кипения от температуры питания следует, что 180°С — это температура конца кипения фракции бензина, граница ее отделения от дизельного топлива. Главная рекомендация — кривые должны располагаться ниже значений этой линии.

То есть можно поднимать температуру потока питания для конца кипения отгона до 261°С и по температуре верха колонны до 268°С. Но, чтобы повысить эффективность, нужно выбирать минимально необходимые значения температур и работать в их пределах. В этом случае сохраняется качество и повышается выход целевого продукта.

Аналогично интерпретируются графики расхода орошения, температуры верха и расхода ВСГ.

4. Пилотные испытания

Проверили выдвинутые предложения на пилотных испытаниях на действующем технологическом объекте. Результаты расчетов подтвердились — данные точно сошлись с полученными по математической модели.

Решение внедрили в производство, а похожий алгоритм эксперты NAUKA применяют и для решения других аналогичных задач — например, оптимизации процессов разделения при производстве бензола.