Научно-исследовательская работа «Разработка усовершенствованной системы управления ректификационной колонны газоразделения углеводородов нефти»

Актуальность. В условиях современного нефтехимического производства особое внимание уделяется управлению автоматизированными системами, обеспечивающими безопасность и эффективность технологических процессов. Одним из таких процессов является газоразделение углеводородов нефти с использованием ректификационных колонн. Для повышения их производительности и надежности требуется глубокое понимание механизмов управления их работой, что в свою очередь позволит оптимизировать решения для повышения безопасности и эффективности операций.

Целью работы является разработка решения для обнаружения недостатков в работе ректификационной колонны газоразделения углеводородов нефти и предложение технического решения для оптимизации процесса выделения целевого продукта.

Задачи.

1. Проанализировать существующие методы оптимизации технологических процессов газоразделения.
2. Разработать модель для обнаружения отклонений и недостатков в работе колонны.
3. Предложить метод управления с использованием многопараметрического регулятора MPC для повышения эффективности работы колонны.
4. Рассчитать параметры динамических моделей технологического процесса и протестировать оптимальные значения параметров для обеспечения стабильности и повышения качества целевого продукта.

Методы. В работе используются методы математического моделирования, а также статистические методы анализа данных. Численное моделирование и тестирование оптимальных параметров функционирования колонны проводятся на примере узла деэтанизации и стабилизации конденсата.

Результаты и выводы. На основе проведенного анализа существующих методов оптимизации была предложена система многопараметрического регулирования (MPC) для управления тепловыми потоками в ректификационной колонне. Рассчитаны параметры динамических моделей, описывающие реакцию каждого параметра процесса на ступенчатое воздействие. Также предложен метод управления, основанный на вычисленном расчетном теге управления, который позволяет снижать зашумленность и колебания значений ключевых контролируемых параметров, влияющих на выход целевого продукта. Результаты тестирования показали улучшение стабильности работы системы и повышение качества продукции.

Ключевые слова: Усовершенствованное управление, газоразделение, расчетный тег, управляющее воздействие, тепловой поток, орошение.