В нефтеперерабатывающей промышленности объём и качество производимой продукции представляют собой ключевые показатели эффективности работы, зависящие от строгого соблюдения параметров технологического процесса.
Для оценки характеристик качества образцов нефти традиционно используется метод отбора и анализа в лабораторных условиях, который, тем не менее, является трудоёмким и затратным. В качестве альтернативы был предложен метод использования виртуальных датчиков, способных быстро и достоверно передавать информацию о характеристиках производимой продукции.
Основой всех нефтеперерабатывающих заводов являются технологические установки, где происходит фракционное разделение нефти (бензин, керосин, дизельное топливо) с последующей переработкой или использованием в качестве компонентов товарных нефтепродуктов.
Этот процесс приводит к производству практически всех составляющих моторных топлив, смазочных масел и сырья для вторичных процессов на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях.
В ходе нефтепереработки происходит нагрев сырья, при котором критически важно поддерживать контроль над повышением температуры. Учёные из Пермского Политеха разработали виртуальный анализатор для мониторинга температуры выкипания дизельного топлива. Эта температура определяет степень его испарения.
При чрезмерно высоких значениях некоторые фракции не успевают полностью испариться, оставаясь в жидкой форме в виде капель и пленок, что может привести к увеличению образования нагара и износу оборудования. Применение виртуального датчика позволяет оперативно и непрерывно контролировать весь процесс нагрева при производстве дизельного топлива.
При разработке виртуального датчика политехники учли входные параметры, такие как плотность нефти, расход мазута и температуры паров нефтепродуктов и самой нефти. Эти данные используются для обучения модели, которая возвращает температуру выкипания дизельного топлива.
Такой метод контроля оказывается более экономически эффективным по сравнению с инструментальными анализаторами. Он прост во внедрении и обслуживании, а также более быстрый, чем традиционный лабораторный анализ, поскольку виртуальный анализатор обновляет данные в системе управления с заданным интервалом времени, обеспечивая непрерывный мониторинг состояния нефтепродукта.
На основе экспериментальных данных, полученных на реальном физическом оборудовании, учёные утверждают, что разработанная регрессионная модель статистически адекватна представленным данным.
Это подтверждает перспективность разработанного метода построения виртуальных анализаторов для применения в нефтеперерабатывающей отрасли. Исследователи также отмечают, что модели могут быть адаптированы к новым экспериментальным данным, что расширяет их применимость для оценки других параметров качества нефтепродуктов.
Внедрение виртуального анализатора, созданного учёными ПНИПУ для определения температуры выкипания дизельного топлива, упростит процесс контроля показателей качества нефти.
Мониторинг данного этапа на предприятии снизит риски износа оборудования и ухудшения качества товарного нефтепродукта. Разработка также повысит скорость и точность получения информации, что существенно повлияет на эффективность и экономическую выгоду процессов переработки нефтяного сырья.
