Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации Советский патент 1983 года по МПК B01D3/42 

(ЗЮ УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ

. .

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, например, в производстве изопрена из изопентана и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности .

Известно устройство для автоматического регулирования ректификационной колонны, содержащее анализаторы дистиллята и кубового остатка, соединенные с блоком разности температур на тарелках колонны, связанным с клапаном подачи флегмы tVl .

Недостатком известного устройства является то, что его использование приводит к большим потерям продуктов разделения при внешних возмущениях на процесс. Это приводит к снижению качества дистиллята и кубового про дукта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устроистВО для автоматического управле- , ния процессом экстрактивной ректификации , содержащее датчик и регулятор расходафлегмы, датчик и регулятор расхода экстрагента, датчик и регулятор температуры в кубе , датчики температуры в исчерпыва1С11;4ей секции колонны, датчик расхода сырья, динамический фильтр, вычислительный и корректирующий блок, блок логики и

10 коммутатор, связанный своими входами е выходом вычислительного блока и датчиком температуры в кубе колонны, а выходами - с регулятором температуры в кубе колонны и первым входом

15 динамического фильтра, который вторым и третьим входами связан с выходами блока логики и корректирующего блока, а выходами - с регулятором расхода экстшзгента и регулятором расхода

20 фЛегмы. Вычислительный блок своими входами связан с выходами корректирующего блока и блока логики, входы которого подключены к датчикам тем3100

пературы в исчерпывающей секции колонны, а корректирующий блок своим входом связан с датчиком р-асхода сырья t 21 ,

Недостатком известного устройства является низкое качество регулирования примесей в продукт ах разделения из-за отсутствия компенсации неконтролируемых возмущений, вызывающих нарушение режима работы колонны.

Цепью изобретения является улучшение качества дистиллята и кубового продукта и повышение устойчивости работы колонны

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчики температуры в укрепляющей секции КОЛОННЫ) датчики состава дистиллята и кубового продукта, сумматор связанный своими входами.с датчиками температуры в укрепляющей и исчерпывающей секциях колонны, а выходом с первым входом коммутатора, который соединен своим вторым входом с- выходом корректирующего блока, а выходами с задающими входами регулятора расхо|да экстрагента и регулятора расхода ;флегмы, при этом корректирующий блок связан своим входом с датчиком состава дистиллята, а блок логики соединен своими входами.с датчиками температуры в исчерпывающей секции колонны, а выходом - с первым входом вычислитель ного блока, который связан своим вторым входом с датчиком состава кубового продукта, а выходом.- с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в йКуб колонны„

На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации.

Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации включает в себя колонну 1, датчик 2 расхода экстрагента, регулятор 3, клапан h, датчик 5 расхода теплоносителя в куб колонны, регулятор 6, клапан 7, датчик 8 расхода флегмы, регулятор 9, клапан 10, датчи ки 11 и 12 температуры в исчерпывающей секции колонны, корректирующий блок 13, коммутатор 1 блок логики 15, вычислительный блок 1б„

Кроме этого, устройство содержит датчики 17 и 18 температуры в укрепляющей секции колонны, датчики 19 и 20 состава дистиллята и кубового продукта, сумматор, связанный своими

gs 4

входами с датчиками 11, 12, 17, 18, а выходом - с первым входом коммутатора 1, который связан вторым входом -с выходом корректирующего блока 13, а

выходами - с задающими входами регуляторов 3 и 9, при этом корректирующий, блок 13 связан своим входом с датчиком 19 Блок логики 15 связан своими входами с датчиками 11 и 12, а выхоQ дом - с первым входом вычислительного блока 16, который связан своим вторым входом с датчиком 20, а выходом - с задающим входом регулятора 6,

Устройство работает следующим обs разом.

Сумматор 21 по информации от датчиков 11, 12, 17, 13 определяет значение разности перепадов температуры в исчерпывающей и укрепляющей секциях ко0 лонны 1 и вырабатывает соответствующий сигнал на динамический фильтр k,

ДЛТ ЛТ-1 - ДТ21 . (1)

где uTj , - текущие значения перепа5 2i температуры соответственно в исчерпывающей и укрепляющих секциях колонны ;

ЛЛТ - текущее значение разности перепадов температуры. Корректирующий блок 13 по сигналу от д.атчика 19 производит сравнение значения концентрации тяжелого компонента в дистилляте с допустимыми значениями

Х у. у т у т

(2) moix

где хТ - концентрация тяжелого компонента в дистилляте; iTiin max минимальное и максимальное допустимые значения концентрации тяжелого компонента в дистилляте. При невыполнении условия (2) корректирующий блок 13 рассчитывает заданное значение разности перепадов температуры в исчерпывающей и укрепляющей секциях колонны и выдает соответствующий сигнал на динамический фильтр Ti.

мг°.

,-,-. «,.(,,(

Г 1-1

u&Tl л

ААТ...аДх.х;,,),приХТ х;.,Д4) где , AAtjf текущее и предыдущее заданные значения разности перепадов температуры в -исчерпывающей и укрепляющей секциях колонны; постоянные коэффициенты. При этом динамический фильтр 14 по сигналу от сумматора 21 и сигналу от корректирующего блока 13 вырабатывает соответствущий сигнал на регулятор 3. i ) Д5) F° - текущее и предыдущее значения расхода рас ворителя на колонну; постоянный коэффициент. При выполнении условия (2) сигнал с корректирующего блока 13 на динами ческий фильтр Н остается прежним. При этом динамический фильтр 14 по сигналам от сумматора 21 и корректир ющего блока 13 вырабатывает соответс вующих сигнал на регулятор 9. (.),(G} текущее и предыдущее значения расхода флегм на колонну. Одновременно блок логики 15 по ин формации от датчиков 11 и 12 определяет знамение перепада температуры в исчерпывающей секции колонны величину его изменения, ДТ, - йТ,- с, (7) ii лТц- , текущее и предыдущее зн , чения перепада температуры в исчерпывающей се ции колонны. сЛ - чувствительность в изменении перепада температуры. При выполнении условия (7) блок логики 15 выдает сигнал на вычислительный блок 16, который по сигналу от датчика 20 производит сравнение значения концентрации легкого компонента в кубовом продукте с допустимым значениями уЛ . у А л п . (8) п П10А где Х - концентрация легкого компонента в кубовом продуте; тах минимальное и максимальное допутисмые значения концентрации легкого ком5понента в кубовом продукте. При невыполнении условия (8) вычислительный блок 16 по сигналу от датчика 20 рассчитывает заданное значение перепада температуры в исчерпывающей секции колонны. i-sW-C«).,(9, , л°г«4l -Cп).px )(;,„, ио) где , - текуцее и предыдущее заданные значения перепада температуры в исчерпывающей секции колонны; а т, 4 постоянные коэффициенты. Если условие (8) выполняется, то вычислительный блок 16 оставляет прежним заданное значение перепада температуры в исчерпывающей секции колонны. . По заданному текущему и предыдущему значениям перепада температуры в исчерпывающей секции колонны вычислительный блок 20 вырабатывает соответствующий сигнал на регулятор 6. 4г4ы(т,.-дт°.).-л j - текущее и предыдущее значения расхода теплоносителя;К постоянные коэффициенты. Если условие (7) не выполняется, то блок логики 15 выдает сигнал на вычислительный блок 16, который для повышения устойчивости работы колонны вырабатывает соответствующий сигнал на регулятор 6. 4гС/Ч(Т,,.,-/1Т,), (2) где К - постоянный коэффициент. Регуляторы 3, 9 и 6 по сигналам от атчиков 2, 8, 5 коммутатора 14 и вычислительного блока 16 вырабатывают правляющие воздействия на соответстующие клапаны 4, 10, 7. Использование данного устройства позволяет снизить потери изопрена на 0,1 и экстрагента на 0, что при стоимости изопентана 6Й руб/т,