Устройство для автоматического регулирования остаточного давления в вакуумной колонне Советский патент 1983 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования технологического режима вакуумных колонн и может быть использовано на установках АВТ в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Известно устройство для регулирования работы ректификационной колонны, содержащее датчик расхода сырья соединенный с регулятором разности температур сырья на выходе из печи и на входе в колонну, связанным с исполнитель)Е$ым механизмом на линии отвода бокового погона fl. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического регулирования остаточного давления в -ват куумной колонне, содержащее датчики расхода сырья и водяного пара в низ колонны, регулятор и исполнительный механизм, установленный на линии подачи водяного пара в колонну С23. Недостаток известного устройства состоит в том4 что оно не обеспечивает требуемого качества регулирования для минимизации энергозатрат на процесс. Известно, что остаточное давление в вакуумной колонне создается за счет конденсации водяного пара атм ), подаваемого в колонну, в барометрическом конденсаторе при прямом контакте с водой и эжекции газов разложения в йесконденсированных паров эжектором, в котором в качестве эжектируемого агента применяется водяной пар ( атм ). Сто имость врдяного пара, подаваемого в колонну, ниже стоимости водяного пар используемого для эжекции. Поэтому с экономической точки зрения выгоднее подавать в колонну максимально необходимое для создания остаточного давления количество водяного пара, а для эжекдии использовать минимальн необходимое количество водяного пара Максимально допустимое количество водяного пара, подаваемого в колонну ограничивается диаметром вакуумной колонны и производительностью барометрического конденсатора. Минимально необходимое количество водяного пара для эжекдии определяется количеством газов разложения. Такую зада чу должно решать устройство для авто матического регулирования остаточного давления. Цель изобретения сокращение эне гозатрат на процесс путем улучшения качества регулирования. Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено датчиком температуры воды, поступаквдей в баро метрический кондеясатор, датчиком разности температур сырья на выходе из печи и на входе в эвапорационное пространство колонны, сумматорами, взаимосвязаннЕлми датчиком, тором расхода водяного пара, исполнительным механизмом на линии подачи водяного пара в эжектор, датчиком, регулятором давления в колонне, при этом регулятор расхода водяного пара в колонну связан с датчиком разноститемператур и датчик расхода сырдзя соединены через множитель с первым входом первого сумматора, второй вход которого связан с первым выходом регулятора давления, третий вход первого сумматора соединен с датчиком температуры воды, связанным с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен через динамическую емкость с вторым выходом регулятора давления, а выход второго регулятора связан с первым входом регулятора расхода водяного пара на эжектор. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Схема содержит колонну 1, датчик 2 остаточного давления в эвапорационном пространстве колонны, регулятор 3, вглход которого соединен с первьил входом сумматора 4, связанного с первым входом регулятора 5 расхода водяного пара, второй вход которого связан с датчиком 6 расхода водяного пара, а выход - через ограничитель 7 с исполнительным механизмом 8, установленным на линии подачи водяного пара в колонну. Для учета количества углеводородных паров в эвапорационном пространстве колонны с помощью датчика 9 замеряется расход -сырья в колонну, выходйой сигнал которого соединен с первым входом множителя 10, связанного вторым входом с выходом датчика 11 разности температур, соединенного с выходами датчиков 12 и 13 температуры на выходе сырья из печи и в эвапорационном пространстве колонны. Схема также содержит барометрический конденсатор 14, датчик 15 температуры, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора 4, а второй - с первым входом второго сумматора 16, второй вход которого соединен через динамическую емкость 17 с вторым выходом регулятора 3 давления, а выход - с первым входом регулятора 18, соединенного втсфым входом с датчиком расхода водяного пара на эжекцию 19 в эжектор 20, а выходом с исполнительным механизмом 21, установленным на линии водяного пара в эжектор 2D. Устройство для автоматического регулирования остаточного давления в вакуумйой колонне имеет два главных контура регулирования, связанных с между собой: контур регулирования расхода водяного пара в низ колонны и контур регулирования расхода водя ного пара на эжекцию. Задание регулятору расхода водяного, пара в низ колонны формирует сумматор 4: Pl M OAOA-3A)K2FK(VT,,)K3T5, И) где PJJ - выходной сигнал сумматора К - коэффициент пропорционань ности, устанавливаемый регулятором 3/. Кдд- коэффициент преобразования . остаточного давления датчиком 2) OD - остаточное давление в эвапорационном пространстве, 3D - заданное остаточное давление в камеру задание регулятора 3; 1С2 - коэффициент преобразования расхода сырья датчиком 9; F - расход сырья в колонну; Т«. - температура на выходе сырь из печи; . Т - температура в эвапорационной npocTpaHCTBie; - коэффициент преЬбразова:ния разности температур датчиI ком 11; К - коэффициент преобразования температуры датчиком 15/ Tj - температура воды, поступаю щей в барометрический конденсатор. Задёние регулятору расхода водя,ного пара на эжекцию формирует сумм тор 16: (КодОД-ЗА)(Ъ-ТЬ т где 2 выходной сигнал сумматора 16,Ч5к.. то же, что и в формуРА,ЗД ле (1) t - текущее ) Т - задержка по времени; осуществляемая динамической емкостью 17. Первое слагаемое формулы (1Г фор мируется на выходе регулятора 3, вт рое слагаемое формируется множителем 10, третье слагаемое формулы (1 и первое слагаемое формулы (2 ) на в ходе датчика 15. Второе слагаемое формулы (2J формируется в окончател ном виде на выходе из динамическо емкости 17. Если сигнал Р на выходе регулятора 5 превысит максимальное значение на выходе ограничителя 7 ему присвоится это максимальное значение, т.е. если о о -1 . 1 (т) i « В установившемся состоянии регуляторы 3,5, и 18 с помощью исполнительных механизмов 8 и 21 поддерживают заданное остаточное давление в колонне, изменяя расход водяного пара в низ колонны и расход вод 1ного пара на эжекцию. При изменении (например, увеличении ) остаточного давления в колонне изменяется (увеличивается выходной сигнал датчика 2 давленияjчто вызывает нарушение равновесия в регуляторе 3 давления и приводит к изменению (увеличению ) его выходного сигнала, поступакадего на вход сумматора 4 и одновременно на вход динамической емкости 17. Измененный (увеличенный ) выходной сигнал сумматора 4, поступая на вход регулятора 5, вызывает нарушение равновесия в нем и приводит к изменению ( увеличению его выходного сигнала, вызывающего .изменение положения исполнительного механизма 8, KOTOpoie продолжается до тех пор, пока в регуляторе 5 не наступит равновесие за счет изменения расхода пара, Зс1меряёмого датчиком 6. Если расход пара достигнет максимально- .допустимое значение, а остаточное давление в колонне не установится заданным, ограничитель 7, свя-т,; занный входом с выходом регулятора 5, а выходом - с исполнительным механизмом 8, будет передавать на исполнительный механизм 8 постоянный сигнал и расход пара будет поддерживаться постойнным максимально допустимым. Второй выходной сигнал регулятора 3 давления, поступивший на входдинамической емкости 17, выходит из нее с некоторой задержкой во времени и поступает в сумматор 16, вызывая изменение его выходного сигнала, поступающего на вход регулятора 18. В регуляторе 18 нарушается равновесие и вырабатывается измененный выходной сигнал, поступающий на исполнительный механизм 21 и вызывающий изменение (увеличение ) расхода пара на эжекцию, измеряемого датчике) 19 расхода. Изменение расхода пара на эжекцию будет проходить до тех пор, пока в регуляторе 18 не наступит равновесие. Увеличенный расход пара на ; эжекцию увеличивает отсос несконденсированных водяных паров и понижает остаточное давление в колонне При изменении расхода сырья, замеряемого датчике 9, или его качества, определяемого с помощью измерителя 11 разности температур и датчиков 12 температуры, изменяется выходной сигнал множителя 10, что приводит к изменению выходного сигнала сумматора 4, и регулятор 5 через ограничитель 7 меняет положение исполнительного механизма 8, вызывгиощего .изменение расхода водяного пара в-колонну. При изменении (повышении J температуры воды, поступающей в баромет

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ В ВАКУУМНОЙ КОЛОННЕг содержащее датчик расхода сырья в печь, датчик расхода водяного пара, связанный с одним из входов регулятора расхода, соединенный через ограничитель с .исполнительнБвл механизме, установленным на линии подачи водяного пара в колонну, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат на процесс путем улучшения качества регулирования, оно снабжено датчиком температуры воды, поступающей в баромет рт{ческий конденсатрр, датчиком разности талператур:; сырья на выходе из печи и на входе в эвапорационное прост анство колонны, .сумматорами, взаимосвязанными датчиком, регулятсф я4 расхода водяного пара в эжектор, датчиком, регуляторе давления в коловые, при этом регулятор расхода.водяного пара в колонну связг1Н с вьЬсодом первого cyNwaTopa, датчик разности температур и датчик расхода сырья соединены через множитель с первьол входом первого сумматора, втсфой вход -которого связан с первым выходом регулятора давления, третий вход перво(Л го су1Ф4атора соединен с датчиком температуры воды, связанным с первым входом второго cyvnaropaf второй вход которого соединен через динамическую емкость с вторкяч выходсял регулятора давления, а.выход второго ; сумматора связан с входом регулято;ра расхода водяного пара на эжектор. 00 Cf 1