Устройство для автоматического регулирования ректификационной колонны Советский патент 1983 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования ректификационной колонны, работающей с подачей открытого водяного пара в низ колонны, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для автоматического регулирования ректификационной колонны, содержащее датчик расхода водяного пара, связанный с регулятором, воздействующим на исполнительный механизм, установленный на линии подачи водяного пара в колонну, и вычислитель 1 .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для автоматического регулирования ректификационной колонны, содержащее датчики расхода сырья, поступающего в печь, и кубового продукта, датчик температуры сырья на выходе из печи, вычислители, регуляторы. При этом датчик расхода сырья в печь и датчик температуры сырья на выходе из печи связаны с вычислителем, соединенным с регулятором расхода кубового продукта 2.

Однако известное устройство имеет низкое качество регулирования, так как управляющее воздействие вырабатывается на основе отклонения выходных величин, что снижает отбор целевых дистиллятных продуктов.

Целью изобретения является повыщение отбора целевых дистиллятных продуктов за счет улучшения качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования ректификационной колонны, содержащее датчики расхода сырья, поступающего в печь, и кубового продукта, датчик температуры сырья на выходе из печи, вычислители, регуляторы, задатчики, исполнительные механизмы, снабжено регулятором соотнощения, сумматорами и взаимосвязанными датчиком расхода водяного пара, регулятором и исполнительным механизмом на линии шодачи водяного пара в колонну, при этом первый выход датчика температуры соединен с первым входом вычислителя, связанного вторым входом с датчиком расхода водяного пара, а- выходом - с первым входом первого сумматора, второй вход которого связан с выходом первого задатчика, а выход - с регулятором расхода водяного пара, второй выход датчика температуры соединен с первым входом регулятора, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, связанного первым входом с выходом регулятора соотнощения, соединенного первым входом с выходом датчика расхода остатка, вторым - с выходом датчика расхода сырья, а выходом - с исполнительным механизмом на линии подачи топлива в печь.

На чертежепредставлен а схема устройства для автоматического регулирования ректификационной колонны.

Устройство содержит датчик 1 температуры на выходе сырья из печи 2, связанный первым выходом с вычислителем 3, второй вход которого соединен с выходом датчика 4 расхода водяного пара в низ колонны 5. Выход вь числителя 3 связан с входом

.. сумматора б, второй вход которого соединен с выходом задатчика 7, а выход - с входом регулятора 8 расхода водяного пара, второй вход которого соединен с выходом датчика 4 расхода водяного пара, а выход - с исполнительным механизмом 9, установленным на линии подачи пара в колонну 5. Второй выход датчика 1 температуры на выходе сырья из печи 2 связан с регулятором 10 температуры, связанным вторым входом с выходом второго сумматора И, первый вход которого связан с выходом второго задатчика 12, а второй вход связан с выходом регулятора соотнощения 13, связанного СЕ.ОИМИ входами с выходами датчиков 14 расхода остатка и 15 расхода сырья, выход регулятора 10 связан с исполнительным механизмом 16, установленным на линии подачи топлива в печь 2.

Для повышения отбора целевых дистиллятных продуктов необходимо снижение содержания низкокипящих компонентов в остатке колонны ограничить до минимума.

0 Однако возможность повышения извлечения низкокипящих компонентов ограничена расходом водяного пара и малым числом массообменных устройств в нижней секции колонны.

Количество выводимых из колонны дистиллятных продуктов также определяется долей отгона на выходе из печи, которая в свою, очередь зависит от температуры сырья на выходе из печи.

Количество паровой фазы в эвапорационнбм пространстве колонны определяется смешением двух потоков; пары, поступающие с сырьем, и пары, поднимающиеся из куба колонны, образованные за счет ввода водяного пара в колонну. Поэтому, поддерживая температуру сырья на выходе из пе5 Чи в зависимости от соотношения расходов остатка и сырья и регулируя расход водяного пара в зависимости от температуры н.а выходе из печи по алгоритму (1), можно обеспечить увеличение отбора целевых дистиллятных продуктов.

лСг(с:-с;), (1)

где 0 -предельно допустимое значение рас хода водяного пара; Gn -текущее значение расхода водяного ,пара;

дСтах -максимальный градиент изменения

температуры;

д17 -текущий градиент изменения температуры.

Устройство работает следующим образом.

При изменении количества или качества исходного сырья изменяются выходные сигналы датчиков 14 и 15, что вызывает рассогласование в регуляторе 13, сигналы о котором поступают в сумматор И, куда также поступает сигнал с задатчика 12, пропорциональный заданию температуры на выходе из печи. В сумматоре 11 формируется новое задающее воздействие для регулятора 10, которое поступает в камеру задания этого регулятора, где в результате отклонения текущего значения температуры от заданного возникает рассогласование, которое компенсируется регулирующим воздействием, выданным на исполнительный механизм 16, установленный на линии подачи топлива в печь 2, и приводит к изменению расхода топлива в печь, которое продолжается до тех пор, пока в регуляторе 13 не наступает равновесие.

При изменении температуры на выходе из печи 2 вычислитель 3 автоматически по алгоритму (1) вычисляет необходимую поправку на задание расхода водяного пара, сигнал о котором поступает в сумматор 6, где в результате его суммирования с сигналом, поступающим от задатчика 7 и пропорциональным заданию по расходу водяного пара, формируется новое задание, поступающее в камеру задания регулятора 8. В регуляторе 8 возникает рассогласование, для компенсации которого регулятор вырабатывает новое регулирующее воздействие, поступающее на исполнительный механизм 9, установленный на линии подачи водяного

пара в колонну 5, и вызывающее изменение подачи водяного пара в колонну, которое продолжается до тех пор, пока не установится постоянное значение температуры. Ожидаемый экономический эффект за счет повышения отбора целевых дистиллятных продуктов 80-100 тыс. руб. в год.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ, содержащее датчики расхода сырья, поступающего в печь и кубового- продукта, датчик температуры сырья на выходе из печи, вычислители, регуляторы, задатчики, исполнительные механизмы, отличающееся тем, что, с целью повышения отбора целевых дистиллятных продуктов за счет улучшения качества регулирования, оно снабжено регулятором соотношения, сумматорами и взаимосвязанными датчиком расхода водяного пара, регулятором и исполнительным механизмом на линии подачи водяного пара в колонну, при этом первый выход датчика температуры соединен с первым входом вычислителя, связанного вторым входом с выходом датчика расхода водяного пара, а выходом - с первым входом первого сумматора, второй вход которого связан с выходом первого задатчика, а выход - с регулятором расхода водяного пара, второй выход датчика температуры соединен с первым входом регулятора, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, связанного I первым входом с выходом регулятора соотношения, соединенного первым входом с W выходом датчика расхода остатка, вторым - с выходом датчика расхода сырья, а выходом - с исполнительным механизмом на линии подачи топлива в печь. 00 ;о ел