Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации Советский патент 1984 года по МПК B01D3/42 

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

Известно устройство для автоматического управления процессом разделения, содержащее датчик содержания ко№1онента и расхода сырья, датчик концентрации компонента в целевом продукте, датчик расхода рецикла в колонну, соединенные с вычислительным блок ом 5 связанньЕМ с клапаном подачи рецикла, датчик температуры, соединенный с клапаном подачи теплоносителя l .

Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качест во регулирования составов вьсходных потоков колонн из-за отсутствия компенсации возмущений по расходу и составу входньЕС потоков колонны на тепловой режим работы основной колонны экстрактивной ректификагщи, что приводит к нарушению температурного профиля колонны и снижению разделительного эффекта о

Наиболее близким по технической с.ущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для автоматического управления про. цессом экстрактивной ректификацииэ содержащее датчик и регулятор расхо™ да экстрагента, датчик расхода и состава сырья, датчик и регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик тe vmepaтypы в кубе колонны датчик давления в кубе колонны, датчик и регулятор расхода флегмыэ датчики концентраций примесей на верхней и нижней контрольных тарелках, вычислительный блок и корректируювщй блок, связанный своими входами с датчиками расхода и состава сырья вычислительньм блоком, а выходом - с задающим входом регулятора расхода экстрагента, динамический фильтр и согласующий блок5 при этом динамический фильтр своими входами связан с датчиками концентраций примесей на контрольных тарелках и согласующим блоком, а .выходами - с задающими входами регулятора расхода флегмы и регулятора расхода теплоносителя, входы согласующего блока соединены с датчиком расхода сырья и вычисли тельным блоком, связанным своими входами с датчиками температуры и давления куба колонны 2j .

Недостатком известного устройства является невысокое качество регулирования концентрации примесей в продуктах разделения изг-за отсутствия компенсации внешних возмущений, вызывающих нарушение температурного режима в кубе колонны.

Цель изобретения - уменьшение потерь целевого продукта с тяжелым остатком.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащее регулятор расхода растворителя, датчики и состава сырья, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик температуры в. кубе колонны и вычислительный блок, дополнительно содержит датчик состава продукта колонны десорбции, регулятор температуры в кубе, регулятор расхода рецикла в куб колонны, блок соотношения, блок предварения, динамический компенсатор и сумматор, связанный СВОИМИ входами с выходами регулятора температуры в кубе, динамического компенсатора и блока предварения, а выходом - с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны, а блок соотношения соединен, своими входами с датчиками расхода и состава сьфья и первьм выходо вычислительного блока, а выходами с входом блока предварения и с задающим входом регулятора расхода растворителя, .фи этом вычислительньй блок связан своим входом с датчиком состава продукта колонны десорбции, а вторым и третьим выходами - с входом динамического компенсатора и с задающим входом регулятора расхода рецикла в куб колонны,

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

Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации изопрена от пиперилена включает колонну 1 экстрактивной ректификации, колонну 2 десорбции пиперилена от растворителя, датчик 3 расхода растворителя, регулятор 4, клапан 5, датчики 6 и 7 расхода и состава сьтрья, датчик 8 расхода теплоносителя в куб колонны, регулятор 9, клапан 10, датчик 11 температуры в кубе колонны, вычислительньщ 5 блок 12. Устройство содержит также датчик 13 состава продукта с колонны десорбции, регулятор 14 температуры в кубе, датчик 15 расхода рецикла в куб, о колонны, регулятор 16, клапан 17, блок 18 соотношения, блок 19 предварения, динамический компенсатор 20 и сумматор 21, связанный своими входами с выходами регулятора 14, дина- is мического компенсатора 20 и блока 19 предварения, а выходом - с задающим входом регулятора 9, а блок 18 соотношения соединен своими входами с датчиками 6 и 7 и первым выходом вы- 20 числительного блока 12, а выходами с выходом блока 19 предварения и с задающим входом регулятора 4, при этом вычислительный блок 12 связан своим входом с датчиком 13,,а вто- 25 рым и третьим выходами - с входом динамического компенсатора 20 и с задающим входом регулятора 16. Устройство работает следующим образом.30 Блок соотношения 18 rto информации от датчиков 6 и 7 определяет изменение нагрузки на колонну по тяжелому компоненту (пиперилену) ),-x,.,, (О где F,F,-., - текущее и предьщущее значения расхода сы. рья (изопрен-пипериле новой фракции) на колонну, Хр. Хр. - текущее и предыдущее значения концентрации пиперилена в сырье, рассчитывает количество растворите- . ля, которое необходимо подать на ког лонну для по1лощения всего пиперилена, поступившего в колонну с сырьем, из соотношения Рс: Рс:-Л -йР

J 3C ;r HmaxV 4(D;..xJ..,

l4(xJ.VK,lx,VxJ.Jnpv,x.x где и в лы ния тем щен где и ч вьщ том тем дат ет по мац дер на) вой где чи но

tylOOC

Х° Х°

,п ;-, текущее и предьщущее значения расхода растворителя на колонk, - постоянный коэффициент, определяющий соотношение подаваемого растворителя и поглощаемого компонента, рабатывает соответствукядие сигнаа регулятор 4 и блок предваре19, который с целью стабилизации ературы в кубе определяет прирае по расходу теплоносителя iQ K,-&F, лс,, - приращение по расходу теплоносителя в куб колонны, KU - коэффициент теплопередачи, учитывающий теплосодержание энергоносителя и физические характеристики разделяемых компонентов, рез сумматор 21 с упреждением ет сигнал на регулятор 9 с учединамики по каналу расход сырьяература в кубе. По сигналу от ика 11 регулятор 14 осуществлятабилизацию температуры в кубе тклонению. ычислительный блок 12 по инфори от датчика. 13 анализирует соание целевого продукта (изопрев тяжелом остатке 1 пипериленофракции) v г уО X -sfD f Х, - концентрация целевого продукта в тяжелом остатке, nmin Mmoix Регламентные ограничения на содержание целевого продукта в тяжелом остатке. ри невыполнении условия (4) выительный блок 12 рассчитьшает е значение расхода рецикла текущее и предыдущее значения расхода.реци ла, x° . текущее и предьщущее значения концентрации Целевого продукта в т желом остатке, Xi.K.настроечные коэффицие ты дискретного ПИ-рег лятора, и вырабатывает соответствующий сигна регулятору 16. Вычислительньш блок 12 при этом выдает сигнал блоку соотношения 18 об изменении расхода пиперилена в ре цикле P;-(,.,VX°. ,(в) Блок соотношения 18 корректирует значение расхода растворителя , и В1лрабатывает соответствующий сигнал на регулятор 4. Одновременно вычислительный блок 12 при невьтолнении условия (4) передает динамическому компенсатору 20 информацию об изменении расхода рецикла (Ppi ., ) который с целью 746 поддержания температуры в кубе на заданном уровне вырабатывает на сумматор 21 сигнал на изменение расхода теплоносителя в куб колонны G, K(Fp,-Fp..y, (g где Kg - постоянный коэффициент. Если условие (4) выполняется, то вычислительньй блок 12 не вырабатывает новых сигналов на регулятор 16, блок соотношения 18, и динамический компенсатор 20. Данное изобретение -позволяет понысить качество регулирования составов выходньж продуктов процесса экстрактивной ректификации за счет компенсации возмущений (расход и состав сьфья, расход рецикла, расход растэорителя), вызывающих нарушение температурного режима колонны, имеющей большую инерционность, нто дает уменьшение потерь дорогостоящего конечного продукта производства. Использование устройства позволит низить потери целевого продукта с ипериленовой фракцией на 0,8 весТ%, а счет чего увеличивается объем выуска изопрена на 1,0 тыс.т.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ изопрена от пиперилена, содержащее регулятор расхода растворителя, датчики расхода и состава сырья, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик температуры в кубе колонны и вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь целевого продукта с тяжелым остатчик состава продукта колонны десорбции, регулятор температуры в кубе, регулятор расхода рецикла в куб колонны, блок соотношения, блок предварения, динамический компенсатор и сумматор,связанный своими входами с . выходами регулятора температуры в кубе, динамического компенсатора и блока предварения, а выходом - с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны, а блок соотношения соединен своими входами ,с датчиками расхода и состава сырья и: первым выходом вычислительного блока, а выходами - с входом блока предварения и с задающим входом регулято(Л ра расхода растворителя, при этом вычислительный блок связан своим входом с датчиком состава продукта колонны десорбции, а вторым и третьим выходами - с входом динамического компенсатора и с задающим входом регулятора расхода рецикла в куб колонны.