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

Изобретение относится к автоматй сческому управлению процессом экстрактивной ректификации к может быть использовано, например, в производстве изопрена из иэопцнтапа в химлческой, нефтехимической и jipyrHx от раслях npoivibJULaeHHOCTH, Известно устройство для автомати ческого ynpaBj-ения процессом экстра тивной ректификации, соперулаыс-е дат чики расхода и состава сырья, рогу т;ятор расхода флегмы, регулятор рас хода теплоносителя в куб колонны,датчики температуры и давленил нгг контрольной арелке и вычислительны блок - регулятор расхода хлалат ента в дефлегматор, формирующий и прогно чирующий блок, 6/1 о к сравнения. Устройство по информации от датчиков р хода и состава гЫрья рассчичывг.от расход ф;ким.-л для поддержания зпдан ii.iro фик-гмоиого чис-;а. ; отнэоделяет :начение расхода теплоносителя с уч том измс;Н(-ния расхода флегмы и дист лята V: . НаисЗолее (злизни.м к npe,;uiaraeMOMy по ехнической сущности и ;,остигаемому результату является устройство .Г1ля автоматического управлоли; процессоГ экстрактивной ректифи с ;ции, содержащее датчики расхода и состава сырья, соединенные с корректирую :цим блоком, подключенним ;.-; рег-улито расхода экстрагента, датчики температуры и дапле.чия в кубе 1;о-г;онн1л, связанные с вычислитсл,нглг. блоком, нормальным к корректирующег-гу блотсу, сумматор, соединенный входам -; с вычислительным блоком и датчиком расхода .сырья, а выходом - с per-yj HTOром расхода флегмы i. . Недостатком известгс го усмроГют Fi является то, что при расчете (juicrмового числа не учитывается пс-репс1Д давления по колонне и нагрузке тто теплоносителю, а определяется только по изменению паро зогО потока в укрепдяющей секции колонны (бс учета необходимости нагрева экстр а1х-;нта) , что приводит :( снижени1) разделительного эффекта колонны и гювь.пипнию энергозатрат на р с ж:-; мах : захлебыванию и и-мелсмиуи нагрузки по сырью. Цель изобретения - стггОи.чизация разделительного колонны и экoнo ми энергозатрат. Поставленная цель достигается тем что устройство для автоматичеоого управдения процессом экстрактивной ректификации, содержащее ,ца7чики рас хода и состава сырья, соединенные с корректирующим блоком, под;(лючецным к регулятору расхода экстрагента,дат чик температуры в кубе колошы, связанный с вычислительным блоком, сумматор, соединенный с регулятором расхода теплоносителя, дополнительно содержит блок сравргения перепада давления Б колонне, датчики температуры зкстрагента и сырья, регулятор темпер ату pbj куба в колонне и фррмирую :.ий блок , этом дат-1ики расхода и состава через формирующий блок ;:оединены с сравнения 1г-рл:м- ада давления, связан.ным с коррск гирукипим firjoKOM, подклю е1;кым c-io-ими (;дами к ре гулятору расхода флегми и к вычислительноГ у блоку, :ое-диненному своими входами с датчика - 1 температуры iKCTpai-ента и сырья . л Еьлходом - С сумматором, связанным с регулHTOpOiM температуры. На чер)теже изображена блок-схема устройства для автоматического управления процессом экстрактивной рг ктифик ации . Ус:тройство для автоматического .юния процессом э ;страктивной ректификации включает в себя колонну 1, л.тчики 2 и 3 расхода и состава сыг;1,я, датчик 4 расхода флегмы, регуля; vv , клапан 6, датчик 7 температуры i кубе колонны, датчик 8 расхода гс; плоносителя в куб , регуля7-г)р 9, клапан Ю, Кроме того, устройство содержит датчики 1 и 12 температуры экстрагг ргга и сырья, дагчик 13 расхода як CMpiaiOHTa, регулятор 14, клапан -v, датчики 16 и 17 давления верха и куба колонны, блок 13, с;л(;к 19 сравнения перепада давления по колонне, корректирующий и в з1чис.читс П)Н.Ь1й бдоки 20 и 21, регулятор 22 и ;;ум;-1атор 2J, связанный своим выхоД м с; задаю;:;им входом регулятора Т, а 7 хол:ам - с выходом регулятора 2 и .л с:1до в:-.;числительного блока 2, ходк KCiTcporo связан, с датчи ами 7, 11 и ;/ и одним из выходов ко:;р -кгирующсго б:1ока 20, два хгругих В -:хола ко торого связаны с задающими ;-.ло.цами регуляторов 5 и 14, а входы :: .;1г;тчиками 2 и 3 и выходом блока 19 сравнения, г:ерепада давления по кочоннг, связанного своими входами с датч К;л:.:и 16 и 17 и выходом форг-тируюifiCio 6j;oKa 18, входы которого соедмнс;, с j;ai4Hi:a№f 2 и 3, Устрой;:тво работает следующим образом. По информации от датчиков 2 и 3 г; схода и сос;та}за сырья форкшруюц -И Г3.:ток 18 производит расчет заданного значения внешнего флегмового числа и допустимогО значения перепада даз.1РНИИ Б колонне - Л,, ,., (Р.. х ) (I) 1%.ал -- RO + B,F,(2) где i - внешнее флегмовое число; К, - расход сырья на колонне; X - концентрация легколетучего компонента в сырье; РГПСЦ максимально допустимое значение перепада давления в колонне, определяющее границу зах.пебывания ; А Q А , Вд, В( - постоянные коэффициенты, и передает соответствующие сигналы на блок сравнения 19 перепада давления по колонне. Блок сравнения 19 по информации, от датчиков 16 и 17 определяет пере пад давления в колонне iP Р, - Pf где лР - перепад давления в колонне Pj,,Pg - давление куба и верха коло ны, и сравнивает с максимально допустимы значением при текущей нагрузке ЛР -i ь Р Если условие (4) выполняется, то на корректирующий блок 20 передается сигнал, соответствующий рассчита HOiviy формирующим блоком 18 флегмовому числу 9 Ф Если условие (4) не выполняется, то процесс разделения 1аходится вбл зи захлебывания, Блок сравнения 19 при этом рассчитывает новое знач ние флегмового числа в сторону умен шения Ф%9 - к (Р - .) где К - коэффициент пропорционально ти , Корректирующий блок 20 по информ 11,ии от датчиков 2 и 3 и сигналу от блока сравнения 19 рассчитывает зна чения расхода и внешней флегмы и ра хода экстрагента и выдает управллющие сигналы на регуляторы 5 и 14.

R Ф- F.X,

(6) FS К,- F.x где R - расход внешней флегмы; F - расход экстрагента в колонну Хр- концентрация тяжелокипящего компонента в сырье; коэффициент, учитывающий поглотительную способность экстрагента, Одновременно корректирующий блок 20 передает информацию о значениях расхода и состава сырья и рассчитанных управляющих значениях расхода флегмы Р и расхода экстрагента на вы числительный блок 21, Последний по информации от датчиков 7, 11 и 12 и корректируюиего блока 20 рассчитывает количество теплоносителя, кото(3

(12)

D F.X одимо подать в куб колонны ржания соответствующей темв кубе, и парового потока лонны при ия /1енении внешиальных потоков (расход сымы, экстрагента) и с учетом й по составу питангя. в ъ f G Gr + G, + G, общий расход теплоносителя в куб колонны; расход теплоносителе:, не обходимый для испарения сырья и обеспечения парового потока в укрепляющей секции холоч .-О); рас:ч- : - -I,:---осите.Я, необXV..,:; , :, ,L;.. ,, :- :Т-реВЙНИЯ .нта. ,, R LR т - LT F/D ( Cf-tt) L Fg (tt - trO - CF., Fg .SKX (tK - f:f5) . Зц (1 - S,)-L. -теплота испарения флегNM и сырья; -теплота конденсации пара (т плоносителя) ; PS - теплоемкость сырья и экстрагента; j - температура, сырья, экстрагента и куба соответственно;y - задак::ое значение насыщаемости экстрагента углеводородами на уровне верхней контрольной тарелки. где D - расход дистиллята, определяемый из материального балаМ са „F X F F . где S), - текущее значение насыщаемости в кубе колонны. Вычислительный блок 21 выдает сигнал, соответствующий рассчитанному значению Gy, на сумматор 23, который интегрирует его с выходным сигналом регулятора 22, формирующемся по информации от датчика 7, и выдает управляющий сигнал на регулятор 9. Предлагаемое устройство позволяет стабилизировать разделительный эф5 J1052 фект колонны я уменьшить энергозатраты процесса экстрактивной ректификации за счет регулирования флегмоного числа с учетом гидродинамической обстановки процесса по режиму захлебывания и управления паро-5 вым потоком в колонне с учетом процесса теплопередачи от энергоносителя, поступающего в куб колонны, к 106 изменивЕПИМся материальным потокам. Использование предлагаемого устройства позволяет снизить потери иэоамиленов с дистиллятом на 0,1%,, уменьшить расходные коэффициенты по экстрагенту на 0,4 нА i т сырья и по пару - на 0,015 Гкал на 1 т изопрена.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ, содержащее датчики расхода и состава сырья, соединенные с корректирующим блоком, подключенным к регулятору расхода экстрагент та, датчик температуры в кубе колонны, связанный с вычислительным блоком, сумматор, соединенный с регулятором расхода теплоносителя, о ичающееся тем, что, с целью стабилизации разделительного эффекта колонны и экономии энергозатрат оно дополнительно содержит -блок сравнения перепада давленияв колонне, датчики температуры экстрагента и сырья, регулятор температуры куба в колонне и формирующий блок, при этом датчики расхода и состава сырья через формирующий блок соединены с блоком сравнения перепгща давления/ связанным с корректирующим блоком, подключенным своими выходами к регулятору расхода флегмы и к вычислительному блоку, соединенному своими входами с датчиками температуры экстр§ агента и сырья, а выходом - с сумматором, связанным с регулятором температуры ,