Устройство для автоматического регулирования процесса экстрактивной ректификации Советский патент 1984 года по МПК B01D3/42 

1 Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования процесса многокомпонентной экстрактивной ректификации, например очистки бутадиена от ацетиленовых соединений, в двухколонном агрегате с рециклом,и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Известно устройство для автоматического управления процессом экстрак тивной ректификации, содержащее датчики расхода сырья и экстрагента, датчик состава сырья, соединенные с регулятором соотношения, связанным с клапаном на линии подачи экстраген та, сумматор, соединенный с датчиками расхода сырья, экстрагента и теппоносителя и подключенный к клапану из линии подачи теплоносителя 1j. Недостатком устройства является отсутствие учета энергозатрат и отсутствие компе сации возмущений, вызывающих режим зависания и захлебывания, присущий колоннам экстрактивной ректификации. Наиболее близким к изобретению по технической суи(ности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования процесса экстрактивной ректификации содержащее датчики концентрации примесей в дистилляте и кубовом продукте, датчики расхода сырья, экстраген та и теплоносителя, датчики и регуля торы расхода дистиллята, температуры в кубе, датчик перепада давления по колонне, блок логики, вычислительный блок и динамический фильтр, при этом датчики перепада давления соединены с блоком логики, связанным с вычислительным блоком, соединенным сво ми выходами с датчиками концентрации примеси и датчиком расхода дистиллята, а выходами через динамический фильтр - с регуляторами температуры в кубе колонны и расхода дистиллята 23. Недостатком известного устройства является отсутствие учета энергозатр двухколонного агрегата экстрактивной ректификации с рециклом. Цель изобретения - уменьшение энергозатрат на проведение процесса Поставленная цель достигается тем, что устройстводля автоматического регулирования процесса экстрактивной ректификации, содержащее датчик перепада давления, соединенный 332 с входом блока логики, выход которого связан с одним из входов вычислительного блока, другие входы которого соединены с датчиками концентрации примеси в дистилляте, температуры в кубе первой колонны и расхода дистиллята, выходы вычислительного блока подключены к задаюи1им входам регуляторов расхода дистиллята и температуры в кубе первой колонны, датчики расходов сырья, экстрагента и т плоносителя в куб первой колонны, снабжено датчиком расхода теплоносителя в куб второй , ре гуля тором соотнощения и двумя сумматорами, при этом входы первого сумматора связаны с датчиком расхода теплоносителя в куб первой и второй KOJFOHH, входы второго сумматора - с датчиками расхода экстрагента и сырья в первую колонну, а выходы сумматоров с входами регулятора соотношения, подключенного своим выходом к одному из входов вычислительного блока. На чертеже представлена схема устройства. Устройство для автоматического регулирования процесса экстрактивной ректификации в агрегате, состоящем из колонны 1 экстрактивной ректификации с рециклом и колонны 2 десорбции конечного продукта от экстрагента, содержит датчик 3 температуры в кубе, регулятор 4, соединенный с клапаном 5 -на байпасной линии подачи теплоносителя в куб колонны 1, датчик 6 расхода дистиллята, регулятор 7, соединенный с клапаном 8 на линии отбора дистиллята, датчик 9 концентрации примеси в дистилляте, датчик 10 перепада давления между низом и верхом колоннь 1, датчики 11-14 расхода экстрагента, сырья, теплоносителя в куб колонны 1 и теплоносителя в куб колонны 2, блок 15 логики, вычислительный блок 16, регулятор 17 соотнон ения, сумматоры 18 и 19. Устройство работает следующим образом. По информации от датчика 10 блок 15. сравнивает текущий перепад давления по колонне 1 с заданной величиной максимально допустимого перепада., определяющего режим зависания колонны вследствие действия возмущений. Если перепад давления не превышает заданной величины, то сигнал на выходе блока 15 логики равен нуле31

вому значению, что соответствует нормальному режиму работы колонны 1. Еслл величина перепада давления больше заданной, что соответствует наступлению предварительной ситуации зависания, то блок 15 выдает сигнал на вычислительное устройство 16, блокирующий работу регулятора 17 соотношения, выходной сигнал которого отключается от устройства 16, а вычислительное устройство 16 рассчитьшает при этом новые значения температуры в кубе и расхода дистиллята и вьщает сигналы на регуляторы 4 и 7 с целью уменьшения перепада давления по колонне 1.

При нормальном режиме колонны 1 регуляторы 4 и 7 по информации от датчиков 3 и 6 вырабатывают управляющие воздействия на соответствующ клапаны 5 и 8. Сигналы задания для этих регуляторов корректируются вычислительным устройством 16. Для (формирования задания регулятору 4 устройство 16 использует текущую ин формацию от датчика 3 и выходной сигнал регулятора 17 соотношения, который обеспечивает определенное соотношение между суммарным расходом теплоносителя, подаваемого в ку колонн 1 и 2, и суммарным расходом зкстрагента и сырья в колонну 1. Пр этом на первый вход регулятора 17 соотношения поступает выходной сигнал сумматора 18, пропорциональный сумме расхода теплоносителя в куб

17834

колонны 1 и расхода теплоносителя в куб колонны 2 с учетом запаздьгоания по каналам расход теплоносителя в куб колонны 1 - температура в кубе

колонны 1, расход теплоносителя в куб колонны 2 - температура в кубе колонны 1. Расходы теплоносителя измеряются датчиками 13 и 14. На второй вход регулятора 17 соотношения поступает выходной сигнал сумматора 19, пропорциональный сумме расходов экстрагента и сырья в колонну 1 с учетом запаздывания по каналам расход экстрагента - температура в кубе колонны 1, расход сырья - температура в кубе колонны 1. Расходы экстрагента и сырья измеряются датчиками 11 и 12.

Сигнал задания для регулятора 7 расхода дистиллята формируется вычислительным устройством 16, которое по текущей информации от датчиков 6 и 9 производит расчет и выдачу управляющих воздействий, обеспечивающих стабилизацию заданного значения концентрации примеси в дистилляте. Предлагаемое устройство автоматически стабилизирует работу двухколонного агрегата экстрактивной ректификации, учитывая взаимосвязь тепловых потоков по рециклу и динамику процесса, и обеспечивает снижение расхода теплоносителя - водяного пара (давлением Р 9 ата) в среднем на 3%.

А

SHcmpaftftm л.

fuem&MSfn

-|

Рецакй

7

гС

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ в двухколонном агрегате с рециклом, содержащее датчик перепада давления, соединенный с входом блока логики, выход которого связан с одним из входов вычислительного блока, другие входы которого соединены с датчиками концентрации примеси в дистилляте, температуры в кубе первой колонны и расхода дистиллята, выходы вычислительного блока подключены к задаклцим входам регуляторов расхода дистиллята и температуры в кубе первой колонны, датчики расходов сырья, экстрагента и теплоносителя в куб первой колонны, отличающееся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат на проведение процесса, оно снабжено датчиком расхода теплоносителя в куб второй колонны, регулятором соотношения и двумя сумматорами, при этом входы первого сумматора связаны с датчиком расхода теплоносителя в куб первой и второй колонн, входы второго сумматора - с датчиками расхода экстрагента и сьфья в первую колон(Л ну, а выходы сумматоров - с входами регулятора соотношения, подключенного своим выходом к одному из вхо§ дов вычислительного блока.

TenMMocvme/ik