Способ управления процессом разделения изопрен-изоамиленовой фракции Советский патент 1986 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к автоматизации процессов ректификации и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - снижение удельных расходов сырья и энергоресурсов.

На чертеже изображена принципиальная схема системы управления, реализующей снособ.

Способ осуществляется следующим образом.

Процесс разделения изопрен-изоамиленовой фракции в производстве изопрена осуществляют в колонне 1, где отделяют изоамиленовую фракцию в колонне 2 десорбции, а в последней отделяют изопреновую фракцию от экстрагента.

Система управления процессом включает регулятор 3 подачи сырья - изопренизоамиленовой фракции, регулятор 4 подачи экстрагента, регулятор 5 расхода флегмы в колонну 1, регулятор 6 расхода дистиллята колонны 1, регулятор 7 расхода флегмы в колонну 2, регулятор 8 с датчиком 9 расхода дистиллята колонны 2, регулятор 10 с датчиком 11 подачи теплоносителя (водяного пара) в куб колонны 1, регулятор 12 подачи теплоносителя в куб колонны 2, регулятор 13 давления в верхней части колоны 1, датчик 14 уровня во флегмовой емкости колонны 1, анализатор 15 состава дистиллята колонны 1 - изоамиленовой фракции, анализатор 16 состава дистиллята колонны 2 - изопреновой фракции. На схеме показаны также реализованные в управляющей микроЭВМ 17 функциональные блоки 18 и 19 корреции по уровню во флегмовой емкости и регулирования концентрации изопрена в дистилляте колонны 1, соответственно, корректирующие блоки 20 и 21.

С посощью регуляторов 3 и 4 обеспечивают подачу соответственно сырья и экстрагента в колонну 1. С помощью регуляторов 5-8 регулируют расходы флегмы и дистиллята колонны 1 и 2. С помощью регулятора 10 по замеру от датчика 11 регулирут подачу теплоносителя в куб колонны 1, с помощью регулятора 12 - подачу теплоносителя в куб колонны 2, а с помощью регулятора 13 - давление в верхней части колонны 1 подачей хладагента в теплообменник.

С помощью блока 18 осуществляют дискретную (с интервалом TI коррекцию задания регулятору 10, например, по ПИД-закону

и, и„ + КГе,+ xi К;/е,-+ I-J (е,-8,,),

НЗЗ-Ят т

- И, - отклонение в 1-м такте

уровня во флегмовой емкости, замеряемого датчиком 14, от заданного значения.

С помощью блока 19 осуществляют дискретное (с интервалом Т2) регулирование концентрации С„ изопрена в дистилляте колонны 1, замеряемой анализатором (хроматографом) 15, путем изменения задания регулятору 6, например, по ПИД-закону:

оГ ог + к:и+т,Ёй.н4 (,

La зад

где In - С„, -С„ - отклонение в п-м такте концентрации изопрена от заданного значения;

Gn - задание на расход дистиллята колонны 1.

С помощью блока 20 осуществляют дискретную fc интервалом тз коррекцию величины С,„ следующим образом:

МД

С,„,+Д1, если г, ;

, м.

СГ-ь если г„, ;

зад Сш-|-AI, если г,„ ;

где г,,, - среднее за т-й такт значение концентрации изоамиленов в дистилляте колонны 2, определяемой по информации от анализатора (хроматографа) 16; А - настроечный параметр. С помощью блока 21 определяют в дискретные моменты времени (с интервалом тз) фактический расход теплоносителя на 1 т

изопрена:

Fm

где Р,„ - среднее за т-й такт значение расхода теплоносителя в куб колонны 1, определяемое по информации от датчика 11;

Q« - среднее за т-й такт значение расхода изопрена в дистилляте колонны 2.

Расход изопрена в дистилляте колонны 2 определяют как произведение рас.хода дистиллята, измеряемого датчиком 9, на концентрацию изопрена, определяемую по информации от анализатора 16.

Корректируют задание регулятору 5 следующим образом

зад

ФТп1|+ А2, если а,„ а Ф - i , если а Ф,- Аг. если a,,, .

где Ад - настроечный параметр.

Реализацию дискретных воздействий осуществляют с помощью управляющей микроЭВМ 17.

Расчетные значения заданий U,-, , и Рч перед выдачей на соответствующий регулятор проверяют на допустимые ограничения и в случае нарушения одного из ограничений выдают на регулятор значение этого ограничения.

Дискретность TI выбирают с учетом инерционности колонны ЭР (т| 5-10 мин), дискретность Т2 выбирают равной длительности цикла хроматографа 15 (т2« 15-20 мин), а дискретность тз задают кратной дискретности Т2(тз«:; 3T2-f- 5Т2).

Формула изобретения

Снособ управления процессом разделе ния изопрен-изоамиленовой фракции в производстве изопрена путем регулирования концентрации изопрена в дистилляте колонны экстрактивной ректификации воздействием на расход дистиллята этой колонны, регулирования подачи теплоносителя в куб

колонны экстрактивной ректификации, регулирования расхода изопрена в дистилляте колонны десорбции, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных расходов сырья и энергоресурсов, дополнительно измеряют концентрацию изоамиленов в дистилляте десорбции колонны, в зависимости от которой корректируют концентрацию издпрена в дистилляте колонны экстрактивной ректификации, измеряют уровень во флегмовой емкости и корректируют подачу теплоносителя в куб колонны экстрактивной ректификации по уровню во флегмовой емкости, корректируют расход флегмы в колонну экстрактивной ректификации в зависимости от расхода теплоносителя в куб этой колонны и расхода изопрена в дистилляте колонны десорбции.

Изобретение относится к автоматизации процессов ректификации, может быть использовано в химической промышленности и позволяет снизить расходы сырья и энергоресурсов. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования расхода исходного сырья изопрен-изоамиленовой фракции - регулятор 3, контур регулирования расхода экстрагента - регулятор 4, контур регулирования расхода флегмы в колонну 1 - регулятор 5, контур регулирования расхода дистиллята в колонну 1 - регулятор 6, контур регулирования расхода флегмы в колонну 2 - регулятор 7, контур регулирования расхода дистиллята в колонну 2 - регулятор 8 с датчиком 9, контур регулирования расхода теплоносителя в куб колонны 1 - регулятор 10 с датчиком 11, контур регулирования расхода теплоносителя в куб колонны 2 - регулятор 12, контур регулирования давления в верхней части колонны 1 - регулятор 13. датчик 14 уровня во флегмовой емкости колонны 1, анализатор 15 состава дистил,пята колонны 2, функциональные блоки 18 - коррекции по t уровню во флегмовой емкости и 19 - регу(Л лирования концентрации изопрена в дистилляте колонны 1 и корректирующие блоки 20 и 21. 1 ил.