Способ управления процессом абсорбции -десорбции Советский патент 1988 года по МПК B01D53/14 G05D27/00 

Газ

&д @д

4ib

СО С71

4j

13

Изобретение относится к способам управления химико-технологическими процессами и может быть использовано в нефтехимической, химической и неф- теперерабатывающей промьшленности, Цель изобретения - оптимизация процесса за счет повьшения его избирательности и уменьшения энергозатрат и потерь целевого продукта.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации способа управления процессом абсорбции-десорб- ции.

Q - расход регенерированного

абсорбента, кг/ч; - степень насьпцения. Температуру подаваемого в аб-сорбер регенерированного абсорбента регулируют подачей охлаждающего агента гулятором 9, заданием для которого служит сигнал с блока 25, в котором вычисляется разность между текущим ; значением теплового, эффекта процесса абсорбции, вычисляемого блоком 24, и заданным значением теплового эффекта, полученного расчетом теплового

Изобретение относится к способу управления процессом абсорбции - десорбции, может быть использовано в нефтехимической, химической промышленности и позволяет оптимизировать процесс за счет повышения его избирательности, уменьшения энергозатрат и потерь продукта. Способ реализуется устройством, включающим контур регулирования расхода насьщенного абсорбента с коррекцией по уровню в абсорбере 1, регулятор (Р) 10, связанный с датчиком (Д) 8; контур регулирования расхода регенерированного абсорбента с коррекцией по концентрации целевого продукта в газах отдувок Р 7, связанный с Д 14 концентрации через блок 17 формирования управляющего воздействия; контур регулирования расхода отбираемого абсорбента с коррекцией по уровню в емкости 4J Р 26, связанньй с датчиком уровня, контур регулирования расхода пара в кипятильник 3; Р 12 расхода, связанный с блоком 22 вычисления текущей разности энтальпий. 1 ил. С Ю

Процесс абсорбции-десорбции прово- 5 баланса. Блок 24 реализует при этом

дят в установке, которая содержит абсорбер 1, десорбер 2, кипятильник 3, емкость 4, теплообменник 5, деф- легматор 6. .

Управление процессом проводят регулятором 7 расхода регенерированного абсорбента, регулятором 8 уровня и абсорбере, регулятором 9 температуры регенерированного абсорбента, регулятором 10 расхода насыщенного абсорбента с абсорбции, гидрозатвором 11 регулятором 12 расхода пара в кипятильник, регулятором 13 уровня в де- сорбере, измерителем 14 концентрации целевого продукта в газах отдувок, блоком 15 вычисления абсолютного прироста абсорбента, блоком 16 вычисления степени насыщения абсорбента, блоком 17 формирования управляющего воздействия по расходу регенерированного абсорбента, измерителем 18 расхода дистиллята, блоком 19 сравнения измерителем 20 расхода подпитывающего абсорбента, блоком 21 вычисления эффективности работы дёсорбера, блоком 22 вычисления текущей разности энтальпий, сумматором 23, блоком 24 вычисления текущего значения теплового эффекта процесса абсорбции, блоком 25 задания и регулятором 26 расхода отбираемого абсорбента.

Управление процессом абсорбции ; происходит.путем изменения подачи абсорбента регулятором 7, Заданием при этом служит сигнал с блока 17, для формирования которого используется концентрация целевого продукта в газах отдувок и степень насыщения абсорбента, вычисляемая с помощью блоков 15, 16, 10 и 7 по соотношению

5 QHiQf

QH

(1)

где Q - расход нас.ьщенного абсорбента, кг/ч;

следующий алгоритм:

uq, QM-t°-K,-Qp-tp-K

ккал

(2)

0

0

5

где t - температура насыщенного абсорбента, измеряемая в кубе абсорбера. С;

tp - температура регенерированного абсорбента, измеряемая на входе в теплообменник абсорбера, С; К,,Кг - постоянные коэффициенты,

ккал .кГ°С

Заданное значение теплового эффекта рассчитывается из уравнения теплового баланса процесса абсорбции:

i ,. t K,-Qp. , . t (Qr(3)

5 где Q

0 ) H25

Hor- tj

от

0

К.

расход отдувочных газов, кг/ч;

расход газа, поступающего в абсорбер, кг/ч; температура газа, поступающего в абсорбер. С; теплоемкость поступающего

в абсорбер

ккал газа, ----.

Для обеспечения нормального функционирования процесса абсорбции дополнительно стабилизируют уровень в кубе абсорбера регулятором 8 и давление в абсорбере гидрозатвором 11.

, Управление процессом десорбции осуществляют путем изменения подачи теплоносителя в кипятильник 3 регулятором 12, заданием для которого служит сигнал с блока 23, представляющий

собой сумму сигналов от блоков 22 и 19. При этом в блоке 22 вычисляется текущая разность энтальпий насыщенного и регенерированного потоков абсорбентов по соотношению

де

Рг

к,.к а tu „ Э . ккал ... ч

-К t , (4)

1 м о кг

постоянные коэффициенты, ккал

температура насыщенного абсорбента, измеряемая на вкоде в десорбер. С; t - температура регенерированного абсорбента, измеряемая в кубе десорбера,

с.

С. ПИИ,,

заданное значение энталь ккал

кг

В блоке 19 формируется сигнал, пропорциональный эффективности работ десорбера. Эффективность работы десорбера оценивается по разности расхода дистиллята, измеряемого блоком 18 и расхода дистиллята, полученного расчетом из материального баланса десорбера в блоке 21, который реализует следующий алгоритм:

(QH-Qp)+Q«-Qor-Qa o, (5)

де Qn ч.,расход пбдпитки, -;

расход отбираемого абсорбен0,, .30

та, -,

кг расход дистиллята, -;.

Дпя вычисления материального ба40

ланса процесса десорбции предназначе- г уменьшения энергозатрат и потерь цены блок 15, в котором производится левого продукта, дополнительно изме- вычисление расходов насьпценного и то- ряют температуры .насыщенного абсор- щего абсорбента, и блок 21, в котором к полученной в блоке 15 разности прибавляется расход подпитывающего абсорбента и отнимается расход отбираемого абсорбента, измеряемый блоком 26.

Применение регулирования подачи теплоносителя в десорбер в зависимости от текущей разности энтальпий между десорбированным и насыщенным абсорбентом позволяет расходовать тепла ровно столько, сколько необходимо для нагрева насыщенного абсорбента до температуры кипения, а введение коррекции по текущей эффективности

45

50

бента в кубе абсорбера и на входе в десорбер и регенерированного абсорбента в кубе десорбера, при этом расход теплоносителя регулируют в зависимости от разности температур насыщенного абсорбента на входе в десорбер и регенерированного абсорбента, в кубе десорбера с коррекцией по отклонению расхода дистиллята от заданного, вычисляют разность произведений расходов на температуры насьпценного и регенерированного абсорбента в процессе абсорбции и температуру регенерированного абсорбента на входе в абсорбер регулируют с коррекцией по отклонению от заданного значения вычисленной разности.

работы десорбера позволяет обеспечить то количество тепла, которое необхо

4357 . 4

димо для испарения. Кроме того, регулирование температуры подаваемого в абсорбер абсорбента в зависимости от отклонения текущего теплового эффекта процесса абсорбции от заданного значения позволяет повысить избирательность процесса и тем самым уменьшить кратность циркуляции абсорбента, что Q позволяет иметь экономию энергозатрат на узел в целом и сократить поте- ри целевого продукта.

Предлагаемое изобретение позволяет управлять процессом абсорбции-десорб- 15 ции Б режиме, наиболее приближенном к оптимальному, и тем самым сократить энергозатраты.

Формула изобретения

Способ управления процессом абсорбции-десорбции газов путем регулирования расхода регенерированного абсорбента в абсорбер с учетом содержания целевого продукта в газах отдувок, регулирования расхода теплоносителя в кипятильник десорбера с учетом рас- ходов регенерированного и насыщенного абсорбента и дистиллята, измерения и регулирования температуры регенерированного абсорбента на входе в -абсорбер, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процесса за счет повышения его избирательности и

40

г уменьшения энергозатрат и потерь целевого продукта, дополнительно изме- ряют температуры .насыщенного абсор-

45

0

бента в кубе абсорбера и на входе в десорбер и регенерированного абсорбента в кубе десорбера, при этом расход теплоносителя регулируют в зависимости от разности температур насыщенного абсорбента на входе в десорбер и регенерированного абсорбента, в кубе десорбера с коррекцией по отклонению расхода дистиллята от заданного, вычисляют разность произведений расходов на температуры насьпценного и регенерированного абсорбента в процессе абсорбции и температуру регенерированного абсорбента на входе в абсорбер регулируют с коррекцией по отклонению от заданного значения вычисленной разности.