Способ управления процессом разделения изопрен-изоамиленовой фракции Советский патент 1989 года по МПК B01D3/42 G05D27/00 

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

Целью изобретения является снижение потерь целевого продукта (изопрена) с изоамиленовой фракцией и увеличение производительности по целевому продукту.

На чертеже представлена принципиальная схема системы управления, позволяющая реализовать предложенный способ.

Процесс разделения изопрен-израми- леновой фракции в производстве изопрена осуществляется в двух колоннах; в колонне 1 экстрактивной ректификации полярный растворитель (экстра- гент) - диметилформамид насыщается изопреном и из куба направляется в колонну 2 десорбции изопрена из экстрагента. Изоамиленовая фракция, которая отделяется в колонне 1, собирается ьо флегмовой емкости 3, а, изопреновая фракция - в емкости 4.

Система управления включает датчик 5 и регулятор 6 уровня изоамиленовой фракции в емкости 3, и исполнительный механизм 7 на линии изоами- леновой фракции, датчик 8, регулятор 9 и исполнительный механизм 10 на линии расхода флегмы, датчик 11, регулятор 12 и исполнительный механизм

13на линии расхода рецикла изопре- новой фракщш в нижнюю часть колонны экстрактивной ректификации, датчик

14расхода изопреновой фракции из емкости 4, датчик 15, регулятор 16 к исполнительный механизм 17 на линии расхода пара в куб колонны экстрактиной ректификации, датчик 18 расхода экстрагента, датчик 19 расхода сырья регулятор 20 соотношения расход

сырья - расход растворителя, датчик 21 и регулятор 22 температуры экстрагента, датчик 23 состава сырья, дат- чики расхода 24 и состава 25 изоами- леновой фракции из емкости 3, блок 26 расчета количества легких в сырье блок 27 расчета расхода пара, блок 28 расчета расхода флегмы, корректи- рующие блоки 29 и 30, блок 31 регулирования состава изоамиленовой фракции, сумматор 32.

Способ осуществляется следующим образом.

Уровень изоамиленовой фракции в емкости 3 регулируют с помощью регултора 6, с помощью регуляторов 9, 12, 16 регулируют расход флегмы, рецикла и пара соответственно; регулятор 22 регулирует температуру экстрагента, подаваемого в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации.

При увеличении расхода сьфья, которое фиксируется датчиком 19, регулятор 20 соотношения установит новый расход экстрагента.

Блок 26 по информации от датчиков расхода 19 и состава 23 сырья рассчитывает количество легких в сьфье по формуле

п- тп

FL; F, У: XF; , (1)

1 1

где FL . - количество легких в сырье; XF. - концентрация i-ro компонен

та в сырье; п - общее число компонентов в

сьфье i га - число тяжелых компонентов

в сырье.

Значение FL ; поступает на корректирующий блок 30 в качестве задания и блок 27 расчета расхода пара.

Блок 27 по информа1№1И от датчика 18 расхода экстрагента и блока 26 рассчитывает задание регулятору 16 расхода пара по формуле

0

« °-, K,(FS,. FL;),

(2)

Q

0 5

0

5

О

5

где GJ, Gi.,- задание регулятору расхода пара в i-M и i-1 циклах работы FS . - расход экстрагента в

L-M цикле работы,- К, - Коэффициент. Блок 28 по информации от датчиков расхода 18 и температуры 21 экстрагента рассчитывает значение задания регулятору 9 расхода флегмы для поддержания заданной насьпцаемости углеводородов в экстрагенте на верхней контрольной тарелке по формуле

D - KiFS;(ts-tV) (Н°-1) ( .

1-Н

где R - задание регулятору расхода

флегмы-,

tg - температура экстрагента} t - заданное значение температуры на рерхней контрольной тарелке)

Н - заданное значение насыщаемости}

коэффициент.

При увеличении расхода сьфья увеличивается и расход изопреновой фракции из емкости 4. Блок 29 по информации от датчика 15 расхода осуществляет в дискретные моменты времени коррекцию задания регулятору 12 расхода рецикла по формуле

FR . FR;., + KjCD; - D,.,), (4)

где FR, FR°., - значение задания

регулятору расхода рецикла в i-м и i-1 циклахi и, D ;,, - расход изопреновой

фракции из емкости 4 в i-M и i-1 циклах; Kg - коэффициент. Дискретность работы блока 29 составляет 3-5 мин.

Увеличение расхода сьфья приводит к ухудшению качества изоамиленовой фракции (концентрация изопрена в ней увеличивается), которое фиксируется датчиком 25 состава. Блок 31 по информации от датчика 25 в дискретные моменты времени осуществляет коррекцию задания регулятору 12 расхода рецикла по ГШ-закону.

Дискретность работы сумматора 32 составляет 10-15 мин.

Блок 30 по информации от датчика 24 расхода изоамиленовон фракции в дискретные моменты времени корректирует задание регулятору 22 температуры экстрагента по ПИ-закону.

Дискретность работы блока 30 составляет 15-20 мин.

При изменении состава сьфья способ осуществляется так же ,как и при изменении расхода сьфья.

Предлагаемое регулирование расхода флегмы и расхода рецикла и поддержание постоянства соотношения расход сьфья - расХ од экстрагента позволяет поддерживать насьщаемость экстрагента углеводородами в верхней и нижней частях колонны на оптимальном уровне и за счет этого обеспечивает максимальную разделительную способность колонны при изменении нагрузки по сьфью.

Внедрение способа в производство изопрена позволяет сократить потери изопрена с изоамиленовой фракцией на 0,1%. Формула изобретения

Способ управления процессом разделения изопрен-изоамиленовой фракции в двухколонной установке с рециклом, включающий регулирование расхода рецикла в нижнюю часть колонны экстрактивной ректификации в зависимости от расходов рецикла

и изопреновой фракции из флегмовой емкости колонны десорбции, регулирование расхода пара в нижнюю часть колонны экстрактивной ректификации, регулирование расхода изоамиленовой фракции, измерение расхода экстрагента, подаваемого в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации, расходов и составов сьфья и изоамиленовой фракции, измерение уровня во фпегмоЕой емкости колонны экстрактивной ректификации, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь целевого продукта (изопрена) с изоамиленовой фракцией и повышения производительности по целевому продукту, дополнительно измеряют температуру экстрагента, расход флегмы в

колонну экстрактивной ректификации, регулируют соотношение расходов сырья и экстрагента изменением расхода экстрагента, регулируют температуру экстрагента изменением расхода хладагента с коррекцией по расходу и составу сырья и расходу изоамиленовой фракции, регулируют уровень во флегмовой емкости колонны экстрактивной ректификации изменением расхода изо-

амиленовой фракции, стабилизируют расход флегмы, подаваемой в колонну экстрактивной ректификации, корректируя его прямо пропорционально температуре и расходу экстрагента, корректируют расход рецикла обратно пропорционально концентрации изопрена в изоамиленовой фрак1Д1и и корректируют подачу пара по расходу и составу сьфья и расходу экстрагента.

9кстрагент 18

Изоамиленодая

фракция

Изобретение относится к области автоматизации процессов ректификации и позволяет снизить потери целевого продукта (изопрена) с изоамиленовой фракцией и повысить производительность по целевому продукту. Способ осуществляется в двухколонном агрегате с рециклом путем регулирования уровня во флегмовой емкости колонны экстрактивной ректификации изменением расхода изоамиленовой фракции из этой емкости, расходов флегмы и пара и расхода рецикла в колонну экстрактивной ректификации в зависимости от расхода изопреновой фракции из флегмовой емкости колонны десорбции и регулирования температуры экстрагента, подаваемого в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации, воздействием на расход хладагента с коррекцией по расходу и составу сырья и расходу изоамелиновой фракции. Кроме того, для решения поставленной задачи регулируют соотношение расходов сырья и экстрагента, корректируют расход флегмы в колонну экстрактивной ректификации прямо пропорционально расходу и температуре экстрагента, корректируют температуру экстрагента обратно пропорционально расходу изоамиленовой фракции и корректируют расход рецикла обратно пропорционально концентрации изопрена в изоамиленовой фракции. 1 ил.