Способ автоматического управления ректификационной колонной Советский патент 1989 года по МПК B01D3/42 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления ректификационной колонной с встроенным в верх колонны дефлегматором и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение надежности управления при обеспечении заданного состава верхнего продукта.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа автоматического управления ректификационной колонной с внутренним дефлегматором.

На блок-схеме показаны датчик 1 расхода исходного сырья в колонну 2, блок 3 ручного ввода величины процентного отбора верхнего продукта, состава верхнего продукта, флегмового числа, теплоты конденсации верхнего продукта, удельной теплоемкости

хладагента и заданного перепада температур хладагента на входе и выходе дефлегматора 4, датчик 5 расхода верхнего продукта, датчик 6 расхода хладагента, батареи 7 и 8 термопар на входном и выходном потоках хладагента, анализатор 9 состава верхнего продукта, блок 10 вычисления отбора верхнего продукта заданного состава, количества тепла, необходи.мого для отбора в дефлегматоре при конденсации расчетного количества паров верхнего продукта, и необходимого расхода хладагента через дефлегматор, блок И сравнения текущего значения величины температурного перепада хладагента на входе и выходе из дефлегматора 4 с заданным, блок 12 вычисления текущего значения состава верхнего продукта, блок 13 сравнения текущего значения состава верхнего продукта с заданным, регуляторы 14-16

СП

к

о | го

и к.чапаиы 17 и 18 на линиях отбора верхнего продукта и хладагента.

Способ ос чцествляется следующим обратом.

Сигналы, пропорциональные расходу смеси, поступающей в колонну от датчика 1 расхода и от блока 3 ручного ввода данных о величине процентного содержания це.1евой фракции, отбираемой с верха колонны (ожидаемый отбор верхнего продукта), в исходной смеси, содержании целевой фракции в верхнем и нижнем продуктах, значении флегмового числа, теплоты конденсации верхнего продукта, удс,пьной теплоемкости хладагента и заданного те.мператур- иого перепада хладагента на входе и выходе дефлегматора 4, поступают в блок 10 д,1я автоматического расчета по программе, а,1()женной в блоке ве,1ичины отбора верх- tiero продукта, по формуле

n-i: Q-f- - ttw

и необходимого расхода хладагента чере, деф,пегматор 4 для поддержания требуемою режима верха колопны 2, рассчитываемого по формуле

„ /((M) C 4t(ap-u.

количество поступающей исход- Hoii смеси в колонну, кг/с (текущее значение расхода исходной смеси):

количестве. це, 1евой фракции в исходной смеси, % (на основании ,1абораторных данных); ко.-щчество целевой фракции в верхнем продукте, % (cor,iacH() penia- менту):

ко.чичество целевой фракции в нижнем продукте, % (cor. iacHo регламенту );

|1асход хладагента через дефлегматор, кг/с (расчетная величина); ((ккммовое чис, 1О (согласно per.ia- менту);

/ теплота конденсации целевой фракции, Дж/кг (согласно регламенту);

удельная теплоемкость хладагента, Дж-кг;град;

Л/ перепад температур на входе и выходе хладагента дефлегматора, ( (;(адается из условий производства).

И; блока И) сигнал, пропорциональный расчетному значению расхода хлад агента чере;( деф,1егматор, поступает в качестве задания на регулятор 16 расхода хладагента в дефлегматор. Переменная величина текущего значения расхода хладагента поступает на регулятор 16 от датчика 6 расхода хладагента. ( выхода peiy- лятора си I нал поступает на исполнительный

ар

R

4

механизм клапана 18 на линии подачи хладагента в дефлегматор.

Текущее значение величины перепада температур от батарей 7 и 8 термопар

поступает на вход блока 11 сравнения, где сравнивается с заданной величиной перепада температур Л/, поступающей из блока 3 ручного ввода. После сравнения сигнал, пропорциональный величине рассогласования текущего и заданного значений /, поступает на вход регулятора 15 и с выхода его поступает в качестве задания на вход регулятора 14 расхода верхнего продукта.

Текущее значение величины расхода верхнего продукта поступает на другой вход регулятора 14 от датчика 5 расхода верхнего продукта. После сравнения сигналов, 1Т1К)П()рциональных текущему и , заданному значениям величин расходов с выхода регулятора 14, сигнал, пропорциональный величине рассогласования, поступает на исполнительный механизм клапана 17 и изменяет расход верхнего продукта.

Ко|)ректировка сигнала величины рас- сог ласования между текущим и заданным значениями перепада температур / на входе и выходе хладагента из дефлегматора, которая бывает необходи.ма во время переходных процессов в колонне 2, например при изменении расхода и состава сырья, питающего колонну, или недостаточного соответствия вводимых данных, поступающих в камере задания регу, 1ятора расхода BepxHtM o продукта. действите,1ьным значениям, или в с. 1учаях расхождения сигналов, пропорциональных заданному и текущему

«иачениям состава верхнего продукта, осуществляется сигналом с выхода блока К). Текущее значение состава верхнего продукта контролируется анализатором 9 и поступает в блок 12, где по задапной программе производится вычисление состава верхнего продукта. С блока 12 сигнал, пропор- цц()на, 1ьный текуп1е.му значению состава ii( j)XHero Ilp(Jдyктa, поступает на вход блока 13 и сравнивается с заданным значением состава верхнего продукта, поступающим в блок 13 из блока 3 ручного ввода информации. С выхода блока 13 сигнал посту- паег через регулятор 15 па вход рег у, 1Я- тора 14 для изменения величины отбора верхнего продукта.

Таким образом, предлагаемый способ

автоматического регулирования ректифнка- циопной КО.1ОПНОЙ 11озво,1яет повысить надежность управления колонной, получать ()11тима,;1ьный отбор верхнего продукта заданною состава при изменениях расхода и состава исходного сырья с одновременной

:1кономией тепловой энергии, перерасход которой наблюдается при отсутствии контроля :ia материальным и тепловым балансом верха колонны.

Формула изобретения Способ автоматического управления ректификационной колонной с внутренним дефлегматором, заключающийся в измерении расхода исходной смеси, определении состава верхнего продукта и изменении расхода верхнего продукта и расхода хладагента, поступающего в дефлегматор, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения надежности управления при обеспечении заданного состава верх

него продукта, дополнительно опреде,)т значения расхода верхнего продукта и расхода хладагента через дефлегматор, обеспечивающие заданный режим работы верха колонны, и стабилизируют их на этих значениях, измеряют значение перепада температур хладагента на входе и выходе деф,пег- матора и корректируют расход верхнего продукта в зависимости от указанного перепада температур и состава верхнего продукта.

Изобретение относится к способам управления ректификационной колонной с внутренним дефлегматором, может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности и позволяет снизить энергозатраты и повысить надежность управления при обеспечении заданного состава верхнего продукта. В соответствии с изменением расхода и состава сырья, питающего колонну, рассчитывают ожидаемый отбор и состав верхнего продукта, соответственно ожидаемым значениям изменяют задания регулятору расхода и хроматографу на линии верхнего продукта, рассчитывают соответствующее ожидаемому отбору и составу верхнего продукта количество тепла, снимаемого с дефлегматора, сравнивают эту величину с текущим значением тепла, снимаемого с дефлегматора, и изменяют соответственно расход воды в дефлегматор. Кроме того, корректируют расход верхнего продукта по составу, определяемому хроматографом, на линии верхнего продукта. 1 ил.

0

/Г эжектору

Верхний, продукт

5 17 r -t Исходная

СПбСЬ

тору

Ш

ьйа

J Хладоагент

Г

W

к ..Vlj

16

)

-