Способ управления процессом азеотропной осушки и очистки четыреххлористого углерода Советский патент 1991 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к управлению процессом ректификации жидкости и преимущественно может применяться для регулирования процесса азеотропной осушки четыреххлористого углерода и очистки его от металлических включений.

Цель изобретения - уменьшение потерь четыреххлористого углерода.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ управления процессом азеотропной осушки.

Устройство содержит трубопровод 1 подачи четыреххлористого углерода (ЧХУ), осушительную колонну 2, кипятильник 3, трубопровод 4 подачи пара, трубопровод 5 вывода влажного ЧХУ из осушительной колонны, трубопровод 6 вывода осушенного ЧХУ, очистительную колонну 7, кипятильник

8, трубопровод 9 подачи пара, слой насадки 10, трубопровод 11 осушенного и очищенного ЧХУ, трубопровод 12 для вывода шлама, датчики 13-18 расходов, регуляторы 19, 20 расходов пара, клапаны 21, 22, вычислительные блоки 23,24, датчик 25 концентрации влаги.

Способ управления осуществляется следующим образом.

По трубопроводу 1 в осушительную колонну 2 непрерывно подается четыреххло- ристый углерод, содержащий до одного процента влаги в виде азеотропной смеси. ЧХУ, сперва стекая по тарелкам вниз, заполняет кубовую часть колонны, где размещены теплообменные трубы кипятильника 3. По трубопроводу в кипятильник подается пар, где он свое тепло отдает ЧХУ в межО

о

4.

СА

СП

трубном пространстве. Часть ЧХУ и влага образует азеотропную смесь. Температура кипения ее ниже, чем температура кипения чистой ЧХУ. Поэтому азеотропная смесь выкипает и ее пары поднимаются вверх по колонне и захватывают после дополнительного охлаждения и выделения воды часть ЧХУ, а остальная часть ЧХУ возвращается в трубопровод 1 для повторного осушения.

Осушенный ЧХУ выводится из осуши- тельной колонны по трубопроводу 6 и посту- пает в кубовую часть очистительной колонны 7. Эта колонна также снабжена кипятильником 8. В теплообменную трубу этого кипятильника подается также пар по трубопроводу 8. Осушенный ЧХУ интенсивно выкипает и его пары через насадки 10 выводятся из очистительной колонны по трубопроводу 11. Часть ЧХУ под воздействием температуры разлагается и образует шлам, Затем полученный шлам выводят по трубопроводу 12, смешивают с керосином и сжигают. Таким образом, определенная часть ЧХУ безвозвратно теряется и дополнительно сжигается топливо.

Расходы пара, подаваемые в кипятильники 3,8, соответственно измеряются датчиками 13,14 и регулируются регуляторами 19,20 с воздействием на клапаны 21, 22, установленные на трубопроводах подачи пора. Расходы влажного, осушенного, очищенного ЧХУ и шлама на выходе осушительной и очистительной колонн измеряются датчиками 15-18. Для управления процессом осушки ЧХУ на вход вычислительного блока 23 поступают сигналы от датчиков 15, 16, 18 и 25, пропорциональные расходам влажного, осушенного ЧХУ, шлама и концентрации влаги в ЧХУ на входе осушительной колонны. Вычислительный блок 23 осуществляет операцию над поступающими сигналами по формуле

Yi aiXi biX2-CiX3,(1)

где YI - величина корректирующего сигнала (задания) на входе регулятора расхода пара 19;

Xi, X2, Хз - соответственно концентрация влаги в ЧХУ на входе осушительной колонны, измеренная датчиком 25, величина соотношения расходов влажного и осу- шейного ЧХУ на выходе осушительной колонны, измеренные датчиками 15, 16 и расход шлама, измеренный датчиком 18;

ai 4,17. bi 3304,35; ci -147,83 - коэффициенты пропорциональности.

Для управления процессом очисткиЧХУ от металлических включений выходной корректирующий сигнал вычислительного блока 24 поступает в регулятор 20 в качестве задания. Алгоритм функционирования вычислительного блока 24 основан на расчете корректирующего сигнала по формуле

Y2 32 - D2Z1 - С2Х3;(2)

Z1 021Пч

0.20 (3)

где Q21 - расход осушенного и очищенного ЧХУ на выходе колонны;

0.20 расход осушенного ЧХУ;

32 7.103; D2 9.07.104; С2 -122,79 - коэффициенты пропорциональности.

Образование шлама в осушительной колонне зависит от теплового режима кипятильника 3, от расходов ЧХУ на входе и концентрации влаги в нем. При изменении концентрации влаги в ЧХУ и его расхода изменяется соотношение расходов влажного и сухого ЧХУ на выходе колонны, кроме того, одновременно изменяется расход шлама на выходе очистительной колонны. При этом вычислительный блок на базе выражения (1) рассчитывает такой расход пара, который способствует уменьшению расхода шлама. Найденный расход пара стабилизируется регулятором расхода пара 19.

Образование шлама в очистительной колонне зависит от расходов осушенного ЧХУ и теплового режима кипятильника 8. Вычислительный блок 24 на базе поступающих от датчиков 16-18 сигналов, пропорциональных величинам расходов ЧХУ на входе, выходе очистительной колонны и расхода шлама, рассчитывают по формуле (2) сигнал, пропорциональный расходу пара, при котором уменьшается расход шлама. Этот сигнал поступает в регулятор 20 расхода пара в качестве задания.

Формула изобретения

Способ управления процессом азеот- ропной сушки и очистки четыреххлористого углерода путем регулирования расходов пара на входах кипятильников осушительной и очистительной колонн, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения потери четыреххлористого углерода, расход пара на входе кипятильника осушительной колонны регулируют в зависимости от величин соотношения расходов влажного и осушенного четыреххлористого углерода, измеренных на выходе этой колонны, концентрации влаги в четыреххлористом углероде, измеренной на входе этой колонны, и расхода шлама, измеренного на входе очистительной колонны, а величину расхода пара на входе кипятильника очистительной колонны изменяют в зависимости от величины соотношения расходов очищенного и неочищенного четыреххлористого углерода, измеренных на выходе и входе этой колонны, и расхода шлама, измеренного на выходе данной колонны.

ШН

/7

t H© Т%|и

Изобретение относится к управлению процессами ректификации жидкости и преимущественно может применяться для регулирования процессов азеотропной осушки четыреххлористого углерода и очистки его от металлических включений. С целью уменьшения потери четыреххлористого углерода расход пара на входе кипятильника осушительной колонны регулируют в зависимости от величины соотношения расходов влажного и осушенного четыреххлористого углерода, измеренных на выходе этой колонны, и концентрации влаги в четыреххлористом углероде, измеренной на входе этой колонны с коррекцией по величине расхода шлама, измеренного на выходе очистительной колонны. Величину расхода пара на входе кипятильника очистительной колонны изменяют в зависимости от величины соотношения расходов очищенного и неочищенного четыреххлористого углерода, измеренных на выходе и входе этой колонны с коррекцией по величине расхода шлама, измеренного на выходе данной колонны. 1 ил.