Способ автоматического управления сложной ректификационной колонной с выводом боковых погонов Советский патент 1992 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к способам автоматического управления сложной ректификационной колонной с выводом боковых погонов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

Целью способа является более полное извлечение целевых фракций боковых погонов из сырья.

На чертеже показана схема реализации способа.

Процесс разделения исходной смеси осуществляется в сложной ректификационной колонне 1, в которую подают в двухфазном состоянии сырье 2. Продуктами разделения исходного сырья являются головной продукт 3, боковые погоны 4,5 и кубовый остаток 6. Колонна 1 орошается посредством насоса 7 циркуляционным орошением 8,. охлаждаемым в холодильнике 9. Устройство, с помощью которого поясняется осуществление способа, включает в себя преобразователи 10-13 расхода сырья 2, бо-VI

ы ю ел

00

коеых погонов 4,5, циркуляционного орошения 8, анализаторы 14-16 качества сырья и боковых погонов, исполнительные механизмы 17-19 на линиях орошения и вывода боковых погонов, регуляторы 20-22, сумматор 23, вычислительные устройства 24,25.

Выход преобразователя 10 расхода сырья соединён с первыми входами вычислительного устройства 24,25, вторые входы которых подключены к выходу анализатора 14 качества сырья, а третьи входы - к выходам преобразователей 11,12 расхода боковых погонов, а выходы - к первым входам сумматора 23 и регулятора 20 расхода циркуляционного орошения 8 ректификационной колонны 1. Выход преобразователя 11 расхода бокового погона 4 подключен к первому входу регулятора 21 расхода, второй вход которого подключен к выходу сумматора 23, второй вход которого соединен с выходом анализатора 15 качества бокового погона 4, а выход регулятора 21 расхода соединен с входом исполнительного механизма 18. Выход преобразователя .расхода бокового погона 5 подключен к первому входу регулятора 22 расхода бокового погона 5, второй вход которого соединен с выходом анализатора 16 качества бокового погона 5, а выход регулятора 22 расхода бокового погона 5 соединен с входом исполнительного механизма 19. Выход преобразователя 13 расхода циркуляционного орошения 8 колонны соединен с вторым входом регулятора 20 расхода циркуляционного орошения 8, выход которого соединен с входом исполнительного механизма 17.

При реализации предлагаемого способа автоматического управления в промышленных условиях могут быть использованы серийные средства контроля и автоматики. В качестве преобразователей 10-13 расхода могут быть использованы дифманометры 13ДД11 в комплекте с диафрагмами ДК40, в качестве анализатора 14 качества сырья - полуавтоматический прибор разгонки нефтепродуктов АРН-2, анализаторов 15,16 качества боковых погонов - автоматические вискозиметры АПВ-85, исполнительных механизмов 17-19 - регулирующие клапаны 25с48нж, регуляторов 20-22 - вторичные приборы ПВ10.1з с регуляторами ПРЗ.32, сумматора 23 - функциональный блок ПФ 1.1 Функции вычислительных устройств 24,25 реализуются при помощи средств вычислительной техники, например СМ-2М с блоками связи БС-1Д..

Автоматическое управление сложной ректификационной колонной с выводом боковых погонов осуществляется следующим образом.

0 где РБлмакс, РБПМИН

Вычислительное устройство 24, используя информацию о составе сырья от анализатора ,14 качества и расхода сырья от преобразователя 10 расхода, рассчитывает

заданные предельные максимальный и минимальный значения расходов бокового погона 5:

РБпмакс ХБП-РС;(1)

РБпмин а.РБПмакс,(2)

- заданные предельные максимальный и минимальный расходы бокового погона, т/ч;

ХБП - содержание фракции данного бокового погона в сырье, весовая доля;

5 Fc - измеренный расход сырья, т/ч;

а - величина, равная отношению заданных предельных минимального и максимального расходов боковых погонов, например 0,95.

0 Сигнал от преобразователя 12 о фактическом расходе бокового погона 5 поступает на третий вход вычислительного устройства 24, где сравнивается с заданными предельными расходами этого бокового погона. Ее5 ли состав смеси на тарелке, с которой выводится боковой погон, соответствует требуемому качеству бокового погона, то расход бокового погона близок к заданному максимальному предельному расходу и на0 ходится в пределах ограничений

РБПМаКС РБП РБПМИН(3)

При изменении режима работы ректификационной колонны происходит перераспределение в профиле составов по высоте

5 колонны, и состав жидкости на тарелке с выводом бокового погона может не соответствовать требуемому качеству бокового погона. В этом случае анализатор 16 качества бокового погона 5 изменяет свой выходной

0 сигнал, поступающий в регулятор 22, корректируя расход бокового погона, напри- мер, в сторону его уменьшения, При условии РБП РБПМИН вычислительное устройство 24 начнет дискретно с определенным шагом

5 (1-3% от диапазона измерения расхода бокового погона 4) и через заданный интервал времени (3-10 мин), обеспечивающий завершение переходных процессов в колонне после предыдущей коррекции расхода боко0 врго погона, изменять корректирующий сигнал в сумматор 23, от которого сигнал в качестве задания поступает в регулятор 21 расхода, расположенный выше соседнего бокового погона. В результате этой коррек5 ции уменьшится расход бокового погона 4, что приведет к увеличению внутреннего орошения колонны и смещению составов разделяемой смеси сверху вниз по высоте колонны. Вследствие увеличения содержания низкокипящих фракций в нижнем боковом погоне 5 анализатор 16 качества изменит свой выходной сигнал в регулятор 22 расхода для увеличения расхода ничего бокового погона 5. Управляющее устройство 24 будет, обеспечивать дискретную коррекцию расхода расположенного выше соседнего погона 4 через заданный интервал времени до тех пор, пока расход нижнего бокового погона 5 не превысит заданную величину его предельного минимального расхода и не войдет в свои допустимые пределы. Это будет свидетельствовать о том, что состав жидкости на тарелке соответствует требуемому качеству бокового погона 5, что, в свою очередь, является условием максимального отбора фракции бокового погона. При этом предыдущий сигнал, выработанный вычислительным устройством 24 и введенный в сумматор 23, будет сохраняться до следующего выхода расхода бокового погона за пределы ограничений (3). В зависимости от направления в следующем случае изменения составов разделяемой смеси по высоте колонны вычислительное устройство 24 может изменять выходные дискретные сигналы как в сторону уменьшения расхода расположенного выше бокового погона, так и в сторону его увеличения.

Аналогичным образом работает вычислительное устройство 25. которое, используя информацию о расходе сырья в колонну от преббразователя 10 расхода и о составе сырья от анализатора 14 качества, анализирует величину расхода верхнего бокового погона 4 и при выходе его за заданные пределы выдает дискретный сигнал на коррекцию расхода орошения колонны. Например, если значение расхода верхнего бокового погона 4 достигнет своего предельного минимального значения, что будет свидетельствовать о том, что произошло смещение составов разделяемой смеси снизу вверх по колонне и анализатор 15 качества верхнего бокового погона 4 для приведения его качества к требуемому отработал сигнал на уменьшение расхода верхнего бокового погона 4, вычислительное устройство 25 будет корректировать расход орошения 8 колонны в сторону его увеличения с тем. чтобы сместить составы разделяемой смеси сверху вниз. Коррекция расхода орошения колонны производится дискретно через заданный интервал времени и с определенным шагом до тех пор, пока расход верхнего бокового погона 4 не станет больше пре5 дельного минимального значения за счет того, что анализатор 15 качества верхнего бокового погона 4 при соответствии состава смеси на тарелке с выводом бокового погона требуемому изменит свой выходной сиг0 нал для увеличения расхода этого погона.

Использование предлагаемого способа автоматического управления, сложной ректификационной колонной с выводом боковых погонов позволяет наиболее полно извле5 кать целевые фракции боковых погонов из сырья за счет изменения режима работы колонны для обеспечения на тарелках, с которых выводятся боковые погоны, такого со- става смеси, который соответствует

0 требуемому качеству каждого бокового погона.

Ф о р м у л а и з о б р ё те н и я Способ автоматического управления

5 сложной ректификационной колонной с выводом боковых погонов путем регулирования расхода боковых погонов в зависимости от их качества, отличающийся тем. что, с целью более полного извлечения це0 левых фракций боковых погонов из сырья, дополнительно определяют предельные максимальное и минимальное значения расходов каждого бокового погона, пропорциональные содержанию фракций этих бо5 ковых погонов в сырье колонны и расходу сырья, сравнивают их с текущими значениями расходов боковых погонов и при достижении текущим значением расхода бокового погона своего предельного макси0 мального (минимального) значения уменьшают (увеличивают) с заданным шагом дискретно через заданный интервал времени расход расположенного выше соседнего бокового погона, а при достижении текущим

5 значением расхода верхнего бокового погона своего предельного максимального (минимального) значения увеличивают (уменьшают) с заданным шагом дискретно через заданный интервал времени расход

0 орошения колонны, при этом корректирующие сигналы оставляют неизменными до следующего цикла коррекции.

Изобретение относится к способам автоматического управления сложной ректификационной колонной с выводом боковых погонов и позволяет более полно извлекать целевые фракции боковых погонов из - 2 сырья. В способе дополнительно определяют максимальное и минимальное значения расходов каждого бокового погона, пропорциональные содержанию фракций этих боковых погонов в сырье колонны и расходу сырья, сравнивают их с текущими значениями расходов боковых погонов и в случае достижения текущим значением расхода бокового погона своего предельного максимального (минимального) значения уменьшают (увеличивают) расход расположенного выше соседнего бокового погона, а в случае достижения текущим значением расхода верхнего бокового погона своего предельного максимального (минимального) значения увеличивают (уменьшают) расход орощения колонны, причем указанные коррекции расхода расположенного выше соседнего бокового погона или расхода орошения колонны проводят дискретно через заданный интервал времени и с определенным шагом, оставляя корректирующие сигналы неизменными до следующего цикла коррекции. 1 ил. w Ё