Способ регулирования процесса очистки растворителя путем ректификации Советский патент 1992 года по МПК C08F136/04 G05D27/00 

Изобретение относится к регулированию технологических процессов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, в частности в производстве каучуков СКИ-3, СКД и других в процессе полимеризации при очистке растворителей (толуола, изопентана) от примесей путем ректификации.

Известны способы регулирования процессов очистки растворителя путем ректификации.

Недостатком известных способов является низкая экономическая эффективность очистки растворителя.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Схема включает колонну 1, кипятильник 2 с контуром регулирования расхода пара в кипятильник, состоящим из датчика 3 (ДКН и ДС-П), регулятора 4 (ПВ10.1Эс ПР 3.24). регулирующего клапана 5, контур регулирования расхода кубовых остатков, состоящий из датчика 6 (ДКН и ДС-П), регулятора 7 (ПВ10.1Э с ПР3.24) и регулирующего клапана 8, датчик 9 (ДМ- П) уровня жидкой фазы в колонне 1 и связанный с ним регулятор 10 (ПВ10.1Э с ПР3.21), конденсатор 11 паровой фазы, контур регулирования расхода флегмы, состоящий из датчика 12 (ДКН и ДС-П), регулятора 13 (ПВ10.1Э с ПР3.24) и регулирующего клапана 14, датчик 15 концентрации димеров в дистилляте (хроматограф

VJ Ь

сл

xj CJ О

Нефтехим-200 или СКЭП с пневматическим запоминающим устройством на элементах УСЭППА) и связанный с ним регулятор 16 (ПВЮ.1Э с ПР3.21), ограничитель 17 сигнала по максимуму (ПП 11.1), ограничитель 18 сигнала по минимуму (ПП11.1), датчик 19 расхода дистиллята (ДКН и ДСП), блок 20 определения флегмового числа (множитель- но-делительное устройство ПФ1.18), ограничитель 21 сигнала по минимуму (ПП 11.1), блок 22 управления (ПР1.5), блок 23 суммирования (ПФ1.1), датчик 24 расхода растворителя (ДКН и ДС-П), регулятор 25 (ПВ 10.1 Э с ПР3.21), переключатель 26 сигналов (на двух реле переключения ПП2.5), блок 27 суммирования (ПФ 1.1)и блок 28управления (ПР1.5).

Способ осуществляют следующим образом.

Растворитель подают на ректификационную колонну 1, расход которого измеряют датчиком 24. Расход пара в кипятильник 2 стабилизируют регулятором 4, воздействующим на клапан 5 по сигналу от датчика 3 расхода. Из куба колонны выводят кубовые остатки, расход которых измеряют датчиком 6 и стабилизируют регулятором 7, воздействующим с клапаном 8. При увеличении расхода растворителя регулятор 25 корректирует расход пара в кипятильник 2 сигналом через сумматор 27 и регулятор 4 в сторону увеличения расхода пара. Инерционность воздействия по этому контуру при увеличении расхода растворителя приводит к росту уровня в колонне 1.

Датчик 9 уровня жидкой фазы в колонне выдает сигнал на регулятор 10. При превышении уровнем в колонне заданного значения регулятор 10 корректирует задание регулятору 7, увеличивая вывод кубовых остатков и наоборот. На выходе из колонны 1 паровая фаза поступает в конденсатор 11, из которого д истиллят идет на полимеризацию или дополнительную осушку. Расход дистиллята измеряется датчиком 19 расхода. Из этого трубопровода часть дистиллята байпасируют и используют в качестве флегмы, расход которой измеряют датчиком 12 и стабилизируют регулятором 13, воздействующим на клапан 14. Регулятором 16 по информации с датчика концентрации диме- ров в дистилляте 15 формируют сигнал коррекции регулятору 13.

При увеличении концентрации по сравнению с ее заданным значением увеличивают расход флегмы и наоборот. При возрастании концентрации ди- меров свыше верхнего граничного значения .1 мас.% димеров ограничитель 17 сигнала оставляет задание регулятору 13 неизменным, и расход флегмы за- стабилизирован. При снижении концентрации димеров воздействие регулятора 16 на регулятор 13 восстанавливается. 5С помощью датчиков 12 и 19 и блока 20

определения флегмового числа определяют флегмовое число Ф:

10

, «д

где Сф - расход флегмы;

Сд - расход дистиллята, и через переключатель 26 подают сигнал

от блока 20 на блок 27 суммирования с положительным знаком, воздействую- щим на увеличение расхода пара в кипятильник 2 при увеличении флегмового числа. В блоке 22 управления сравнивают найденное значение Ф флегмового числа с его допустимым значением Фдоп (в примере ФДОп 8).

Если флегмовое число меньше или равно допустимому значению, то воздействие

на регулятор 4 осуществляют с положится) ным знаком.

Если флегмовое число больше допустимого значения, то по сигналу от блока 22 управления переключателем 26 сигнал коррекции меняется на отрицательный, так как к сумматору 27 через переключатель 26 подсоединяется сумматор 23. который изменяет знак сигналов 18 и 21. Ограничителем 18 сигнала по минимуму при значениях концентрации свыше верхнего граничного значения Сгр 0.01 мас.% димеров сигнал увеличения концентрации, приращение концентрации Д С поступает на сумматор 23. на который подается и/или сигнал превышения флегмовым числом заданного допустимого значения Фдоп 8, т.е. Ф через ограничитель 21 сигнала по минимуму. Таким образом, сигналы от блоков 21 и 18 формируются и подаются на сумматор 23

лишь при превышении С и Ф максимальных допустимых значений.

Таким образом, переключателем 23 к сумматору 26 подключается либо блок 20. либо сумматор 23. который уменьшает расход пара в кипятильник 2 колонны пропорционально выражению:

Ki ДС +К2ДФ,

где Ki и К2 - коэффициенты пропорциональности;

Д С - приращение по концентрации димеров в дистилляте свыше верхнего граничного значения;

Дф - приращение превышения флегмо- вым числом допустимого значения.

При снижении концентрации димеров ниже граничного значения (0,05 мас.% димеров) сигналом от блока 28 управления переключатель 26 обратно меняет сигнал коррекции и подает на сумматор 27 только сигнал величины флегмового числя с положительным знаком от расходомера 24 растворителя через регулятор 25.

Формула изобретения

Способ регулирования процесса очистки растворителя путем ректификации, включающий, регулирование расхода пара, расхода кубового остатка в зависимости от уровня в колонне, определение флегмового числа и сравнение его с допустимым значением, регулирование расхода флегмы в зависимости от концентрации димеров в дистилляте, отличающийся тем, что,

с целью снижения энергозатрат, измеряют расход растворителя, задают верхние и нижние граничные значения концентрации димеров в дистилляте и флегмового числа, при достижении концентрации димеров верхнего граничного значения расход флегмы оставляют неизменным, при превышении флегмовым числом заданного допустимого значения расход пара корректируют по расходу растворителя с положи- тельным знаком, при превышении концентрации димеров в дистилляте верхнего граничного значения и/или превышении флегмовым числом верхнего граничного значения - с отрицательным знаком, а при снижении концентрации димеров ниже нижнего граничного значения корректируют расход пара в зависимости от расхода растворителя и флегмового числа с положительным знаком.

Использование: в химической и нефтехимической отраслях промышленности, в 2 частности в производстве каучуков СКИ-3, СКД в процессе полимеризации, при очистке растворителей от примесей путем ректи- фикации. В способе по достижении концентрации димеров верхнего граничного значения расход флегмы оставляют неиз- менным. Если затем флегмовое число превысит заданное допустимое значение, то подачу пара продолжают корректировать по расходу растворителя с положительным знаком, а по превьциению концентрации димеров в дистилляте верхнего граничного значения и/или превышению флегмовым числом верхнего допустимого значения - с отрицательным знаком, при дальнейшем снижении концентрации димеров ниже нижнего граничного значения подачу пзра корректируют в зависимости от расхода растворителя и флегмового числа Ј положительным знаком. 1 з п ф-лы,. сг С

Дистилля/я

Г