Способ автоматического управления сложной ректификационной колонной Советский патент 1993 года по МПК B01D3/42 G05D27/00 

Изобретение относится к способам- автоматического управления сложными ректификационными колоннами с однократным испарением питания и может быть использовано, в нефтеперерабатывающей промышленности, например, на установках первичной переработки нефти.

Целью предлагаемого способа является сокращение энергетических затрат и повышение качества целевых продуктов за счет обеспечения стабильности флегмовых потоков в секциях колонны.

Теоретические обоснования предлагаемого способа управления.

Для повышения качества целевых продуктов ректификации и сокращения энергетических затрат на проведение процесса разделения исходной смеси необходимо, по мнению автора, регулировать расходы внутреннего орошения в каждой секции сложной колонны с учетом изменения расхода питания колонны и содержания дистиллят- ных фракций в нем, а также обеспечивать такую долю однократного испарения питания, чтобы с нижней тарелки сепарацион- ной части сложной колонны в нижнюю отпарную часть колонны стекал определенный заданный расход избытка орошения, называемый избытком однократного испарения питания. Кроме того, для умеренного и равномерного распределения нагрузок по высоте колонны необходимо перераспределять теплосьем между всеми промежуточными циркуляционными и острым орошениями.

Взаимосвязь между избытком однократного испарения питания и теплосъемом циркуляционными и острым орошениями определяется из уравнения,выведенного из условия равенства суммы расходов сконденсированной смеси сумме расходов боковых погонов и флегмы, стекающей с нижней тарелки сепарационной части колонны:

МQOO . Овцо ГвГвбп

Q

нцо

Гнбп

- Свбп Снбп (1)

Здесь LI - расход флегмы, стекающей с нижней тарелки сепарационной части колонны, т/ч;

Qoo, Овцо, Онцо - тепло, отводимое от колонны соответственно острым, верхним и нижним циркуляционными орошениями, ккал/ч;

бвбп, Онбп расход соответственно верхнего и нижнего боковых погонов, т/ч;

гв, Гвбп, Гнбп - скрытая теплота парооб разования соответственно головного продукта, верхнего и нижнего боковых погонов, ккал/т..

Расходы внутреннего орошения, созда- .ваемого каждым внешним орошением колонны, определяются из зависимостей:

Свнутр.об r Goo(1 +

Гв

Гв

Л too),

О

звнутр.вцоСвнутр.нцо

вцо

Свцо A ti

у вцо вцо

вцо

ГвбцОнцоГнбп

ГвбЦ ; бнЦО СнцО АТ.НЦО Гнбп

(3)

+ (4) .

где GOO..GBHO, бнцо расход соответственно острого, верхнего И нижнего циркуляционных орошений, т/ч;

Соо, Свцо, Снцо -теплоемкостьжидкости соответственно острого, верхнего и нижнего циркуляционных орошений, ккал/т;

A too, АТ.ВЦО, Аснцо - разность температур выхода и входа в колонну соответственно острого, верхнего и нижнего циркуляционных орошений, °С.

Для учета изменений расхода питания колонны удобно использовать значение избыточной доли однократного испарения питания, выраженное в виде отношения расходов флегмы, стекающей из сепарациLI

оннои части колонны, и питания ,

Gn

Тогда уравнение 1 можно записать в следующем виде:

И - Qpo i Овцо j Онцо Свбп Снбп

Gn. 3п

(2)

Gn гв Gn гвбп Gn гнбп Gn (5) ,

Выполним анализ уравнения 5 для группировки его членов, имеющих наиболее зна- чительную взаимосвязь в процессе ректификации в сложной колонне. Например, величина удельного расхода внутреннего эрошения . создаваемого за

Гнбп van

счет нижнего циркуляционного орошения НЦО, имеет прямую взаимосвязь с отбором

Ј п нижнего бокового погона, так как этот

удельный расход внутреннего орошения в нижней секции должен быть как можно ближе к значению отбора нижнего бокового продукта. При его значении больше суммы

отбора нижнего бокового погона Д и заОП

данного значения избыточной доли одно- Li кратного испарения питания - будет

V3n

невозможно без ущерба для качества и отбора нижнего бокового погона регулировать значение избыточной доли отгона однократного испарения питания за счет изменения подачи топлива в печь на заданном уровне, т.е. заданные уставки регуляторам

расхода НЦО вступят в противоречия.

ип

Исходя из этого, целесообразно принять

25

значения

30

35

Q

нцво

Li Gn

близкими друг к

Гнбп Gn другу или равными.

- -. Таким же образом верхнее циркуляционное орошение ВЦО должно создавать в средней секции сепарационной части колонны удельный расход внутреннего орошения колонны, соответствующий отбору верхнего бокового погона. Отсюда следует, что номинальным условием распределения теллрсъема между НЦО и ВЦО является

Онцво Онбп Свнутр.нцо Гнбп GnGn Gn

(6)

0

5

0

5

Овцо . Свбп Свнутр.вцо Гвбп Gn

(7)

GnGn Подставив значения расходов внутреннего орошения колонны 6 и 7 в уравнение 5 получим

U. Qoo 3п(8)

Гв Gn

Отсюда следует, что если использовать способ управления отводом тепла при помощи циркуляционных орошений, при котором удельные расходы внутренней флегмы, создаваемые за счет НЦО и ВЦО, собтветст- венно равны отбору нижнего и верхнего боковых погонов, то избыточная доля однократного испарения питания будет равна удельному расходу внутреннего орошения, создаваемого острым орошением колонны. Такая постановка задачи позволяет обеспечить управление соотношением теплосьема тепла между острым и циркуляционными орошениями, регулирование заданной доли однократного испарения питания, а также регулирование заданных

потоков внутреннего орошения в секциях колонны, что направлено на сокращение энергетических затрат и повышение качества целевых продуктов.

Предлагаемый способ автоматического управления позволяет изменять теплосъем при помощи орошений колонны в зависимости от расхода питания, так как при этом управление осуществляется в зависимости от таких параметров, как удельный расход внутреннего орошения и отбор боковых по- гонов.

Изменение содержания дистиллятных фракций в питании учитывается при помощи анализаторов показателей качества дистиллятных продуктов, которые соответственно корректируют отборы боковых погонов и острого орошения колонны. Фактически отборы боковых погонов являются заданиями для регуляторов удельного расхода внутреннего орошения, создаваемого за счет НЦО и ВЦО. Следовательно, при изменении отбЬра боковых погонов регуляторы изменяют регулируемую величину удельного расхода внутреннего орошения в своей секции колонны. А при отклонении удельного расхода внутреннего орошения колонны, создаваемого острым орошением, от заданной величины соответственно корректируется температура питания на выходе из печи с тем, чтобы обеспечить заданное значение избыточной доли однократного испарения питания.

При практической реализации предлагаемого способа управления необходимо учитывать возможность корректировки заданных значений удельных расходов внутреннего орошения в зависимости от конкретных условий работы ректификационной колонны. Например, может иметь место задача по нахождению компромисса между необходимостью увеличения отвода тепла острым орошением для увеличения четкости разделения в колонне и увеличением отвода тепла циркуляционными орошениями для увеличения степени регенерации тепла. Для таких коррекций в заданные удельные расходы внутреннего орошения, создаваемых за счет ВЦО и НЦО. предусматривается внесение корректирующих величин AI и Д. Тогда

СЛчцо

( 4ЦО СнбП . А

С г к с)заД - 7Г ± Д1

Гнбп JnЬп

(

а

цо

Гнбп Gn

Свбп

зад

, ч Ооо

Г Яад. -г-

опГв Un

Gn ± Ai± Дг

± Д

(9) (Ю) (11)

При использовании средств вычислительной техники для управления сложной

ректификационной колонной коррекция заданий регуляторам осуществляется автоматически. Значения AI и ив принимаются в долях от удельного расхода внутреннего 5 орошения. При этом надо иметь в виду, что + AI и AI+ Дг могут превышать значение

(тД)зад.. так как в этом случае становится

П

невозможным управление удельной долей

0 избыточного испарения питания.

Осуществление заявляемого способа автоматического управления поясняется на примере.

На чертеже показана схема реализации

5 способа.

Процесс разделения исходной смеси осуществляется в сложной ректификационной колонне 1 с подогревом питания 2 до парожидкостного состояния в нагреватель0 ной печи 3 за счет сгорания топлива 4. Пары с верха колонны проходят конденсатор-холодильник 5, емкость 6, из которой часть сконденсированного продукта поступает в колонну в виде острого орошения, а другая

5 часть является головным продуктом 8. Продуктами ректификации, кроме головного продукта 8, являются верхний 9 и нижний 10 боковые погоны, а также кубовый продукт 11, Для обеспечения более равномеоного

0 потока внутреннего орошения по высоте колонны выполняется отвод тепла от средней секции колонны при помощи верхнего циркуляционного орошения 12, охлаждаемого в холодильнике 13, и от нижней секции колон5 ны при помощи нижнего циркуляционного орошения 14, охлаждаемого е холодильнике 15.

Регулирование расхода питания в колонну 1 осуществляется при помощи после0 довательно соединенных датчика 16 расхода, регулятора 17 и исполнительного механизма 18, установленных на линии подачи питания в печь 3. Регулирование расхода острого орошения 7 колонны

5 выполняется при помощи датчика 19 расхода, связанного с первым входом регулятора 20 расхода внешнего орошения, и исполнительного механизма 21. На второй вход регулятора 20 поступает сигнал от регулятора 22

0 показателя качества головного продукта 8.

Регулирование температуры питания 2 на выходе из печи 3 производится при помощи исполнительного механизма 23, установленного на линии подачи топлива 4 в

5 печь 3, и регулятора 24 температуры, первый вход которого соединен с датчиком 25 температуры, а второй вход - с регулятором 26 избыточной доли однократного испарения питания, переменный сигнал для которого формируется в блоке 27 расчета удельного расхода внутреннего орошения верхней секции колонны. На первый вход блока 27 расчета удельного расхода внутреннего орошения поступает сигнал от датчика 19 расхода острого орошения 7 колонны, на второй - от датчика 28 разности температур паров, выходящих с верха колонны, и острого орошения, на третий - от датчика 16 расхода питания 2 в колонну. Регулирование расхода верхнего бокового погона 9 обеспечивается регулятором 19, связанного первым входом с датчиком 30 расхода и вторым -с регулятором 31 показателя качества верхнего бокового погона, а выходом - с исполнительным механизмом 31.

Аналогичным образом производится регулирование расхода нижнего бокового погона 10 при помощи регулятора 33, датчика 34 расхода, регулятора 35 показателя качества нижнего бокового погона и исполнительного механизма 36. Входы регулятора 33 расхода соединены с выходами датчика 34 расхода и регулятора 35 показателя качества нижнего бокового погона 10 а выход- с входом исполнительного механизма 36.

Расход удельного внутреннего ороше- яия, создаваемого верхним циркуляционным орошением ВЦО 12, производится в блоке 37 расчета внутреннего орошения колонны за счет ВЦО, входы которого соединены с выходами датчика 38 расхода ВЦО, датчика 39 разности температур ВЦО и датчика 16 расхода питания 2, а выход связан с первым входом регулятора 40 удельного расхода внутреннего орошения колонны за счет ВЦО, к второму входу которого подсоединен выход блока 41 деления, связанного своими входами с выходами датчиков 16 и 30 расхода питания и верхнего бокового погона 9. Выход регулятора 40 связан с первым входом регулятора 42 расхода ВЦО, ко второму входу которого подсоединен выход датчика 38 расхода ВЦО. Выход регулятора 42 связан с входом исполнительного механизма 43.

Схема управления расходом нижнего 10 циркуляционного орошения НЦО включает в себя: блок 44 расчета удельного внутреннего орошения за счет НЦО, датчик 45 расхода НЦО. датчик 46 разности температур НЦО, регулятор 47 удельного расхода внутреннего орошения за счет НЦО, блока 48 деления, регулятора 49 расхода НЦО и исполнительного механизма 50. Первый и второй входы блока 44 расчета удельного внутреннего орошения за счет НЦО соединены с выходом датчика 45 расхода НЦО, выходом датчика 47 разности температур

НЦО, а третий вход - с выходом датчика 16 расхода питания 2, а выход блока 44 подключен к первому входу регулятора 47 удельного расхода внутреннего орошения

за счет НЦО, второй вход которого подключен к выходу блока 48 деления, а выход - к первому входу регулятора 49 расхода НЦО, второй вход которого подключен к второму выходу датчика 45 расхода НЦО, а выход

0 регулятора 49 расхода НЦО связан с входом исполнительного механизма 50, установленного на линии подачи нижнего циркуляционного орошения 14. Входы блока 48 деления подключены к выходам датчика 16

5 расхода питания 2 и датчика 34 расхода нижнего бокового погона 10.

При реализации предлагаемого способа автоматического управления сложной колонной в промышленных условиях могут

0 быть использованы серийные средства контроля и автоматики. В качестве датчиков 16, 19, 30, 34, 38, 45 расхода могут быть применены дифманометры Сапфир -22 в комплекте с диафрагмами ДК-40, датчика

5 температуры и датчиков 28, 39, 46 разности температур - преобразователи 8-78 в комплекте с термопарами ТХК-0179, регуляторов 17, 20, 24, 29, 33, 42, 49 - станции управления СУРА СУРА-2 в комплекте с регулятора0 ми РБАМ и электропневматическими преобразователями ЭПП, исполнительных механизмов 18, 21, 23, 32, 36, 43, 50- регулирующие клапаны 25с48нж. Функции блоков 27, 37, 44 расчета внутреннего

5 орошения соответственно за счет острого, верхнего и нижнего циркуляционных орошений, регуляторов 26,40,47 соответственно избыточной доли однократного испарения питания и внутреннего ороше0 ния за счет ВЦО и НЦО, блоков 41, 48 деления реализуются при помощи средств вычислительной техники например, УВК СМ 1614. В качестве регуляторов 22, 31, 35 показателей качества головного продукта,

5 верхнего и нижнего боковых погонов могут быть использованы автоматические анализаторы фракционного состава, плотномеры АИП или датчики температуры.

Автоматическое управление сложной

0 ректификационной колонной осуществляется следующим образом.

Питание 2 колонны, проходя через печь 3, нагревается за счет сгорания топлива 4 до определенной температуры, обеспечиваю5 щей образование соответствующего количества паровой фазы, и, следовательно, определенного парового потока, поступающего в сепэрационную часть колонны 1. В результате конденсации паров за счет подачи нижнего циркуляционного орошения

НЦО создается поток внутреннего орошения нижней секции сепарационной части колонны, удельный расход которого определяется по уравнению:

Свиутр.нцо Снцо Снцо ДТнцо,у Gn Gn Гнбп

где Свнутр.нцо - расход внутреннего орошения, создаваемого за счет НЦО, т/ч;

Gn -- расход питания, т/ч (измеряется датчиком 16 расхода);

Сицо - расход НЦО, т/ч (измеряется датчиком 45 расхода).

Снцо - теплоемкость жидкости НЦО, ккал/т;

А1нцо - разность температур выхода и входа в колонну НЦО, °С (измеряется датчиком 46 разности температур);

Гнбп - скрытая теплота парообразования фракции нижнего бокового погона, ккал/т,

Удельный расход

Свнутр.нцо 5л

внутреннего орошения колонны рассчитывается в блоке 44 расчета внутреннего орошения за счет НЦО, сигнал из которого является переменной величиной для регулятора 47 расхода внутреннего орошения за счет НЦО. Заданием для этого регулятора служит выходной сигнал из блока 48 деления, в котором рассчитывается отношение п (отбор нижнеV3f1

го бокового погона), используя сигналы от датчиков 34, 16 расхода нижнего бокового погона и питания. Регулятор 47 в зависимости от изменения отбора нижнего бокового погона на ту же величину изменяет удельный расход внутреннего орошения колонны,, путем корректировки задания регулятору 49 расхода НЦО, воздействующему на исполнительный механизм 50. Переменным сигналом для регулятора 49 служит сигнал от датчика 45 расхода НЦО. Удельный расход внутреннего орошения колонны за ечет верхнего циркуляционного орошения ВЦО рассчитывается в блоке 37 расчета внутреннего орошения за счет ВЦО по уравнению:

бвнутр.нцо Свцо Свцо Atauo

Gn

Гвбп

(13) 50

где Сенутр.вцо - расход внутреннего орошения, создаваемого за счет ВЦО, т/ч;

Gn - расход питания, т/ч (измеряется датчиком 16 расхода);

Свцо - расход В ЦО, т/ч (измеряется датчиком 38 расхода);

С8цо теплоемкость жидкости ВЦО, ккал/т;

5

10

15

0

5

0

5

0

5

0

5

At,:;io разность тямперятур выходл и входа в колонну ВЦО, °С (измеряется датчиком 39 разности температур);

ГВЦР -скрытая теплота парообразования фракции верхнего бокового погонл. ккзл/т.

Измеряемое в блоке 37 текущее значение удельного расхода внутреннего орошения колонны за счет ВЦО поступает в виде переменного сигнала в регулятор 40 удельного расхода внутреннего орошения, заданием в который служит сигнал от блока 41 деления, где рассчитывается отношение

Ј п (отбор верхнего бокового погона), :.

пользуя сигналы от датчиков 30,16 расхода верхнего бокового погона и питания. Регулятор 40 в зависимости от изменения отбора верхнего бокового погона на ту же величину изменяет удельный расход внутреннего орошения колонны, путем корректировки задания регулятору 42 расхода ВЦО, воздействующему на исполнительный механизм 43. Переменным сигналом для регулятора 42 служит сигнал от датчика 38 расхода ВЦО.

Расход острого орошения 7 колонны регулируется при помощи регулятора 20 расхода, в который поступают сигналы от датчика 19 расхода острого орошения и регулятора 22 показателя качества головного продукта 8. Эта схема регулирования обеспечивает заданное качество головного продукта путем изменения расхода острого орошения, которое при этом может изменяться в зависимости от расхода и состава питания. Кроме того, в зависимости от разности температур паров, уходящих с верха колонны, и острого орошения будет изменяться величина внутреннего орошения колонны за счет острого орошения. При предлагаемом способе регулирования удельных расходов внутреннего орошения, создаваемых ВЦО и НЦО. в зависимости от отборов верхнего и нижнего боковых пого- нов величина удельного расхода внутреннего орошения колонны за счет острого орошения будет определять избыточную долю однократного испарения питания, которая рассчитывается в блоке 27 расчета внутреннего орошения колонны за счет острого орошения (расчета избыточной доли однократного испарения питания) используя уравнение:

М Санутр.оо Goo Gn

Gn -(

Gn

Гб

oo

)

04),

Lt

где р-1- - избыточная дола однократного испарения питания, т/ч;

Li - расход флегмы, стекающей из сепа- рационной части колонны, т/ч;

Gn - расход питания, т/ч (измеряется датчиком 16 расхода);

Свнутр.оо - расход внутреннего орошения колонны за счет острого орошения, т/ч;

Goo - расход острого орошения колонны, т/ч (измеряется датчиком 19 расхода);

Coo теплоемкость жидкости острого орошения, ккал/т;

гв - скрытая теплота парообразования головного продукта, ккал/т;

Atoo - разность температур на выходе паров с верха колонны и острого орошения, °С (измеряется датчиком 28 разности температур).

Регулятор 26 избыточной доли однократного испарения питания при отклонении текущего значения этой величины, рассчитанной в блоке 27, от задания, выбираемого в пределах 0,03-0,05, корректируют задание регулятору 24 температуры, питания, который управляет исполнительным механизмом 23 на линии подачи топлива 4 в печь 3.

Качество верхнего бокового погона 9 регулируется при помощи регулятора 31 показателя качества верхнего бокового погона, корректирующего задание регулятору 29 расхода, переменный сигнал в который поступает от датчика 30 расхода, а выходной сигнал управляет исполнительным механизмом 32.

Аналогичная схема управления, включающая регулятор 35 показателя качества нижнего бокового погона, регулятор 33 расхода, датчик 34 расхода и исполнительный механизм 36, использована для регулирования качества нижнего бокового погона 10.

Предложенный способ автоматического управления позволяет обеспечивать на заданном уровне качество целевых дистиллят- ных продуктов, распределение теплосъема между ВЦО, НЦО и острым орошением, удельных расходов внутреннего орошения колонны и избыточной доли однократного испарения питания в условиях переменного расхода и состава питания.

Это основные показатели режима работы сложной ректификационной колонны, за счет управления которыми можно обеспечивать сокращение энергетических затрат и повысить качество целевых продуктов.

Численный пример реализации способа.

Предложенный способ будет использован для управления атмосферной колонной многотоннажной установки ЭЛОУ-АВТ-бМ. Продуктами разделения нефти в этой колонне являются: головной продукт - бензин, верхний боковой погон - керосин, нижний боковой погон - дизельное топливо (летнее), кубовый остаток - мазут.

Режим работы колонны характеризует- ся следующими усредненными показателями:

расход питания, Gn 1000 т/ч,

расход керосина, т/ч,

расход дизельного топлива, бнбп 270 т/ч;

разность температур острого орошения, Л too 45°C;

разность температур ВЦО, АгВцо 80°С;

разность температур НЦО, AtH4o 140°C;

теплоемкость бензина, ,6 ккал/т;

теплоемкость керосина, ,0 ккал/т;

теплоемкость дизельного топлива, ,0 ккал/т;

скрытая теплота парообразования бензина, гв 71432 ккал/т;

скрытая теплота парообразования керосина, Гвбп 57240 ккал/т;

скрытая теплота парообразования ди- зельного топлива (летнего). гнбп 41310 ккал/т.

Используя имеющиеся показатели ре жмма работы промышленной колонны и рекомендуемые в настоящей заявке в

уравнениях 6 и 7 номинальные значения

удельных расходов внутреннего орошения

секций колонны, рассчитаем задания для

регуляторов 40 и 47 удельных расходов

внутреннего орошения, создаваемых за

счет ВЦО и НЦО.

сСвнутр.вцо ч Свбп 180 п 1Й мс ( г ад. -- -- 7mrrUl1b Ub) ..

Сп

Gn 1000

(

G,

внутр.нцо у Снбп 270 пп-т(1сл

cn ад;-GT Tooo 0 27tlb)

При имеющихся исходных данных по теплоемкости, скрытой теплоте парообразования и разности температур циркуляци- онных орошений определим с использованием уравнений 3, 4, 15, 16 расходы ВЦО и НЦО, регулирование которых обеспечивается соответственно регуляторами 42 и 49 расхода ВЦО и НЦО

бвбп Гвбп Gn

Gn 0.18 Ј VonU-251.05 т/ч (17)

GBUO

Свцо Ateuo 57240 1000

513,080

5

Сццо 0,27

Снбп Гцбп Gn

GnСнцо АТнцо

413101000

525,0140 151 75Т/Ч 18 Поток внутреннего орошения колонны, обеспечивающий орошение тарелок и верхней секции колонны и величину потока флег- мы Li, стекающего из сепарационной части

колонны, обеспечивается за счет подачи острого орошения. Величина избыточной доли

однократного испарения питания тА выбиьп

рается, исходя из рекомендаций (2, с. 15x3), в пределах 0,02-0,05. Приняв для расчетов среднее ее значение, равное 0,04. найдем из уравнения 8 и 2 номинальные величины удельного расхода внутреннего орошения колонны, создаваемого за счет острого орошения, и расход острого орошения для предложенных конкретных условий работы промышленной колонны

(19)

0.04 х

(20)

сохранятся согласно уравнениям 15 и 16 на пряжнем уровне и будут соответственно равны 0,18 и 0.27. Однако фактические текущие значения удельных расходов внутренСвиутр.зцо Свнутр чцо --------- И

пЬп

них орошений

окажутся меньше заданной величины, т.к. произошло увеличение Сп. В результате сравнения заданных и текущих значений удельного расхода внутреннего орошения регуляторы 40 и 47 отработают корректирующие сигналы в регуляторы 42 и 49 для увеличения расходов ВЦО и НЦО, обеспечивающих сохранение в колонне заданных удельных расходов внутреннего орошения. При увеличении расхода питания колонны первоначально доля отгона питания будет недостаточной, текущее значение удельного расхода внутреннего орошения

банутр.оо

Gn

-, создаваемого за счет острого оро

Изобретение относится к способам автоматического управления сложными ректификационными колоннами с однократным испарением питания и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, например, на установках первичной переработки нефти. Сущность способа: дополнительно измеряют температуры на выходе и входе в колонну каждого потока острого и циркуляционных ороше- ний, рассчитывают отборы боковых погонов и удельные расходы внутреннего орошения в каждой секции колонны, которые корректируют в-зависимости от отбора боковых погонов из соответствующих секций колонны, а температуру питания колонны корректируют в зависимости от удельного расхода внутреннего орошения в верхней секции ко-; лонны. 1 ил. j

41432

Эти значения являются заданиями соответственно для регулятора 26 избыточной доли однократного испарения питания и ре- гулятор а 20 расхода острого орошения колонны.

Рассмотрим работу системы автоматического управления колонной при следующих возмущениях на процесс ректификации: а) увеличение расхода питания;

б) увеличение содержания фракций нижнего бокового погона в питании;

в) увеличение содержания фракций го- ловного продукта в питании. .;

а) При увеличении расхода питания колонны, например, с 1000 до 1100 т/ч требуется для сохранения значения избыточной

U- доли однократного испарения питания - в

«п

уравнении 5 пропорционально изменению расхода питания увеличить значения Q0o, Q-вцо, 0-нцо, GB6n, Снбп. Эта задача реализуется следующим образом. В первый момент при увеличении расхода питания произойдет облегчение фракционных составов боковых погонов, так как их недоотбор приведет к увеличению расхода флегмы, стекающей в куб колонны. При этом регуля- торы 31 и 35 показателей качества верхнего и нижнего боковых погонов увеличат задания регуляторам 29 и 33 для увеличения расхода соответственно верхнего и нижнего боковых погонов.

Так как расходы боковых погонов и питания колонны изменятся пропорциональ- но, то отборы боковых погонов и задания для регуляторов 40 и 47 удельного расхода внутреннего орошения за счет ВЦО и НЦО .

30

25

35

О

5 0

5

шения, будет меньше заданного значения и регулятор 26 избыточной доли однократно испарения питания увеличит задание регулятору 24 температуры питания на выходе из печи. Одновременно регулятор 22 показателя качества головного продукта увеличивает расход острого орошения, а регул-ятор 24 температуры реагирует на первоначальные изменения температуры питания. Корректировка температуры питания колонны будет осуществляться до тех пор, пока текущее значение избыточной доли однократного испарения питания не достигнет заданного значения 0,04.

б) При увеличении содержания в питании фракции нижнего бокового погона необходимо увеличить нагрев питания для обеспечения превращения всей дистиллят- ной фракции, отбираемой в виде боковых погонов, в паровую фазу. Первоначале но при данном изменении состава питания произойдет уменьшение легкокипящих компонентов на тарелке с выводом нижнего бокового погона и при имеющемся расходе внутреннего орошения колонны уменьшится содержание легкокипящих компонентов и в головном продукте. Регулятор 22 показателя качества головного продукта при этом для сохранения заданного состава головного продукта уменьшит задание регулятору 20 расхода острого орошения. В этом случае текущее значение избыточной доли однократного испарения питания -%Ґ- станет

Гв оп

меньше заданной величины и регулятор 26 избыточной доли однократного испарения питания увеличит корректирующий сигнал регулятору 24 температуру питания. Одновременно регулятор 35 показателя качества

нижнего бокового погона будет увеличивать задание регулятору 33 расхода нижнего бокового погона, а регулятор 47 удельного расхода внутреннего орошения увеличит расход НЦО, т.к. для этого регулятора увеличится задание, равное J-.

«п

, в) При увеличении в питании колонны содержания фракций головного продукта также требуется увеличение удельной доли однократного испарения питания. Первоначально при изменении состава питания при заданных расходах орошений колонны и боковых погонов произойдет смешение составов вниз по колонне. При этом регулятор 22, показателя качества головного продукта для сохранения заданного состава уменьшит задание регулятору 20 расхода острого орошения, что вызовет уменьшение избыточной доли однократного испарения питания

. Регулятор 26 избыточной доли одно- п

кратного испарения питания, сравнивая теLiкущее значение-7 - с заданной величиной

Ъп.

изменит корректирующий сигнал регулято- ру 24 температурь в сторону увеличения, тем самым увеличив подачу топлива в печь. .Регуляторы 40 и 47 удельного расхода внутреннего орошения колонны за счет ВЦО и НЦО свои корректирующие сигналы не изРедактор В. Труоченко

Составитель Я. Червонная

Техред М.Моргентал Корректор Г.,Кос

Заказ 1646Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

0

5

0

5

0

менят, т.к. отборы верхнего и нижнего боковых погонов не изменились.

При увеличении в питании колонны содержания фракции верхнего бокового погона система автоматического управления колонной работает также, как и в случае б. Формула изобретения Способ автоматического управления сложной ректификационной колонной путем регулирования расходов промежуточных циркуляционных орошений, расходов острого орошения и боковых погонов в зависимости от показателей качества головного продукта и боковых погонов, а также подачи тепла в колонну в зависимости от температуры питания, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергетических затрат и повышения качества целевых продуктов за счет стабилизации флегмовых потоков в секциях колонны, измеряют температуры на выходе и входе в колонну каждого потока острого и циркуляционных орошений, рассчитывают отборы боковых погонов и удельные расходы внутреннего орошения в каждой секции колонны, которые корректируют в зависимости от отбора боковых погонов из соответствующих секций колонны, а температуру питания колон- ны корректируют в зависимости от удельного расхода внутреннего орошения в верхней секции колонны.