СНОСОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННОЙ Советский патент 1969 года по МПК C12F1/04 C12M1/36 

Известен способ автоматического упрйвлё ния ректификационной колоииой, например, спиртового ироизводства, заключающийся в регулировании расхода пара по давлению в нижней части колОнНы, расхода охлаждающей воды по давлению в верхней части колонны, отбора нижнего продукта по уровню в кубе, а также в регулировании расхода флегмы и отбора дистиллята.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность работы колониы. Для этого расход флегмы регулируют в зависимости от параметра, характеризующего концентрацию легкокипящего компоиеита в контрольной зопе колонны, а задания по отбору дистиллята на определенные интервалы времени формируют иутем измерення количества питания и концентрации в нем легкокипяп его компонента, перемножения результатов измереви; и деления полученного произведения на заданную концентрацию легкокипящего компопента в дистилляте. Сформированный сигнал интегрируют за выбранный интервал времени, усредняют и задерживают на время, равное времени перемещения частиц легкокипящего компонента от точки ввода питания до точки вывода дистиллята.

легкокипящему компоненту Прц ofcytcfBilH нотерь последнего с нижним Продуктом.

На фиг. 1 изображена Принципиальная схема Предлагаемого способа уиравления колонной; на фт. 2 - диаграмма работы множительНо-делительного блока, блока интегрирования и усреднения и блока задержки; на фиг. 3 - принципиальная схема цепочки формирования задания регулятору отбора дистиллята.

содержит ректификационную колонну /, дефлегматор-конденсатор 2, аккумулятор 3 флегмы, регуляторы 4-8, исполнительный механизм 9, датчик W уровня, датчик // температуры, анализатор (концентратомер) 12 питания, датчик /, расхода питания, датчик 14 давлеиия, миожительно-делительный блок 15, интегратор-усреднитель 16 за время А/, блок 17 задержки (запаздывания), анализатор (концентратомер) 18 дистиллята, блок 19 сравнения и блок 20 реле.

Регулятор 7 управляет отбором дистиллята из колонны. Задание регулятору отбора формируется на основании уравнения материального баланса по легколетучему компоненту: XD - концентрация легколетучего компонента в питании, кубовом продукте, диетнлляте. Соотношение (1) в реальных условиях работы ректификационных колонн, например, спиртового производства с точностью до потерь легкокипящего компонента с кубовым продуктом может быть заменено приближенным равенством ./..(2) (Для случая спиртового производства величина потерь Wxg приблизительно на три норядка меньше, чем F, . В множительно-делительном блоке 15 сигналы, пропорциональные измеренным мгновенным значениям расхода питания F(t) и концентрации в нем легкокнпящего продукта Xf(t), перемножаются и делятся на сигнал, пропорциональный величине х , где х - заданное (постоянное) значение концентрации легкокипящего продукта в дистилляте. Полученные на выходе блока /5 мгновенные значения требуемой величины отбора дистиллятаF(О Xf (О усредняются блоком 6 за время Д. С выхода блока 16 сигнал D Dm(i)M ср поступает в блок 17 запаздывания. Таким образом, поступающие в блок 16 непрерывные случайные сигналы (t} преобразуются на выходе блока в непрерывные ступенчатые сигналы D постоянной длительности Д/, но с переменной амплитудой, определяемой выражением (4). Через интервалы времени А/ сигналы D соответственно изменяются. Сигналы D задерживаются блоком 17 запаздывания на время Я, равное времени перемещения частиц легкокипящего компонента 01 точки ввода питания до точки вывода дистиллята. Следовательно, в качестве задания регулятору 7 отбора дистиллята подается с выхода блока 17 сигнал тст - / I f DCP Дер (t + -) .() Диаграмма (см. фиг. 2) иллюстрирует ра6oiy блоков J5, 16 и 17. В тех случаях, когда на качество дистиллята наложены ограничения вида ZD-zl,(6) где ZD -текущее значение показателя качества дистиллята, например концентрации легкокипящего компонента, 2 -заданное значение показателя качества дистиллята; g - заданная величина, определенная ГОСТом или технологической инструкцией, для осуществления предлагаемого способа управления ректификационной колонной в цепочку формирования задания регулятора 7 включают анализатор 18 качества (например хроматограф, концентратомер и т. п.), блок 19 сравнения и блок 20 реле. Измеренное анализатором 18 текущее значение показателя качества дистиллята сравнивается в блоке 19 с заданным значением этого показателя. Если соотношения (6) выполняются («Да), то сигнал поступает в камеру задания регулятора 7, а на последующий интервал времени Д/ устанавливается отбор дистиллята из колонны, равный D Если соотношение (6) не выиолняется («Нет), то включается блок 20, который отключает цепочку 15, 16, 17, 19 от камеры задания регулятора 7 и нодает в носледнюю команду на прекращение отбора дистиллята. При восстановлении нормального режима () блок 20 снимает команду на прекращение отбора дистиллята из колонны и вновь восстанавливает цепочку 15, 16, 17, 19 подачи задания на регулятор 7 отбора. Предлагаемый способ автоматического управления ректификационной колонной осуществляется следующим образом. Унравляя расходом пара в колонну, регулятор 4 жестко стабилизирует давление в нижней части колонны, а регулятор 5, изменяя расход охлал :дающей воды на дифлегматорконденсатор, поддерживает на заданном уровне давление в верхней части колонны, В результате обеспечивается постоянный перепад давления между верхом и низом колонны и, следовательно, постоянный паровой поток в колонне. Пижний продукт выводится из куба колонны с помощью регулятора уровня 8. Требуемое (заданное) качество дистиллята обеспечивается регулятором 6, который, регулируя расход флегмы, стабилизирует температуру на контрольной тарелке (или какойлибо другой параметр, характеризующий качество дистиллята, например концентрацию в контрольной зоне). Отбор дистиллята из колонны стабилизируется контуром регулятора 7. Задание регулятору 7 формируется цепочкой блоков 15, 16, 17 согласно уравнениям (3), (4), (5). В результате в каждый интервал времени Д с помощью регулятора 7 из колонны отбирается с дистиллятом то количество легкокипящего продукта, которое было некоторое время (равное Я) тому назад введено с питанием в колонну за время Д/. В том случае, если в цепочку формирования задания регулятору 7 включены анализатор 18 и блоки 19 и 20, сигнал Д поступает в камеру задания регулятора 7 только при условии выполнения ограничения (6). В противном случае ZD-( блок 20 отключает выход блока 17 от камеры задания регулятора 7 и вместо него подает в камеру 7 сигнал на закрытие клапана отбора дистиллята.

оыть достаточно для удовлетворения потреоHOCTeii как контура регулятора 6, так и контура регулятора 7.

Колебання количества флегмы в аккумуляторе 3 невелнкн. Действнтельно, нрн увеличении количества легкокинящего комионента, нодаваемого с нитанием в колонну, отбор дистиллята через время л увеличивается, но одновременно с этим уменьшается темнература на контрольной тарелке. Поэтому расход флегмы в колонну будет уменьшен регулятором 6.

Таким образом, благодаря физическим закономерностям, лежашим в основе снособа управления колонной, увеличение отбора дистиллята сопровождается уменьгиением орошения и наоборот.

Предмет нзобретення

Способ автоматического управления ректификационной колонной, например, спиртового производства, заключа1ош,ийся в регулировании расхода нара по давлению в ннжнен части колоины, расхода охла кдаюш,ей воды по давлению в верхне- части колонны, отбора нижнего продукта по уровню в кубе, а также в регулировании расхода флегмы и отбора дистиллята, отличающийся тем, что, с целью повышеипя эффективности работы колонны, расход флегмы регулируют в зависимости от параметра, характеризующего концентрацию

легкокипяш,его компонента в контрольной зоне колонны, задания по отбору дистиллята на определенные интервалы времени формируют путем измерения количества питания п концентрации в нем легкокипяи его комнонента,

перемножения результатов измерений п деления иолучениого произведения на заданную концентрацию легкопнящего компонента в днстилляте, а сформированный сигнал интегрируют за выбранный интервал времени, усредняют п задерживают на время, равное времени перемещен пя частиц легкокипящего компонента от точки ввода питания до точки вывода дистиллята.

иЛ

Задание ма fety/inmop 7

f 1,

Jr.