Способ автоматического управления сложной ректификационной колонной Советский патент 1976 года по МПК B01D3/42 

{Лг)/п -комлонентной смееи на потоки с концентрациями Xi к аналогичной работе (Ат), необходимой для разделения смеси того же состава на чистые лродуасты illП П Z,,- XilnX J1 1 т ZilnZ 1 где л - число продуктовых потоков сложной колонны. критерий (2) мо-жет изменяться от иуля (отсурствие разделения) до единицы (полное разделение). С позиций теории информации выражение (2) может рассмат1риваться также как критерий эффективности, оценивающий относр1тельную организованность (угюрядочениость) системы. Условие (1) является универсальным для выбора величины отбора продуктов и не зависит от значений других управляющих воздействий. При этом (место ввода питания и места подключения боковых .секций NJ устанавливаются на однажды определенном оптимальном уровне и не зависят от состава питания, если величины отборов продуктов изменяют IB зависимости сО состава питаиия в соответствии с условием (1). Таким образом, если величины отборов продзктов установлены в соответствии с условием (1), то следующим шагом управления необходимо понизить уровень подводимой к колонне энергии до минимально необходимого для выполнения ограничений на качество продуктов разделения. Этот шаг управления осуществляется в сложной колонне за счет пара,метро:в внутренних потоков - расходов пара в главную колонну и боковые секции и расходов циркуляционных орошений. В соответствии с изобретением предлагается способ регулирования расходами пара и циркуляционных орошений, позволяющий осуществить минимизацию энергозатрат и улучшить качество релулироеания в условиях термодинамически оптимальных отборов продуктов. В определенных пределах расходы пара в главную колонну и боковые секции должны изменяться прямо пропорционально расходу питания. Поэтому соотношение «расход пара- расход питания позволяет осуществить регулирование по возмущению. Однако расходы пара есть также функция состава питания, поэтому для компенсации возмущений последнего и неточности упреждающего регулирования по соотношению вводится коррекция расходов пара по информации обратной связи о качестве соответствующего продуктового потока. При этом контролируются (п-1) продзктовых потока с целью достижения равенства между текущими и заданными значениями концентраций, а качество последнего гарантируется не ниже заданного. Расход циркуляционных орошений должен следить за расходом -пара в соответствующую боковую секцию и главную колонну по следующим соображениям. Во-иервых, чем меньше разница между температурными уровнями подвода и отвода тепла в колонне, тем меньше термодинамические 1потери от необратимости процесса. Во-вторых, возмущения по пару гасятся ближайшим по высоте колонны орошением и не проходят вверх по колонне, воздействуя на процесс разделения только в соответствующей полной секции сложной колонны. Тем самым улучшаются динамические свойства объекта и качество регулирования. Связь расхода циркуляционных орошений с расходами пара осуществляется регулированием по соотношению «расход циркуляционного орошения - расход пара. Пример. Па чертеже представлена схема реализации способа автоматического управления сложной ректификационной колонной с боковыми секциями, разделяющей исходную смесь на четыре потока. В сложную колонну 1 с двумя боковыми секциями 2, 3 поступает сырье, которое требуется разделить на четыре продукта с концентрациями целевых компонентов (Xio - ограничение на качество). Работа системы управления заключается в следующем. Сигналы от диафрагмы 4 и анализатора состава питания 5 подаются на множительноделительное устройство 6. Выходной сигнал устройства 6 является заданием для регуляторов расхода 7, 8, 9 верхнего и боковых продуктов соответственно. Регуляторы 7, 8, 9 устанавливают расходы верхнего и боковых продуктов, соответствующие условию (1). Сигналы от диафрагмы 4 поступают также в регуляторы соотношения «расход пара-расход питания 10, И, 12. Сюда же, то есть в регуляторы подачи пара в главную колонну и боковые секции подаются сигналы коррекции от анализаторов качества 13, 14, 15 боковых и нижнего продуктов соответственно. Сигналы об изменении подачи пара в главную колонну и боковую секцию 3 от диафрагм 16, 17 поступают в регуляторы соотношения «расход циркуляционного орошения - расход пара 18, 19. Формула изобретения Способ автоматического ущравлеиия сложной ректификационной колонной с боковыми секциями путем регулирования подачи теплоносителя в колонну в зависимости от соотношения «расход пара-расход питания, изменения подачи циркуляционного орошения и отборов продуктов, отличающийся тем, что, с целью минимизации энергозатрат при термодинамически оптимальных величинах отбора продуктов и повышения качества

регулирования, соотношение «расход парЭ- расход литания корректируют по качеству целевых иродуктов, выходящих из соответствующих боковых секций и колонны, а подачу циркуляционных орошений в соответствующую бокоеую секцию и колонну регулируют по соотношению «расход цирк -ляциокного орошения - расход пара.