Устройство для оптимального управления ректификационной колонной Советский патент 1977 года по МПК B01D3/42 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННОЙ

фективность оптимального управления ректификационной колонной.

Целью изобретения является обеспечение инвариаитности качественных показателер относительно возмущающих воздействий и переменных параметров процесса ректификации. Цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено блоком определения мини.мальных затрат, подключенным входами к выходам расходомера сырья и блока оценки его качества, и |блоком сравнения, входами соединенным с выходами блоков .минимальных н прогнозируемых затрат, а выходом через блок интегрирования квадрата ошибки - с регулятором соотиошения.

Такое устройство обладает независимостью .качественных показателей относительно возмущающих воздействий и изменений параметров процесса ректифи1кации.

Ца чертеже представлена схе.ма устройства.

Устройство для оптимального управления ректификациоииой колонной содержит расходомер сырья /, блок оценки качества сырья 2, например, определяющий состав сырья по косвенным параметрам, с ломощью датчиков и измерительных приборов 3, 4 температуры и давления 5 в колонне, блоки управления расходами орощения и продукта 5 и 7, регулятор расхода орошения 8 и регулятор расхода продукта 9. Выходы расходомера / и блоков управления расходами орошения и продукта б и 7 соединены с входом блока прогнозирования затрат 10, а входы блока минимальных затрат )/ связаны с выходaiMH расходомера сырья / и блока оценки его качества 2. Блок сравнения 12 соединен с выхода-ми блоков прогнозирования затрат 10 и минимальных затрат 11, а выходом через блок интегрирования квадрата ошибки 13 - с регуляторам соотношения 14. Другой вход регуЛЯтора соотношения 14 подключен к выходу бло,ка определения производной концентрации примеси в побочном продукте 15 по доле отбора, входы которого связаиы с выходом блока оценки 2 и блоком управления расходом продукта 7. Выходы регулятора соотношения 14 соединены со входами блоков управления расходами орошения и продукта 5 и 7. Значения составов проб, определенных лабораторным анализатором 16, поступают в блок оценки 2.

Устройство работает следующим образом.

Кон центрация ключевой примеси в целевом продукте задается. Это определяет по условию оптимальной статики отбор кубового продукта, обеспечивающий минимум затрат. |При изменении состава и расхода сырья изменяются сигналы блоков управления расхода.ми орошения и продукта 6 и 7, регулятора расхода орошения 8 и регулятора расхода продукта 9, блока прогнозирования затрат 10 и блока определения производной концентрации примеси в побочном продукте 15. Блоком 11 определяются минимальные затраты на

управление, неоохцдимые для компенсации воз мущений по составу и расходу сырья, которые сравниваются блоком сравнения 12 с прогнозируемыми затратами на управление.

Сигнал, пропорциональный разности значений минимальных и прогиозируемых затрат, поступает на вход блока интегрирования-квадрата ошибки 13, выходной сигнал которого приводит к разбалансу регулятора соотиошения 14. Выходной сигнал регулятора соотношения 14 будет измен-яться до тех пор, пока прогнозируемые затраты ие приблизятся к минимальным. При этом достижеиие величиной прогнозируемых затрат, определяемой

блоком 10, величины минимальных затрат, определяемой блоком 11, не зависит от возмущений и изменений пара-метров процесса. Цоложение регулятора соотношения 14 в случае равенства прогнозируемых и минимальных затрат определяется только выходным сигналом блока 15, т. е. концентрацией при.месей ключевого компонента в побочиом продукте, которая оптимальна для состава сырья в текущий момент времени по афитерию минимума себестоимости целевого продукта.

Данное устройство оптимального управления ректификационной колонной, обеспечивая минимум энергозатрат при получении продукта ректификации заданного качества, может

быть использовано при разделении смесей, состав которых не может быть измерен автоматическими анализаторами, и сокращает энергозатраты, обусловленные изменениями качественных показателей систе.мы опти.мального

управления, возникаю1щими под воздействием неконтролируемых возмущений и изменений параметров процесса ректификации.

Фор м у л а .изо б ip е т е н и я

Устройство для оитимального управления ректификационной колонной, содержащее расходомер сырья и блок оценки качества сырья, выходы которых подключены к блокам

управления расходами продукта и орошения, соответственно связанными с регуляторами расходов продукта и орошения, блок прогнозирования затрат, входы которого соединены с выходами расходомера сырья и блоков

управления расходами орошения и продукта, блок определеиия производной концентрации примесей в побочном продукте по доле отбора, входы которого соединены с выходами блоков оценки качества сырья и управления

расходом продукта, и регулятор соотношения, вход которого соединен с выходом блока определеиия -производной концентрации примесей в побочном продукте, а выходы - со входами блоков управления расходами продукта

и орошения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения инвариантности качественных показателей относительно возмущающих воздействий и перемеиных параметров в процессе ректификации, оно снабжено блоком

определения минимальных затрат, подключенным входами IK выходам расходомера сырья и блока оценки его качества, и блоком сравнения, входами соединенным с выходами блоков минимальных и прогнозируемых затрат, а выходом через -блок интегрирования квадрата ошибки - с регулятором соотношения.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе:

1.Авторское свидетельство А 435832, кл. В 01 D 3/42, 1971.

2.Авторское свидетельство №448871, кл. В 01 D 3/42, 1972,