Способ управления процессом ректификации Советский патент 1977 года по МПК B01D3/42 

Изобретение отноеится к коксохимической промышленности, и в частности к производству бензола для нитрации или толуола на ректификационных колоннах.

Известен способ автоматического управления ректификационной колонной путем изменения подачи пара в подогреватель колонны в зависимости от отношения разностей измеренных температур на второй и третьей, первой и четвертой тарелках, расположенных в середнне колонны, флегмы по разности измеренных температур на двух тарелках верхней части колонны, стабилизации расходы сырья, поддержания постоянства уровня низа колонны воздействием на расход нижнего продукта и в сепараторе воздействием на расход верхнего продукта 1.

Ближайшим по технической сущности является способ автоматического регулирования режима ректификационной колонны путем стабнлизации расхода сырья, расхода пара с коррекцией по уровню в сепараторе, расхода флегмы с коррекцией по расходу сырья, расхода верхнего продукта с коррекцией по расходу сырья и температурам на нижней и верхней контрольных тарелках 2.

К недостаткам известного снособа следует отнести невозможность автоматического изменения расхода бензола для нитрации при изменяющемся составе сырья, определения содержания легколетучего компоиента в нижнем и тяжелолетучего компонента в верхнем продукта в зависимостн от изменения температур на ннжней, верхней контрольных и промежуточных тарелках колонны, сокращення времени отклонения от оптимального режнма. Целью изобретения является интенсифнкация процесса.

Это достигается тем, что расход пара изменяют скачкообразно максимально в зависимости от изменения температур на нижней, верхней контрольных н промежуточных тарелках, а расход верхнего продукта корректируют в зависимости от уровня в сепараторе при

его отклонении от заданной велнчины.

На чертеже изображена схема реализации прелагаемого способа управления процессом ректификации. Способ осуществляется следующим образом.

Регулятор расхода пара 1 через открытый клапан 2 регулирующего воздействия и регулирующий оргаи 3 подачи пара осуществляет стабилизацию расхода пара, подаваемого по линии 4 в подогреватель 5 колонна 6 на основании информации, поступающей от датчика 7 расхода пара через открытый клапан 8 текущего значення расхода пара и сигнала задания, приходящего через открытый клапаи 9 задающего воздействия от корректирующего блока 10, вырабатывающего этот сигнал по информации, поступающей от датчика уровня 11 через открытый клапан 12 текущего значения уровня.

Регулятор 13 расхода верхнего продукта через регулирующий орган 14 отвода верхнего продукта из сепаратора 15 осуществляет стабилизацию расхода верхнего продукта, отводнмого по линии 16 на основании информации от датчиков расхода верхнего продукта 17 и сырья 18.

Автоматическим заданием, определяемым в зависимости от состава сырья с помощью вычислительного 19 и анализирующего 20 блоков, датчика 21 состава сырья и поступающим через дискретно-суммирующий блок 22 и регулятор 13 расхода верхнего продукта, устанавливается повое значение расхода верхнего продукта.

Регулятор 23 расхода флегмы через регулирующий орган 24 подачи флегмы на основапии информации от датчиков расхода флегмы 25 и сырья 18 осуществляет стабилизацию расхода флегмы, нодводимой по линии 26, в колонну 6 из конденсатора-холодильника 27 через сенаратор 15.

При изменении нагрззкп по сырью, подаваемому по липни 28 или состава, пли перечисленных параметров, одповремеппо происходит измепепие, например, количества отбираемого из сепаратора 15 верхнего продукта, что, в свою очередь, вызывает отклонение уровня, которое передается описаппым выще путем в корректнрующий блок 10, преобразующий эти отклонення в сигнал коррекции задапия регулятору 1 расхода пара, который производпт дорегулироваиие расхода пара в подогреватель 5, так, чтобы ликвидировать это отклонепие.

Функционирование корректирующего блока 10 в пенрерывпом режиме ограннчеппо заданной зоной пзмепепня уровня, верхняя и ниукняя границы которого контролируется дискретно-суммирующим блоком 22. При выходе значения уровня за эти границы на одном из выходов дискретио-суммирующсго блока 22 ноявляется алгебраическая сумма аналоговых сигналов от датчнка уровня 11 и вычислительного блока 19, в результате чего изменяется задание регулятору 13 расхода верхнего продукта, что, в свою очередь, дает возможность вернуть значение уровня в пределы задапной зоны. Одновременно на другом выходе днскретно-суммнрующего блока 22 появляется дискретный сигнал «1, ностунающий в логический блок 29.

Логический блок 29 днскретнымн сигналамн «1 закрывает клананы 12, 9 текущего значения уровня и задающего воздействия соответственно, в результате чего корректирующнй блок 10 отключается от датчика уровня 11 и регулятора 1 расхода пара и нереводится в режим запоминания, а регулятор расхода пара производит описанным выше способом подачу . пара в подогреватель 5 по задаппю, папомннание которого нроизощло благодаря нереводу

клапапа 9 задающего воздействия в закрытое соетояние.

После возврата значения уровня в нределы заданной зоны дискретно-суммирующий блок

22 прекращает алгебраическое суммирование сигналов от датчика уровня 11 и вычислительного блока 19, на его апаголовом выходе повторяется сигнал задания, поступающий к нему от вычислительного блока 19, исчезают дискретпые сигналы «1 на выходах дискретносуммирующего 22 и логического 29 блоков открываются клананы 12, 9 текущего значения уровня и задающего воздействия соответствепно.

Вычислительное устройство 30 непрерывно определяет содержание легколетучего компонента в нижнем продукте, отводнмом по линии 31 по информации от датчиков температуры на нижней контрольной 32 и промежуточных 33, 34, и соответетвенно содержание тяжелолетучего компопента в верхнем продукте но информации от датчиков температуры на промежзточных 33, 34 и верхней контрольной 35 тарелках. Аналоговые сигналы непрерывно

постзпают с вычнслительного устройства 30 в логический блок 29.

При увеличении одного из аналоговых сигналов, нропорцнональпого содержанию выще донустпмого легколетучего компонента в нижнем нродукте, логический блок 29 появляюн;нмися па его выходах дискретными сигналами «1 закрывает клапаны 12, 9, 8, 2 текущего значення уровня, задающего воздействия, текущего значения расхода пара, регулнрующего воздействия соответственно, нереозодя коррсктнрующпй блок 10 и регулятор 1 расхода пара в режнм запомннания, и открывает клапан 36 максимального сигнала, пропускающий через себя максимальный аналоговый сигнал,

полностью открываюнщй регулирующий орган 3 подачи пара, в результате его подогреватель 5 поступает максимально возможное количество пара. Такое воздействие па процесс позволяет за кратчайщее время довести

содержание легколетучего компонента в нижнем нродукте до допустимой копцептрации, в результате чего исчезают дискретные сигналы «1 на выходах логического блока 29, открываются клапапы 12, 9, 8, 2 текущего значения

уровня, задающего воздействия, текущего значения расхода пара, регулирующего воздействия, текущего значения расхода пара, регулирующего воздействия соответственно, закрывается клапан 36 максимального сигиала, в

результате этого корректнрующий блок 10 и регулятор 1 расхода пара продол кают свою работу в режиме, который предщеетвовал моменту появления дискретных сигналов «1 на выходах логического блока 29.

Аналогичным образом происходит работа цепей управления при увеличении другого аналогового сигнала, пропорционального содержанию выше донустнмого тяжелолетучего комнонекта в верхнем продукте. Однако в этом случае дискретный сигнал «1 открывает клалан 37 сброса, переводя регулирующий орган 3 подачи пара в закрытое состояние, в результате чего пар в подогреватель 5 не поступает. Это позволяет за кратчайшее время довести содержание тяжелолетучего компонента в верхнем продукте до допустимой концентрации, что дает возможность перевести корректирующий блок 10 и регулятор 1 расхода пара из режима запоминания в режим непрерывной работы.

При одновременном воздействии на выходы логического блока 29 одного из аналоговых сигналов вычислительного устройства 30 и дискретного сигнала «1, приходящего с дискретно-суммирующего блока 22, схема управления корректирующим блоком 10, регулятором 1 расхода пара, клапанами, связанными с логическим блоком 29, работает также, как и при воздействии одного из аналоговых сигналов с вычислительного устройства 30 на выходы логического блока 29.

6 Формула изобретения

Способ управления процессом ректификации путем стабилизации расхода пара в подогреватель колонны с коррекцией по уровню в сепараторе, расходов верхнего продукта и флегмы с коррекцией по расходу сырья, коррекции расхода верхнего продукта в зависимости от состава сырья, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, расход пара изменяют скачкообразно максимально в зависимости от изменения температур на нижней, верхней контрольных и промежуточных тарелках, а расход верхн-его продукта корректируют в зависимости от уровня в сепараторе при его отклонениии от заданной величины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3464895, кл. 203-2, опубл. в 1970 г.

2.Авторское свидетельство № 466026, кл. В 01D 3/42, 1972.