Устройство для автоматического управления процессом ректификации Советский патент 1980 года по МПК B01D3/42 

1

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом ректификации и может быть использовано в производстве олефинов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для автоматического регулирования режимом ректификационной колонны, содержащее датчики расхода и состава сырья, датчики расхода флегмы и теплоносителя, датчик и регулятор состава остатка, сумматор, динамические фильтры и вычислительный блок, входы которого подключены к датчику состава остатка и через динамические фильтры - к датчикам расхода сырья, теплоносителя, флегмы, остатка и состава сырья, а выход соединен с компенсаторами 1.

Известное устройство реализует комбинированную самонастраивающуюся систему стабилизации состава кубового продукта на заданном значении, что не позволяет реализовать режимы, связанные с изменением состава кубового продукта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство

ДЛЯ автоматического управления процессом ректификации, содержащее регулятор уровня в кубе колонны, датчик и регулятор состава кубового продукта, задающий вход которого через функциональный и динамический корректирующие блоки соединен с датчиком состава сырья, а выход связан с клапаном подачи теплоносителя 2.

Известное устройство предназначено для оптимизации режима работы колонны путем изменения задания регулятору состава кубового продукта при изменении состава сырья. Однако известное устройство не позволяет качественно управлять процессом ректификации в переходных режимах вследствие отсутствия элементов компенсации возмущений.

5

Цель изобретения - повышение качества управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено статическим и дина0мическим компенсаторами, сумматором и вычислительным блоком, входы которого соединены с датчиком состава сырья и с функциональным корректирующим блоком, а выход через статический и динамический хомпексаторы связан со входом сумматора. На чертеже изображена схема устройства. Устройство для автоматического управления процессом ректификации в колонне 1 включает в себя датчик 2 уровня в кубе колонны, связанный через регулятор 3 с клаг.аном -: отбора кубового продукта, датчик 5 состава кубового продукта, связанный через регулятор 6 и сумматор 7 с клапаном 8 подачи теплоносителя. Кроме этого, устройство содержит датчик 9 сырья, соединенный через функциональный 0 и динамический 11 корректирующие блоки с задающим входом регулятора состава кубового продукта. Кроме этого устройство содержит вычислительный блок 12, входы которого соединены с датчиком состава сырья и с выходом функционального корректирующего блока, а выход через статический 13 и динамический 14 компенсаторы связан со входом сумматора 7. Устройство работает следующим образом. Функциональным нелинейным блоком 10 по информации о составе сырья от датчика 9 определяют и через динамический блок 11 плавно устанавливают новое значение задания регулятору 6 состава кубового продукта. Возмущение по составу сырья изменяет состав кубового продукта в большей степени, чем того требует новое значение задания. В связи с этим вычислительным блоком 12 по информации от датчика 9 состава сырья и по выходу функционального блока 10, представляющего собой новое значение задания, а также введенного в него значения коэффициента передачи возмущения по каналу «состав сырья - состав кубового продукта, определяют уровень частичной компенсации возмущения по составу сырья в соответствии с формулой ДХп Кчр-К {Хр) .XF,(1) где: Х„-уровень компенсации состава кубового продукта; Хр-возмущение по составу сырья; X,iF- коэффициент передачи по каналу «состав сырья - состав кубового продукта ; КЙ)(ХР)-коэффициент усиления нелинейного функционального блока, зависящий от Хр. Блоком 13 осуществляют статическую компенсацию возмущения по Хр в соответствии с формулой .Хр,(2) rAeAG -компенсирующий расход теплоносителя в статике; Кв- коэффициент передачи по каналу теплоносителя - состав кубового продукта Х,. Блоком 14 производят динамическую компенсацию возмущения в соответствии с формулой.wм.Xp, (3) где WXP Wg- единичные передаточные функцни по каналам «состав сырья - состав кубового продукта и «расход теплоносителя - состав кубового продукта соответственно. С выхода блока 14 Сигнал подают на сумматор 7. Изменения состава кубового продукта, вызываемые неточностью реализации блоков 10-12 и компенсаторов 13, 14, фнксируют датчиком 5 и подают на регулятор 6, которым, с учетом изменяемого от блоков 10-11 задания, вырабатывают новое управляющее воздействие и передают на сумматор 7. Сумматором 7 устанавливают через клапан 8 новое значение подачи теплоносителя, позволяющее частично компенсировать возмущение по составу Хр и частично пропустить его, но настолько насколько изменилось задание по составу кубового продукта. Изменение подачи теплоносителя вызывает изменение уровня в кубе колонны, который фиксируют датчиком 2. Регулятором 3 уровня по информации от датчика 2 изменяют отбор кубового продукта воздействием на клапан 4. Устанавливаемые расходы теплоносителя и кубового продукта приводят к установлению оптимального значения состава кубового продукта как в статике, так и в динамике, что позволяет в свою очередь экономить энергозатраты. Использование устройства позволяет более точно поддерживать заданные составы продуктов колонны при переменном составе сырья. В свою очередь, это приводит к уменьшению метанэтиленового рецикла, отводимого с верха колонны на 20-30%, что составляет 25-50 кг/ч. Уменьшение рецикла позволяет с одной стороны уменьшить энергозатраты на компримирование и разделение, а с другой - повысить производительность по этилену за счет переработки дополнительного пирогаза. Экономия за счет уменьшения энергозатрат составит 6000 руб/год. Экономия за счет повышения производительности по этилену составит 21,120 руб. Экономический эффект от внедрения изобретения составит 22,120 руб. Формула изобретения Устройство для автоматического управления процессом ректификации, содержащее регулятор уровня в кубе колонны, датчик и регулятор состава кубового продукта, задающий вход которого через динамнческвд н функциональный корректирующие блоки соединен с датчиком состава сырья, а выход связан с клапаном подачи теплоносителя, отличающееся тем, что, с целью повышения качестба управления за счет компенсации

возмущения по составу сырья, оно снабжено статическим и динамическим компенсаторами, сумматором и вычислительным блоком, входы которого соединены с датчиком состава сырья и с функциональным корректирующим блоком, а выход через статический и дииамический компенсаторы связан со входом сумматора.

Источиики информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 472664, кл. В 01 D 3/42, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2408300/26, кл. В 01 D 3/42, 1977.