Способ управления процессом десорбции Советский патент 1980 года по МПК B01D53/14 B01D3/42 G05D27/00 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДЕСОРБЦИИ Изобретение относится к способам автоматического управления процессами десорбции в цесорбционных колоннах, например, в процессе выделения углекислого газа из окиси этилена и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности Известен способ автоматического yi равления процессом десорбции газов из жидкости в тарельчатых цесорберах путем регулирования соотношения расходов жидкости, отдувающего агента и распределения температуры жидкости в зависимости от расхода и состава питания над нижней тарелкой десорбера LlQОднако данный способ не обеспечивает управление процессом десорбции в колоннах, где конструктивно не предусмотрена подача теплоносителя в отдельные зоны по высоте колонны и подачи отдувающего агента. Наиболее близким техническим решени ем к изобретению является способ регулирования процесса десорбции, включаюший регулирование уровня в кубе колонны воздействием на расход готового продукта, регулирование давления в конденсаторе воздействием на расход отходящих газов и регулирование расхода греющего пара в зависимости от температуры на контрольной тарелке и расхода питання 23. Оцнако известный способ не обеспечивает поддержание процесса в оптимальном режиме при изменении состава питания и/или температуры в конденсаторе, например, при ухудшении условий теплопередачи в конденсаторе. Целью изобретения является оптимизация процесса десорбции по минимуму удельных затрат при рбеспечении заданного качества готового продукта. Эта цель достигается тем, что давление в конденсаторе .и расход пара одновременно корректируют по составу питания и температуре в конденсаторе. На чертеже представлена принципиальная схема, реализующая способ управления процессом десорбции. 37 Схема включает десорбциолную колонну 1 с кипятильником 2 и конденсатором 3. регуляторы расхода пара 4, дв1вления в конденсаторе 5, уровня в кубе 6, датчики расхода пара 7, расхода питания 8, состава питания 9, температуры в кон денсаторе 1О, вычислители давления в кон Конденсаторе 11 и критерия оптимиз1адии 12, функциональный блок 13 и оптимизатор 14. Способ осуществляется следующим образом. Заданное значение расхода пара в кипятильник 2 и давление в конденсаторе 3 колонны 1 поддерживаются регуляторами 4 и 5, а уровень в кубе - регулятором 6. Сигналы от датчиков 7, 8, 9 поступают параллельно в вычислители давления в конденсаторе 11 и критерия оптимизадии 12. Кроме этого, в оба вычислителя также параллельно поступают сигналы с выходов функционального блока 13, на вход которого поступает сигнал от датчика 1О температуры в конденсаторе. В функциональном блоке 13 реализуется следующее уравнение связи; Ri + +.C,jT, , (1) где i 1,2, ... Р - давление паров чистог о -1 -го компонента над жидкостью, 2 КГ/СМ ; Т - температура в конденсаторе. С С - эмпирические коэс1х|)йА., в. циенты, которые определяются методом наименьших квадратов по справочным данным Вычислитель 11 давления в конденса - торе на основании поступающих на его входы сигналов расчетным путем определяют давление в конденсаторе, необходимое для поддержания заданной концентрации примеси, например, углекислого газа в готовом продукте по формулам V 2f. S a,+ a,%,(2) р Р-1 V()-a5r(XF-Xo), (Xp-X)/Q - степень разделения колонны 1, Р - давление в конденсаторе 3,кг/см Q - расход пара в кипятильник 2, F - расход питания в колонну 1, т/ч концентрация легколетучего компонента в питании, например углекислого газа, вес. доли; 6 XQ- заданная концентрация этого компонента в готовом продукте, вес. доли/ а , By, а, - эмпирические коэффициенты, которые определяют на основании экспериментальных данных для конкретной промышленной кополонны десорбции. Сигнал с вьгхода вычислителя 11, пропорциональный значению давления в конденсаторе 3, поступает на регулятор давления 5 в камеру задания и параллельно на вход вычислителя критерия оптимизации, где расчетным путем определяется величина удельных затрат, которые складываются из стоимости потерь готового продукта с отходящими газами и затрат на греющий пар, отнесенных к расхооу готового продукта, например, по формуле (хр - Х) Pg/P Ц,- -( где o- стои- ть единицы готового продукта, руб./т Цо2 стоимость единицы греющего пара, руб/т, ct - Коэффициент потерь готового про продукта с отходящими газами, поскольку часть готового продукта в отходящих газах может быть выделена, например, в санитарном скруббере. Сигнал с выхода вычислителя 12 критерия оптимизации поступает в оптимизатор 14, который находит и отслеживает оптимальное значение расхода пара, соот- ветвующее минимально ту значению величины удельных затрат У. С выхода оптимизатора 14 сигнал, пропорциональный оптимальному значению расхода пара, подается на регулятор 4 расхода пара в камеру задания. По данному способу управляют десорбционной колонной таким образом, что при при изменении состава питания и/или температуры Б конденсаторе расход пара в кипятипьник идавление в конденсаторе корректируют одновременно так,чтобы обеспечить минимум удельных затрат при заданной конюнтрациипримеси в готовом продукте. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа управления зависит от цен готового продукта и пара, от доли потерь, от нагрузки колонны, а также от частоты и величины изменений по концентрации в питании и по температуре в конденсаторе и в среднем оценивается в 40 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ управления процесх:ом десорбции, включающий регулирование уровня в кубе колонны воздействием на расход готового продукта, регулирование давления в конденсаторе воздействием на раоход отход5пцих газов и регулирование расхода греющего пара в зависимости от расхода питания, отличающий- с я тем, что, с целью оптимизации процесса по минимуму удельных затрат при

обеспечении заданного качества готового продукта, давление в конденсаторе и расход пара ооновременно корректируют по составу питания и температуре в конаенсаторе.

Источники информации принятые во внимание приэксЬертиае

1.Авторское свидетельство СССР № 374092, кл. В O1D 53/14, 1971.

2.Шински Ф. Системы автоматического регулирования химике-технологических процессов, М., Химияу 1974, с. 312.