Устройство для автоматического управленияпРОцЕССОМ эКСТРАКТиВНОй РЕКТифиКАции Советский патент 1981 года по МПК B01D3/42 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ

1

изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, например в производстве изопрена из изопентана, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для автоматического управления процессом ректификации, содержащее датчики расхода и состава питания, регуляторы расходов дистиллята и пара, вычислительный блок, регулятор флегмового числа и регулятор состава-продукта на контрольной тарелке 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащее датчики расхода и состава сырья, датчик и регулятор расхода флегмы, датчик и регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчики температуры и давления на контрольной тарелке и вычислительный блок, при этом датчики температуры и давления соединены с вычислительным блоком, один из выходов которого связан с корректирующим блоком, соединенным с датчиками расхода и состава сырья, а другой выход - с согласующим блоком, связанным через динамический фильтр с регулятором расхода флегмы 2.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает высокого качества целевых продуктов. . Цель изобретения - повышение качества целевых продуктов.

Цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчики и регулятор расхода хладагента в дефлегматор, формирующий и прогнозирующий блоки, блок сравнения, связанный своими входами с датчиком давления на контрольной тарелке и выходом прогнозирующего блока,, а выходом - с регулятором расхода хладагента, при этом входы прогнозирующего блока связаны с датчиком температуры на контрольной тарелке и первым выходом вычислительного блока, соединенного своими входами с датчиками расхода и состава сырья и выходом формирующего блока, вторым и третьим выходами - с регуляторами расхода флегмы и теплоносителя, при этом

вход формирующего блока связан с датчиком расхода сырья.

На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления.

Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации включает колонну 1, датчик 2 расхода сырья, датчик 3 состава сырья, датчик 4 расхода флегмы, регулятор 5, клапан 6, датчик 7 расхода хладагента, регулятор 8, клапан 9, датчик 10 давления на верхней контрольной тарелке, датчик 11 температуры на верхней контрольной тарелке, датчик 12 расхода теплоносителя, регулятор 13, клапан 14. Кроме того, устройство содержит формирующий блок 15, связанный своим входом с датчиком 2, вычислительный блок 16, связанный своими входами с датчиками 2 и 3 и формирующим блоком 15, выходы которого подключены к задающим входам регуляторов 5 и 13, прогнозирующий блок 17, связанный своими входами с датчиком 11 и вычислительным устройством 16, блок 18 сравнения, связанный своими входами с датчиком 10 и прогнозирующим блоком 17, выход которого подключен к задающему входу регулятора 8.

Формирующий блок 15 по сигналу от датчика 2 расхода сырья производит расчет заданного значения флегмового числа

Ф Ао + А,, гдеФ - флегмовое число;

F - расход сырья на колонну; АО, А I, АЛ- постоянные коэффициенты.

Вычислительный блок 16 по информации от датчиков расхода и состава сырья определяет количество легкого компонента в сырье, отбираемого с верха колонны

D F-X;,, где D - расход дистиллята;

Х--содержание легкого компонента в

сырье.

После чего, рассчитывается расход флегмы для поддержания заданного флегмового ч ас л а

К Ф-О, где R - расход флегмы.

Для поддержания необходимого парового потока в колонне вычислительный блок 16 производит расчет значения расхода теплоносителя с учетом изменения расходов флегмы и дистиллята

(AR+AD), где G - расход теплоносителя;

ДН, AD - разница между заданным (расчетным) и текущим значениями расходов флегмы и дистиллята;

К - коэффициент усиления. По информации от датчиков 2 и 3 расхода и состава сырья вычислительный блок

16 рассчитывает заданный состав на верхней контрольной тарелке. KTi.Boi+ t-TtBij.-XF..T.XpfB l-F +Bsl-XF, - концентрация i-того компонента на верхней контрольной тарелке;

БОЪ В 11, В JJ,

В 3-, В j, В 5j - коэффициенты аппроксимации для i-Toro компонента, определенные по экспериментальным дан0ным.

Вычислительный блок 16 по рассчитанным значениям расходов дистиллята D, теплоносителя Оти состава Хц/р{ выдает соответствующие сигналы на регуляторы 5 и 13 и прогнозирующий блок 17.

Прогнозирующий блок 17 по информации от датчика 11 температуры на верхней контрольной тарелке и вычислительного блока 16 определяет значение давления, которое необходимо поддерживать на уровне контрольной тарелки.

Pp SPj-/iX, где Pv - расчетное,давление на контрольной

тарелке;

у.- коэффициент активности i-того компонента;

Pj -пропорциональное давление i-того компонента, которое рассчитывается по уровню Антуана

Р(; з+с-4у

где Тим-температура на контрольной та0релке;

а, в, с - постоянные коэффициенты.

В блок 18 сравнения поступают сигналы о текущем значении давления на контрольной тарелке от датчика 10 и прогнозирующего блока 17. 5

Блок 18 сравнения по этой информации вырабатывает сигнал, пропорциональный разнице давлений, и выдаёт его на регулятор 8 расхода хладагента.

,(P-Pp),

где Оду,- расход хладагента в дефлегматор; К| - коэффициент усиления.

5 Использование данного устройства позволяет снизить расходную норму по изопентану на 1 т изопрена на 1 -1,2%, что при производительности 120 тыс. т изопрена в год и стоимости изопрена 530 руб/т дает

ц экономический эффект ориентировочно 90- 110 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащее датчики расхода и состава сырья, датчик и регулятор расхода флег