Способ автоматического управления ректификационной установкой Советский патент 1982 года по МПК B01D3/42 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ

1

Изобретение относится к способам автоматического управления ректификационных колонн со взаимосвязанными тепловыми потоками и может быть использовано при ректификации многокомпонентных смесей в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и пищевой промышленности.

Известен способ регулирования последовательно раоотающих ректификационных колонн путем изменения расхода сырья с коррекцией по расходу кубовых фракций, изменения расхода теплоносителя в подогреватель в зависимости от уровня кубовых фракций и регулирования расхода кубовых фракций, подаваемых в последующую ко-, лойну 1.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ автоматического регулирования ректификационной установкой путем регулирования расхода орошения во вторую колонну в зависимости от температуры в контрольной точке верхней части второй колонны, расхода греющего пара в нижнюю часть

второй колонны по его количеству и регулирования расхода кубового остатка 2.

Известный способ не позволяет уменьшить энергозатраты на получение продуктов требуемого качества и повысить качество

переходного процесса при изменениях расхода и состава сырья, поступающего в первую колонну.

Цель изобретения - уменьшение энергозатрат на получение продуктов требуемого

10 качества путем повышения качества переходного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу расход парового потока из питательной части второй колонны в ниж15нюю часть первой колонны регулируют в зависимости от расхода кубового остатка первой колонны и расходов дистиллята и кубового остатка второй колонны, расход орошения во вторую колонну регулируют про20 порцион ;льно расходу кубового продукта первой колонны с коррекцией по температуре в контрольной точке верхней части второй колонны, а расход греющего пара в нижнюю часть второй колонны регулируют пропорционально расходу питания , в нее в зависимости от состава исходной смеси. На чертеже представлена схема осуществления способа. Сырье поступает в первую ректификационную колонну 1, где происходит разделение исходной смеси. Дистиллят колонны после охлаждения в теплообменнике - конденсаторе 2 поступает в емкость 3. Часть дистиллята возвращается в колонну в виде внешнего орошения, оставшаяся часть выводится как готовый продукт. Кубовый остаток колонны 1 подают на разделение в колонну 4. Дистиллят и кубовый остаток колонны 4 выводятся как готовые продукты. Часть внутреннего парового потока из питательной части колонны 4 подают в низ первой колонны 1 для создания парового орошения. Сигнал с датчика 5 температуры, установленного в контрольной точке верхней секции головной колонны (например, вверху), поступает на регулятор 6, управляющий регулирующим органом 7, установленным на линии подачи флегмы в первую колонну. Сигнал о расходе пара из второй колонны в первую от датчика 8 расхода через преобразователь. 9 поступает на вычислительное устройство 10, управляющее регулирующим органом 11, установленным на линии подачи пара из второй колонны в первую. На вычислительное устройство 10 поступает также сигнал о расходе кубового остатка цервой колонны, замеряемой датчиком 12 с преобразователем 13, и сигналы о расходах дистиллята и кубового продукта второй колонны, замеряемые датчиками 14 и 15 с преобразователями 16 и 17 соответственно. Вычислительное устройство 10 реализует зависимость -V,,-W, где YI - расход пара из второй колонны в первую; D) - отбор дистиллята во второй колонне;W(,W2OT6op кубового остатка из второй и первой колонн. Расход остатка регулируется контуром, включающим в себя датчик 12 расхода, преобразователь 13, регулятор 18 и регулирующий орган 19. На регулятор 18 поступает корректируюп№Й сигнал с регулятора 20 уровня. Уровень во флегмовой емкости 3 поддерживается регулятором 21 с регулирующим органом 22. Расход питания в первую колонну, стабилизуется контуром регулирования, включающим датчик 23 расхода, преобразователь 24, регулятор 25 и регулирующий орган 26. Сигнал о расходе флегмы в колонну 4, измеряемый датчиком 27 расхода с преобразователем 28, поступает на регулятор 29 соотношения, управляющий регулирующим органом 30, установленным на линии подачи флегмы в колонну 4. На регулятор 29 поступает также сигнал о расходе кубового остатка колонны 1, замеряемый датчиком 12 с преобразователем 13, и корректирующий сигнал с регулятора 31 температуры. На регулятор 31 сигнал поступает с датчика 32 температуры, установленного в контрольной точке верхней части колонны 4 (например, вверху). Уровень во флегмовой емкости 33 поддерживается регулятором 34 уровня с регулирующим органом 35. Сигнал о расходе греющего пара в кипятильник 36, измеряемый датчиком 37 расхода с преобразователем 38, поступает на регулятор соотношения 39, управляющий регулирующим органом 40, установленным на линии подачи греющего пара. На регулятор поступает также сигнал о расходе кубового остатка первой колонны, замеряемый датчиком 12 расхода с преобразователем 13, и сигнал о составе исходной смеси с чувствительного элемента 31 через преобразователь 42 и устройство 43 ввода возмущения (УВВ). УВВ 43 реализует зависимость d пар,, - а bx,4C), где Опар-расход греющего пара для нагрева кубового остатка второй колонны;Xj, x.Xj-KOMnoneHTbi исходной смеси; а, Ь,с,с1-коэффициенты. Уровень в кубе колонны 4 поддерживается регулятором 44 уровня с регулирующим органом 45. Предлагаемый способ приводит к минимизации энергозатрат и повышению качества переходного процесса за счет поддержания необходимых соотношений материальных потоков, особенно соотношения расхода пара из второй колонны в головную и кубового продукта головной колонны во вторую, так как несоответствие этих потоков материальному балансу ведет к длительным переходным процессам в ректификационной установке при возмущениях по расходу и составу сырья. В контуре регулирования подачи греющего пара в куб второй колонны используется принцип регулирования по возмущению, что также улучшает переходный процесс в системе, уменьщая инерционность системы в целом. Формула изобретения Способ автоматического управления ректификационной установкой путем регулирования расходов орошения кубового остатка, парового потока и греющего пара, отличающийся тем, что с целью уменьшения энергозатрат на получение продуктов требуемого качества путем повышения качества переходного процесса, расход парового потока из питательной части второй колонны в нижнюю часть первой колонны регулируют в зависимости от расхода кубового остатка первой колонны и расходов дистиллята и кубового остатка второй колонны. расход орошения во вторую колонну, регулируют пропорционально расходу кубового остатка первой колонны с коррекцией по температуре в контрольной точке части второй колонны, а расход греюнцто пара в нижнюю часть второй колонны регулируют пропорционально расходу гн1таиии в нее в зависимости от состава смеси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 655396, кл. В 01 D 3/42, 1977. 2.Голубятников В. А. и др. Автоматизация производственных процессов и АСУП в химической промышленности. М., «Химия, 1978, с. 156.