Устройство для автоматического управления процессом ректификации Советский патент 1982 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом ректификации в колоннах с боковым отбором и экстрактивной, ректификации, например, в производстве дивинила из бутана, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. . Известно устройство для автомати,ческого управления режимом колонны экстрактивной ректификации, содержащее датчик и регулятор температуры растворителя, соединенный с клап ном подачи хладоагента, датчик и регулятор расхода растворителя, дат чик температуры и датчик давления н контрольной тарелке, датчик и регулятор расхода флегмы, датчики состава дистиллята и кубового продукта корректирующий и вычислительный бло ки 111 . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического упра ления процессом- ректификации бинарной смеси, содержащее датчик и регулятор расхода растворителя, дат чик и регулятор расхода флегмы, дат температуры растворителя, датчик и регулятор расхода хладоагента растворителя, датчик состава целевого продукта, датчик и регулятор расхода теплоносителя в куб колонны десорбции, датчик состава в линии бокового отбора, корректирующий и вычислительный блоки 12. Недостатком-.известного устройства является невозможность одновременного регулирования с высокой точностью состава бокового отбора и целевого продукта. Цель изобретения - повышение качества регулирования состава целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчик температуры и датчик давления на тарелке бокового отбора, регулятор расхода хладоагента в линии бокового отбора, блок логики и блок расчета температуры, связанный своими входами с датчиками температуры и давления на тарелке бокового отбора и первым выходом блока логики, а выходом с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны десорбции, при этом блок логики соединен своим входом с датчиком состава в линии бокового отбора, а вторым выходом - с корректирующим блок связанным своим входом также с вычислительным блоком, а выходом с задающим входом регулятора расхода хладоагента в линии бокового отбора, а вычислительный блок своими в дами связан с датчиком состава целе го продукта и датчиком температуры растворителяjа выходами - с задающи входами регулятора расхода раство(Рителя, регулятора расхода флегьвл и регулятора расхода хладоагента раст ворителя. На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления процессом ректификации дивинила от ацетиленовых соединений. Устройство включает в себя колон ну 1 десорбции дивинила от растворителя, колонну 2 экстрактивной ректификации дивинила от ацетиленовых соединений, датчик 3 расхода те лоносителя в куб колонны десорбции, регулятор 4, клапан 5, датчик 6 сос тава бокового отбора, датчик 7 состава целевого продукта, датчик 8 те пературы растворителя, датчик 9 рас хода растворителя, регулятор 10, клапан 11, датчик 12 расхода флегмы, регулятор 13, клапан 14, датчик 15 расхода хладоагента растворителя, регулятор 16, клапан 17. Кроме этого, устройство содержит датчик 18 температуры и датчик 19 давления на тарелке бокового отбора датчик 20 расхода хладоагента в линии бокового отбора, регулятор 21, клапан 22, вычислительный блок 23, корректирующий блок 24, блок 25 логики и блок 26 расчета температуры, связанный своими входами с датчиками 18 и 19 и первым выходом блока 25 логики, а выходом - с задающим входом регулятора 4, при этом, блок 25 логики соединен своим входом с д тчиком 6, а вторьлм выходом - с корректирующим блоком 24, связанным своим входом также с вычислительным блоком 23, а выходом - -с задающим входом регулятора 21, причем вычислительный блок 23 своими входами связан с датчиками 7 и 8, а выходами - с згщающими входами регуляторов 10, 13, 16. . Устройство работает следующим образом. По текущей информации от датчика 6 блок 25 лргики при выполнении условия d у ofконцентрация ацетиленовых соединений в боковом отборе; минимальное ограничение на концентрацию ацетиленовых соединений, выраба тывает сигнал на блок расчета температуры. При этом блок 26,используя информацию от датчика 19, рассчитывает оптимальное значение температуры на тарелке бокового отбора, соответствующее максимальному значению концентрации ацетиленовых соединений, исходя из зависимости Р ДР.- Г.-х,.,(2) где Р - давление на тарелке; Р- - давление чистых паров i-ого компонента; jCi - коэффициент активности iого компонента; X - концентрация 1-ого компонента в жидкой фазе. Рассматривается бинарная смесь ацетиленовых соединений (f ) и дивинила (1-oi) . Давление паров чистых компонентов выражается через уравнивание Антуана или Калингерта-Дэвиса 5Р N+c-Й з где А, В, С - константы уравнивания Антуана; Т - температура смеси на тарелке. Блок 26 по рассчитанному значению температуры вырабатывает соответствующий сигнал на регулятор 4 для поддержания оптимальной температуры на тарелке бокового отбора, при этом сигнал с блока 25 логики на .корректирующий блок 24 равен 0. После временной задержки, необходимой для переходного процесса, .блок 25 логики по информации от датчика 6 вновь анализирует содержание ацетиленовых соединений и при выполнении условия (1) вырабатывает сигнал на корректирующий блок 24, при этом сигнал на блок 26 равен 0. Корректирующий блок 24 по сигналу от блока 25 логики вырабатывает сигнал на регулятор 21 для уменьшения подачи хладоагента в линии бокового отбора. (зС ;-с1), (4) Я« ХЛ.Ч. рассчитанное и текущее значения расхода хладоагента; постоянный коэффициент . Если условие (1) не выполняется, то сигналы с блока 25 логики на коректирующий блок 24 и арифметическое устройство 26 равно О, а вычислительный блок 23 по информации от атчика 7 анализирует содержание ацетиленовых соединений в целевом проукте (дивиниле) О 7 rt ,c(X где d - концентрация ацетиленовых соедин« ний в црлером продукте; регламентное ограничение концентрации ацетиленовых соединений в целевом продукте. При выполнении условия (5) вычислительный блок 23 по информации от датчика 8 осуществляет проверку значения температуры растворителя на минимальную установку Tp Tpw-iM,(б) где Тр, Тр - текущее и минимально допустимое значения температуры растворителя. . С целью уменьшения содержания ацетиленовых соединений в целевом продукте вычислительный блок 23 при выполнении условия (6) вырабатывает соответствующие сигналы на регуляторы 10 и 1 б. При невыполнении условия (б) вычи слительный блок 23 вырабатывает соответствующие сигналы на регуляторы 10 и 13. Если не выполняется условие (6) и при этом рассчитанные вычислительным блоком 23 значения сигналов на регуляторы 10 и 13 превышают соответствующие максимально допустикые значения, то вычислительный блок 23 вырабатывает сигнал на корректирующий блок 24, который рассчитывает корректирующий сигнал и выдает на регулятор 21 с целью увеличения подачи хладоагента в линии бокового отбора/ , к GxAi4 GxAi+K (с -оГ„ш), (7 где К - постоянный коэффициент. Если условие (5) не выполняется, то вычислительный блок 23 не вырабат вает новые сигналы на регуляторы 10 13, 16, а сигнал на корректирующий блок 24 равен 0. Использование предлагаемого устройства позволяет снизить потери дивинила на 0,2-0,3 вес.%, что при производительности установки 110 тыс т в год и стоимости дивинила 670 руб/т дает экономический эффект ориентировочно 210 тыс.руб. в год. Формула изобретения Устройство для автоматического управления процессом ректификации дивинила от ацетиленовых соединений, содержащее датчик и регулятор расхода растворителя, регулятор расхода флегмы, датчик температуры растворителя, регулятор расхода хладоагента растворителя, датчик состава целевого продукта, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны десорбции, датчик состава в лин«и бокового отбора, корректирующий и вычислительный блоки, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования состава целевого продукта, оно дополнительно содержит датчик температуры и датчик давления на тарелке бокового отбора, регулятор расхода хладоагента в линии бокового отбора, блок логики и блок расчета температуры, связанный своими входами с датчиком температуры и датчиком давления на тарелке бокового отбора и первым выходом блока логики, а выходом - с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны десорбции, при этом блок логики соединен своим входом с датчиком состава в линии бокового отбора, а вторым выходом - с корректирующим блоком, связанным своим входом также с вычислительным блоком, а выходом - с задающим входом регулятора расхода хладоагента в линии бокового отбора, а вычислительный блок своими входами связан с датчиком состава целевого продукта и датчиком температуры растворителя, а выходами - с задающими входами регулятора расхода растворителя, регулятора расхода флегмы и регулятора расхода хладоагента растворителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 689696, кл. В 01 D 3/42, 1977. 2.. and Eng. Chem.Process Des. and Develop., 1975, 14, 4, p. 391-398.

iemftjlfoimeM

nfn/tfft/(K:affteff6

Ч