Устройство для автоматического управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа Советский патент 1982 года по МПК B01D53/14 G05D27/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ УЛАВЛИВАНИЯ БЕНЗОЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ КОКСОВОГО Изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическими процессами в массообменных аппаратах, например, процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа, и может найти применение в коксохимической, химиче кой, нефтехимической и других отраслях про мышленности. Известно устройство для автоматического регулирования расхода поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам, содержащее датчик расхода поглотительного мас ла, регулятор с задатчиком, исполнительный механизм и регулирующий орган, установленный на трубопроводе поглотительного масла 1, Устройство дает возможность стабилизировать расход поглотительного масла на .бензольные скрубберы. Это устройство не обеспечивает компенсации возмущающих воздействий как входнь1Х величин процесса (например, расхода и температуры соответственно коксового газа и

ГАЗА поглотительного масла, подводимых к бензольным скрубберам, температуры наружного воздуха, содержания иензола в ггрямом газе и поглотительном масле и др.), так и выходной величины - содержания углеводородов в обратном газе, что приводит к завышенным против нормы потерям бензола. Это в свою очередь вызывает колебания концентрации масла бензина и тем самым неравномерную нагрузку по сырому бензолу на дистиллящюнную и разделительную колонны, а значит, и ухудшение технологического режима отделения дистилляции. Известно устройство для автоматотеского управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа, содержащее датчик расхода поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам, и датшк содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, подключенные ко входу регулятора расхода поглотительного масла с задатчиком. Выход регулятора соединен с исполнительным механизмом регулирующе397го органа, установленного на трубопроводе поглотительного масла 2. Указанное устройство реагнрует на колебания содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, однако как и предыдущее, не обеспечивает компенсации возмущающих воздействий входных величин процесса. Известно также устройство для управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа, содержащее датчики расхода и температуры соответственно коксового газа и поглотительного масла, подводимых к бензольным скрубберам, датчи содержания бензольных углеводородов в прямом коксовом газе, функциональный блок, регулятор с задатчиком, иcпoJшитeльный механизм и регулирующий орган, установленный на трубопроводе поглотительного масл а 3. В отличие от предьздущих зто устройство обеспечивает компенсацию возмущающих воздействий части входных величин процесса, в том числе температуры и {исхода соответственно коксового газа и поглотительного масла, подводимых к бензольным скруб берам, а также содержания бензольных углеводородов в прямом коксовом газе, что способствует улучшению управления процессо улавливания бензола. Однако зто устройство не имеет обратной связи по основной регулируемой величине - содержанию бензольных )гглеводородов в обратном коксовом газе, в связи с чем оно не обеспечивает поддержания заданного значения зтой величины. Наиболее близко к предлагаемому: устрой ство для автоматического управления бензольными скрубберами, содержащее датчики температуры и расхода соответственно коксо вого газа и поглотительного масла, подводимых к бензольным скрубберам, датчик температуры наружного воздуха, датчик содержания бензольных углеводородов в прямом коксовом газе, поглотительном масле и обратном коксовом газе, функциональный блок (вычислительное устройство), регулятор расхода поглбтнтельного масла с задатчиком и исполнительный механизм с регулирующим органом, установленным на. трубопроводе поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам 4. В этом устройстве все указанные датчики за исключением датчика содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе подключены ко входу функционального блока, выход которого подключен ко входу регулятора. Датчик содержания бензольных углеводородов в обратнам коксовом газе со единен непосредственно со входом регулятора. Выход регулятора соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа, установленного на трубопроводе поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам. Устройство обеспечивает компенсацию возмущающи воздействий основных входных величин процесса, а также имеет обратную связь по выходной величине - содержанию бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, что способствует повышению точности регулирования и снижению потерь бензола. Это устройство не обеспечивает поддержания заданной разности между температурой поглотительного масла и коксового газа, подводимых к бензольным скрубберам, что приводит к завьпиенным колебаниям содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, которые в свою очередь вызывают потери бензола. Цель изобретения - повышение точности регулирования содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе путем стабилизации заданной разности между температурами поглотительного масла и коксового газа, подводимых к бензольным скрубберам. Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит регулятор расхода воды с задатчиком, исполнительный механизм с регулирующим органом, установленным на трубопроводе воды, подводимой к холодильнику поглотительного масла, функциональный блок, датчики температуры и расхода соответственно воды и поглотительного масла, подводимых к холодильннку потлотительного масла, при зтом ко входу регулятора расхода воды подключены с противоположными знаками датчики температуры соответственно коксового газа и поглотительного масла, а через функциональный блок - датчики температуры и расхода соответственно воды и поглотительного масла и датчик температуры наружного воздуха. Выход регулятора расхода воды подключен к исполнительному механизму регулирующего органа, установленного на трубопроводе воды. . Введением в устройство указанных регулятора расхода воды, датчиков, функционального блока и исполнительного механизма с регулирующим органом. Соединенных между собой описанным выше образом, обеспечивается компенсация возмущающих воздействий на процесс улавливания бензола колебаний разности температур между коксовым газом и поглотительным маслом, подводимыми к бензольш,1М скрубберам, что в свою очередь обеспечивает снижение колеба5НИИ содержания бензола в обратном коксовом газе и, следовательно, снижение потерь бензола. На чертеже представлена структурная схем устройства для автоматического управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа. Ко входу регулятора 1 расхода поглотиT-ьного масла подключены задатчик 2, датчик содержания бензольных углеводородов 3 в обратном коксовом газе и через функциональный блок (вычислительное устройство) 4 - датчики температуры 5, 6 и расхода 7, соответственно коксового газа и поглотитель ного масла, подводимых к бензольным скру берам, датчик температуры 9 наружного воздуха, датчики содержания бензольных угТгево дородов 10, И соответственно в прямом кок совом газе и поглотительном масле. Выход регулятора 1 соединен с исполнительным мех низмом 12 регулирующего органа 13, установ ленного на - трубопроводе поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам. Кроме Tord, зто устройство содержит регулятор 14 расхода воды, ко входу которого подключены задатчик 15, с противоположным энакацк датчики температуры 5, 6 соответственно коксового газа и поглотительного масла, подходимых к бензольным скрубберам, а также через введенный в устройство функциональный блок (вычислительное устройство 16 - датчики температуры 17, 18 и расхода 19, 20 соответственно воды и поглотительного масла и датчика температуры наружного воздуха.- Выход регулятора 14 соединен с ис полнительным механизмом 21 регулирующего органа 22, установленного на трубопроводе воды, подводимой к холодильнику поглотительного масла. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При изменении одной из входных величин процесса (например, расхода коксового газа на улавливание, содержания бензольных углеводородов в прямом коксо, вом газе и поглотительном масле) вычислительное устройство 4 вырабатьшает регулятор 1 сигнал, пропорциональный этому изменению входной величины. При этом регулятор 1 сравнивает этот сигнал с заданием задатчика 2 и вырабатьгеает управляющий сигна через исполнительный механизм 12 регулирую щему органу 13, который устанавливает расход поглотительного масла на бензольные скрубберы, компенсирующий указанное возмущение. Этим самым достигается управление процессом улавливания по упреждению отклонения выходной величины процесса - содержаиия бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, что весьма существе шо для данного процесса, который характеризуется большими временами запаздьтания (около 2 ч) по всем каналам. В случае отклонения от заданного значения выходной величины - содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе - датчик 3 вырабатывает сигнал регулятору 1, пропорциональный этому отклонению, который устанавливает новый расход поглотительного масла, компенсирующий зто отклонетше. В случае отклонения от заданного значения разности температур между коксовым газом и поглотительным маслом датчики температуры 5, 6 соответственно коксового газа и поглотительного масла вырабатывают регулятору 14 расхода воды сигнал, пропорциональный этому отклонению, который вырабатывает управляющее воздействие через исполнительный механизм 21 регулирующему органу 22, который устанавливает расход воды на холодильник поглотительного масла, компенсирующий это отклонение. При возмущении со стороны входных веЛИЧШ1 холодильника поглотительного масла соответствующие датчики (19-21) йосредством функционального блока (вычислтельпого устройства) 16 вырабатывают регулятору 14 сигнал, пропорциональный этим возмущениям. В дальнейщем работа схемы аналогична описанному выще. Предлагаемое устройство автоматического управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа в сравнении с принятым за протот1шом базовым объектом обеспечивает стабилизацшо заданной разности между температурами поглотительного масла и коксового газа, подводимых к бензольным скрубберам, что в свою очередь позволяет снизить колебания содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, а знашт, и снизить потери бензола. Повыщение точности регулирования содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе за счет обеспечения стабилизации заданной разности температур между поглотительным маслом и коксовым газом позволит сократить потери бензола примерно на 0,3 г/нмЛ Ожидаемый годовой эсономический эффект от внедрения предлагаемого устройства для автоматического управления процессом улавяивания бензольных углеводородов из коксового газа в одном цехе улавливания коксохимического завода составит 45-50 тыс. pj6. 79 Формула изобретения Устройство для автоматического управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа, содержащее регуля тор расхода поглотительного масла с задатчиком, к входу которого подключены датчик содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, а черех функциональный блок-датчик температуры и расхода соответственно коксового газа и поглотительного масла, подводимых к бензольным скру берам, датчик температуры наружного воздуха, датчики содержания бензольных углеводородов в прямом коксовом газе и погло тительном масле, а выход соединен с исполвитальным механизмом регулирующего органа, установленного на трубопроводе поглотительного масла, подведенного к бензольным скрубберам, отличающееся тем, что, с целью повьипения точности регулирования содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе путем стабилизации заданной разности между температурами поглотительного масла и коксового газа, оно дополнительно содержит регулятор расхода воды с задатчиком, исполнительный механизм с регулирующим органом, установленным на трубопроводе воды, подводимый к холодильнику поглотительного масла, функциональный блок, датчики температуры и расхода соответ.ственно воды и поглотительного масла, подводимых к холодильнику поглотительного масла, при этом к входу регулятора воды подключены с противоположными знаками датчики температуры соответственно коксового газа и поглотительного масла, а через функциональный блок - датчики температуры и расхода соответственно воды и поглотительного масла и датчик температуры наружного воздуха, а выход регулятора расхода воды подключен к исполнительному механизму регулирующего органа, установленного на трубопроводе воды. Источники информации, принятые внимание при экспертизе 1. Рабочие чертежи КИПиА цеха улавливания комплекса коксовой батареи № 5 Авдеевского коксохимзавода № 45446 А7-Сх, КБАиМ Гипрококса, 1970. 2. Справочник коксохимика, т. 5, М., Металлургия, М., 1966, с. 236, 242. 3.НИР № 0270, т. IV, чертеж № 0270 В-Сх-7, КБАиМ Гипрококса, Харьков, 1970. 4.Журнал Кокс и химия, № 2, 1973, с. 47.

I 1 Г- © CD 0 0 ® © ® ® ® ® ® €

L

h-(

/