Способ автоматического контроля процесса ректификации
Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности ,в частности, в производствах олефинов, пластмасс, синтетических каучуков. Целью изобретения является снижение материальных и энергетических потерь. Способ автоматического контроля процесса ректификации осуществляется путем измерения уровней жидкости в кубе колонны и сборнике конденсата, расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы, дистиллята. По измеренным величинам определяют усредненные технологические показатели процесса, по которым, в свою очередь, определяют величину материального небаланса (разбаланса) колонны и корректируют технологические показатели процесса. При выходе их значений за допустимые пределы формируют сигналы о необходимости наладки измерительных каналов расхода жидкости и анализа технологического режима колонны. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3Ж663ЯЯ
ПАТЕИТНД-1ЕАНМЕсяя
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
F,;;;» ;1! Q Г: А
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1, (21) 4277454/23-26 (22) 06.07.87 (46) 23.07.89. Бюл. Р 27 (72) В.Ф. Поплавский, А.И.. Фенев, В.Т. Сапронов, Л.Г. Новикова, Ю.И. Саушкин и С.M. Волостнов (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
9 1234403, кл. С 08 F 136/08, С 05 D27/00,,1986.
Авторское свидетельство СССР
11 1134569, кл. С 08 F 136/08, G 05 D 27/00. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промьппленности, в частности в производствах олефинов, пластмасс, Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности, в частности в производствах олефинов, пластмасс, синтетических каучуков и др.
Целью изобретения является повышение точности измерения расходов жидкости в процессе ректификации.
На чертеже изображена схема системы, реализующей предлагаемый способ.
Олефины получают пиролизом бензина. Продукты пиролиэа подвергают закалке, первичному фракционированию, компримированию, очистке, осушке и подают на ректификацию.
„„SU„„1495336 А ) OD 4 С 08 F 136/08, G 05 D 27/00.
2 синтетических каучуков. Целью изобретения является снижение материальных и энергетических потерь. Способ автоматичесхого контроля процесса ректификации осуществляется путем измерения уровней жидкости в кубе колонны и сборнике конденсата, расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы, дистиллята. По измеренным величинам определяют усредненные технологические показатели про-. цесса, по которым, в свою очередь, определяют величину материального небаланса (разбаланса) колонны и корректируют технологические показатели процесса. При выходе их значений за допустимые пределы формируют сигналы о необходимости наладки измерительных каналов расхода жидкости и анализа технологического режима колонны. 1 ил.
Способ приведен для ректификацион. ной колонны, в которой происходит вы- . деление фракции С5
Схема содержит ректификационную колонну 1, кипятильник 2 рек тификационной колонны, конденсатор 3, сборник 4 конденсата, датчик
5 расхода жидкости в ректификационную колонну, регулятор 6 расхода жидкости в ректификационную колонну, датчик 7 расхода флегмы, регулятор 8 расхода флегмы, датчик 9 расхода дистиллята, регулятор 10 расхода дистиллята, датчик 11 расхода кубовой жидкости, регулятор 12 расхода кубовой жидкости, датчик 13 уров1495336
15
СнРн Склок
С =
Рн F
25 ответственно в дистилляте, исходной смеси и остатке, F †расходы соответ30 ственно исходной смеси и остатка.
Определяют скорость изменения количества жидкости в кубе ректификационной колонны и сборнике конденсата
Содержание, 7
Углеводород кубового осдистиллята смеси углеводородов на входе в колонтатка ну пС Нс -i
<< IÑ) V, 40 с где
0,03
0,03
0,47
21,94
34, 23
12, 50
30,51
0,29
«иже
2,92
96,62
0,35
0,11
0,18
44,57
16,17
28,73
10,35 выше
Часть конденсата из сборника 4 подают в колонну 1 в качестве флегмы.
Остальная часть конденсата — дистиллят — является товарным продуктом (Фракция С ).
Флегмовое число поддерживают равным 3,8. Допустимые пределы изменения флегмового числа составляют 3,54,0, а изменения соотношения паровой
4е
U ня в кубе ректификационной колонны, датчик, 14 уровня в сборнике конденсата, электронная вычислительная машина (ЭВМ) 15 и устройство 16 сигнализации.
Жидкую смесь углеводородов подают в ректификационную колонну 1 для выделения товарной продукции — фракции С
Далее фракцию С подают на склад готовой продукции. Кубовый остаток, называемый пироконденсатом, подают на дальнейшую переработку для выделения фракций С6, С8 и Cg.
В таблице приведены составы жидкой смеси углеводородов на входе ректификационной колонны 1, дистиллята, кубового .остатка (расход жидкой смеси углеводородов в колонну 1 (20000-30000) кг/ч, расход дистиллята (5000-7000). кг/ч, расход кубового остатка (15000-25000) кг/ч).
В кипятильник 2 колонны 1 подают водяной пар под давлением 0,3 ИНа.
Расход пара в кипятильник 2 колонны
1 (5000-7000) кг/ч.
В качестве хладоагента в конденса тор 3 подают промышйенную воду. фазы и жидкости в колонну 1 составляют 0,8-1,5.
С помощью датчиков 5, 7, 9 и 11 расхода и регуляторов 6, 8, 10 и 12 расхода стабилизируют расходы жидкости в ректификационную колонну 1, флегмы, дистиллята и кубового остатка.
Сигналы от датчиков 5,7,9 и 11 расхода жидкости в ректификационную колонну 1, флегмы, дистиллята, кубового остатка, а также от датчиков
13 и 14, уровня в кубе колонны 1-и в сборнике конденсата подают на входы 3ВМ 15.
Концентрация искомого компонента определяется в соответствии с выражением где С, Сн, Ск — концентрация искомого компонента соНк Нк,, - ,к к к > ч к — скорость изменения количества жидкости в кубе ректификационной колонны 1, кг/ч, уровень жидкости в кубе ректификационной колонны 1 в текущий и предыдущий моменты времени,м; площадь зеркала жидкости B кубе ректификационной колонны 1, м ; плотность жидкости в кубе ректификационной колонны 1, кг/м ; время дискретизации, скорость изменения количества жидкости в сборнике 4 конденсата, кг/ч;
1495336 ва ялдкости в кубе ректификационной колонны
1 и сборнике 4 конденсата, расходов жидкости в ректификационную колонну 1, кубового остатка, флегмы, дистиллята,кг/ч, A Ю 4%
-F; F), -7», — 7
c ° 1! л
4Fp = Ри, F«
1 гъ Д
g ping k&
ht с, g gg с, й
А
Рк; Е gt- Fê, + !
„, е5
° » —g .&.gg . К&-1
) у
;р,у,, .F„+ Рк
Ф !
+-I7„, ) + lЧ;,1) Ье
).. ф .Е, +Де ql.-»
+Д&.) $&-& 1
Чк
Г = .Р + (1
3 .86++61 3 (50
Vc1
= Р", ДРР, +7; с и
Ч
С&
° Рл *
» Р &1»
» рн,» ю где Vg,, Чс, М.&» &1» &
Р, Р & соответственно 55 текущие и сглаженные значения скорости изме- -
-нения количест»„; - — & — &»;. Fcgel
+ рн. >
F».
К&
+ рк > н, Н . — уровень жидкости в сборс, нике 4 конденсата, в текущий и предыдущий мо5 менты времени, м
$ — площадь зеркала жидкости с в сборнике 4 конденсата, м2 э
Pñ плотность жидкости в 10 сборнике 4 конденсата.
Для повышения точности определения скорости изменения количества жидкости в кубе ректификационной колонны 1 и сборнике 4 конденсата можно также испольэовать метод четвертых разностей. ректификационная колонна является объектом управления с большим временем запаздывания. В отдельных слу- 20 чаях выходные параметры процесса ректификации изменяются только через
2-3 ч после изменения входных параметров. По этой причине для составления материального баланса колонны 25 необходимо использовать усредненные значения расходов жидкости. Поэтому найденные значения с;;орости изменения количества жидкости, расходов жидкости в колонну 1, кубового остатка, флегмы, дистиллята усредняют по времени:
+ (1 ) 7 °
9 +дс
35 л
+(1)7 °
ОД+ht) г
Р, Д" р, .„(1,р.
Hi ед. " (9gt)
Я&» Чг» Ч1»0& »
Q 5, Q 6 постоянная Вре» мени фильтров,ч, 1 — текущий и предыдущий моменты дискретного времени, Определяют по полученным усредненным значениям величину материального небаланса колонны ректификации где Д Р вЂ” величина раэбаланса,кг/ч.
Рс
Корректируют значения скорости изменения жидкости в кубе ректификационной -колонны 1 и сборнике 4 конденсата, расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы и дистиллята в зависимости от их текущих значений, величины материального небаланса ректификационной колонны 1, а также суммы значений расходов жидкости в ректификационную колонну l, кубовой жидкости, флегмы, дистиллята, скорости изменения количества жидкости в кубе колонны 1 и сборнике 4 конденсата: — +»и р
Чк рс м °
1495336 и =- — ьк, Я
9< Рс м
Определяют флегмовое число ректификационной колонны (К",) по скоррек1 тированным значениям расхода флегмы и дистиллята
F*, Ra =
)I
FA ф
ГА;
ga—
3
Сравнивают .значения материального небаланса ректификационной колонны, флегмового числа, соотношения расходов паровой фазы и жидкости в колонну с допустимыми величинами, а при вы- . ходе этих значений за допустимые пределы формируют сигналы о необходимости наладки измерительных каналов расхода жидкости и анализа технологического режима ректификационной колонны
1 Рр } Рр
Р
I>
0 ) фРр, 1 - )Fpg< G
19 (И 6 К „„) Ч (К1Ъ К>ла ) ъ
0 н 1 макс (мин вакс 1
1де. допустимьп предел иебаланса ректификационной колонны, кг/ч ниж1п и и верхний пределы изменения флегмового числа, нижний и верхний пределы изменения г
1 йии Рйащ "
ВЕЩИЙ Маю
Определяют соотношение расходов паровой фазы и жидкости в ректифика„ционную колонну (SP) по скорректированным значениям расходов флегмы, дистиллята, жидкости в колонну и скорости изменения количества жидкости в сборнике конденсата соотношения расходов паровой фазы и жидкости в ко5 лонну, Р °, Р,, Р > — значения сигналов о необходимости наладки измерительных каналов расхо10 да жидкости и анали з а т ехиологич еского режима ректи фикационной колонны, вызванной нару1 шением допустимых пределов изменения значений материального небаланса ректификационной ко20 лонны, флегмового числа, соотношения расхода паровой фазы и жидкости в колонну.
25 Сигналы P P ., P, подают на соответствующие входы устройства 1б сигнализации. Если сигнал равен 1 (например, Р„ = 1), то загорается соответствующее табло на устройстве
30 сигнализации или икдуцируется сооб-щение на экране дисплейного модуля о необходимости наладки измерительных: каналов и анализа технологического режима ректификации для соответствую
Формула изобретения
Способ автоматического контроля процесса ректификации осуществляемый путем измерения уровней жидкости в кубе ректификационной колонны и сборнике конденсата, расходов жидкости в ректифнкационную колонну, кубового остатка, флегмы, дистнллята и опреде«
45 ления по указанным параметрам технологических показателей процесса, отличающийся тем, что, с целью снижения материальных и энергетических потерь, определяют ско50 рость изменения количества жидкости в кубе ректификационной колонны и сборнике конденсата, усредняют по времени найденные значения скорости изменения количества жидкости, а так»
1ке усредняют по времени расходы жидкости в ректификационную колонну, кубового остатка, фпегмы и дистиллята, определяют по найденным усредненным эначеййям величину материального нес
149533б
Составитель Прусковцев
Техред М.Ходанич Корректор М. Шароши
Редактор Н. Рогулич
Заказ 4210/23 Тираж 411 Подписное
ВНИИПИ Государственного Комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 баланса (разбаланса) ректификационной колонны, корректируют значения скорости изменения жидкости в кубе колонны и сборнике конденсата, расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы и дистиллята в зависимости от их текущих значений, величины материального небаланса ректификационной колоннъi, а также суммы эна- 10 чений расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы, дистиллята, скорости изменения количества жидкости в кубе колонны и сборнике конденсата, определяют флегмовое число ко- 15 лонны по скорректированным значениям расхода флегмы и дистиллята, а также соотношение расходов паровой фазы и жидкости в колонну по скорректированным значениям расходов флегмы, дистиллята, жидкости в колонну и скорости изменения количества жидкости в сборнике конденсата, сравнивают значения материального небаланса ректификационной колонны, флегмового числа, соотношения расходов паровой фазы и жидкости в колонну с допустимыми пределами, а при выходе этих значений за допустимые пределы формируют и подают сигналы на, устройство сигнализации о необходимости наладки измерительных каналов расхода жидкости и анализа технологического режима ректификационной колонны.
![Способ автоматического контроля процесса ректификации](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/686/6869042-s.jpg)
![Способ автоматического контроля процесса ректификации](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/686/6869043-s.jpg)
![Способ автоматического контроля процесса ректификации](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/686/6869044-s.jpg)
![Способ автоматического контроля процесса ректификации](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/686/6869045-s.jpg)
![Способ автоматического контроля процесса ректификации](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/686/6869046-s.jpg)