Устройство для автоматического регулирования процесса ректификации

 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования процесса ректификации, может быть использовано для автоматизации разделительных установок в химической и нефтехимической отраслях промышленности и позволяет снизить энергозатраты на ректификацию путем улучшения качества регулирования. Устройство снабжено компенсатором 12 расхода флегмы, блоками 14, 15 соотношения заданных и текущих концентраций ключевых компонентов, блоками 19, 20 перемножения заданных и текущих концентраций ключевых компонентов, регулятором 13 материального баланса и сумматором 11 расхода теплоносителя, один вход которого через компенсатор 12 связан с датчиком 2 расхода флегмы, другой вход через регулятор 13 материального баланса и блоки соотношения 14, 15 заданных и текущих концентраций ключевых компонентов связан с датчиками 16, 17 составов дистиллата л кубового продукта и их задатчиками21,22, а выход - с камерой задания регулятора 9 расхода теплоносителя, регулятор 18 энергетического баланса своим входом через блоки перемножения 19, 20 связан с датчиками 16, 17 составов дистиллата и кубового продукта и их задатчиками 21, 22, а выходом - с камерой заданий регулятора 3 расхода флегмы. 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4649450/26 (22) 10.02.89 (46) 23.04.91. Бюл. Ф 15 (72) Н.P.Áîáðoâíèêîa (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 880440, кл. В 01 0 3/42, 1979, Патент США М 4316255, кл, В 01 0 3/42, 1982. (54) YCTPOACTBO ДЛЯ АВТОМАТИЧ ЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕКТМФИКАЦИИ (57) Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования процесса ректификации, может быть использо-. вано для автоматизации разделительных установок в химической и нефтехимической отраслях промышленности и позволяет снизить энергоэатраты на ректификацию путем улучшения качества регулирования.

Устройство снабжено компенсатором 12. Ж 1643034 А1 (я25 В 01 0 3/42, 6 05 0 27/ОО расхода флегмы, блоками 14, 15 соотношения заданных и текущих концентраций ключевых компонентов, блоками 19, 20 перемножения заданных и текущих концентраций ключевых компонентов, регулятором

13 материального баланса и сумматором 11 расхода теплоносителя, один вход которого через компенсатор 12 связан с датчиком 2 расхода флегмы, другой вход через регулятор 13 материального баланса и блоки соотношения 14, 15 заданных и текущих концентраций ключевых компонентов связан с датчиками 16, 17 составов дистиллата и кубового продукта и их задатчиками 21, 22, а выход — с камерой задания регулятора 9 расхода теплоносителя, регулятор 18 энергетического баланса своим входом через блоки перемножения 19, 20 связан с датчиками 16, 17 составов дистиллатаи кубового продукта и их задатчиками 21, 22, а выходом — с камерой заданий регулятора 3 расхода флегмы. 1 ил.

1643034

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования процесса ректификации и может быть использовано для автоматизации разделительных установок в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на разделение, достигаемое путем улучшения качества регулирования состава потоков, На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит колонну 1, датчик

2 расхода флегмы, связанный через регулятор 3 с клапаном 4 подачи, датчик 5 уровня в кубе колонны 5, связанный через регулятор 6 с клапаном 7 отбора кубового продукта, датчик 8 расхода теплоносителя, связанный через регулятор 9 с клапаном 10 подачи, сумматор 11, один вход которого через компенсатор 12 связан с датчиком расхода флегмы, другой его вход через регулятор 13 материального баланса и блоки соотношения заданных 14 и текущих 15 концентраций ключевых компонентов связан с датчиками составов дистиллата 16 и кубового продукта 17 и их заданными значениями, а его выход соединен с камерой задания регулятора 9 расхода теплоносителя. Устройство содержит также регулятор 18 энергетического баланса, входы которого через блоки перемножения заданных 19 и текущих 20 концентраций ключевых компоненТоВ связаны с датчиками сосТВВ08 дистиллата и кубового продукта и их задатчиками 21 и 22, а выход соединен с камерой задания регулятора 3 расхода флегмы.

Устройство работает следующим образом.

Регулятор 3 по информации от датчика

2 воздействием на клапан 4 стабилизирует расход флегмы на заданном уровне. Регулятор 6 по информации от датчика 5 воздействием на клапан 7 отбора кубового продукта стабилизирует уровень в кубе колонны, Регулятор 9 по информации от датчика 8 воздействием на клапан 10 стабилизирует подачу теплоносителя на значении, определяемом сумматором 11 по информации от компенсатора 12 и регулятора 13 материального баланса, Компенсэтор 12 по информации от датчика 2 определяет расход теплоносителя, необходимый для полного испарения флегмы в соответствии с выражением

От = K1- L(t) g(t) (1) где От - расход теплоносителя, т/ч;

L(t) — текущий расход флегмы, т/ч;

K1 — коэффициент пропорциональнос ти;

g(t) — временная функция компенсации динамики каналов;

t — время.

Регулятор 13 по информации о задан5 ном и текущем соотношениях концентраций ключевых компонентов в кубовом продукте

Х л и дистиллате Хдт корректирует расход теплоносителя, обеспечивая поддержание материального баланса, в соответствии с

10 формулой ф

Л6 к х" (" +

ХДт

+ . Хл Х.,„

О ХД„ХДт (2) где ЛОт — корректируемый расход теплоносителя, т/ч;

Kz, Кз — настроечные коэффициенты;

Xwn*, Хдт* — заданные концентрации ключевых компонентов в кубовом продукте и дистиллате соответственно, вес. .

Xwn Xwn рассчитываХд," Хд и 15 по информации от и Хдт и датчиков состаукта 17 и дистиллата 16. по информации о заданроизведениях концентраомпонентов в кубовом лате корректирует расход вая поддержание энерге, в соответствии с вырал ХДт — Xwn ХДт) +

Хдт Хил Хдт) dt (3) егмы в момент включения ечные коэффициенты.

X«n* Хдт*, Xwn Хдт расоках 19 и 20 по информации от задатчиков и датчиков составов кубового продукта и дистиллата.

Существующая система автоматизации основана на стабилизации входных и выходных потоков, уровней и температур. Составы потоков не регулируются. С целью избежания проскока этилбензола со стиролом расход флегмы поддерживается на максимальном значении, что приводит к излишним энергозатратам;

Регулирование расхода флегмы по произведению концентраций ключевых компонентов позволяет поддерживать ее на оптимальном значении (энергетический баланс) независимо от нагрузки и избежать

Соотношения ются в блоках 14

v * задатчи кое вов кубового прод

Регулятор 18 ном и текущем и ций ключевых к продукте и дистил флегмы, обеспечи тического баланса жением

L = L0+ К4(Хщ

+ К5 . (Xwn о где 1 Π— расход фл регулятора, т/у;

К4, Кз — настро

Произведения считываются в бл

1643034

Составитель Л.Червонная

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л,Пилипенко

Редактор С.Лисина

Заказ 1193 Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ъ

"раскачки при нарушениях материального баланса. Регулирование расхода теплоносителя по соотношению ключевых компонентов позволяет резко повысить чувствительность, быстродействие и качест- 5 во стабилизации составов потоков и избежать "раскачки" при нарушениях энергетического баланса, 8 результате улучшения качества регулирования состава пoTGKoB возможен ре- 10 жим работы колонны без запаса по качеству стирола, что приводит или к снижению энергозатрат, или к сокращению потерь стирала (целевой продукт) с возвратным этилбензоломс2,8до2.,3 вес, Д. 15

Экономический эффект оТ внедрения предлагаемо: о устройства составляет

Э = 12, 8000(0,028-0,023 ) (395 — 113)— — 45300 = 135360-45300 = 90060 (руб/год), где 12 — средняя выработка возвратного 20 этилбензола, т/ч;

8000 — длительность работы установки в году, ч;

0,028 — средние потери стирола с возвратным этилбензолом, вес. доли; 25

0,023 — потери стирала при испытании предложенного устройства, вес. доли;

395 — отпускная ценз стирола (1 сорт), руб./т;

45300 — затраты на разработку. и изго- 30 товление устройства, руб.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования процесса ректификации, содержащее датчик расхода флегмы, связанный через регулятор с клапаном подачи флегмы, датчик уровня в кубе колонны, связанный через регулятор с клапаном отбора кубового продукта, датчик расхода теплоносителя, связанный через регулятор с клапаном подачи теплоносителя, и датчики составов дистиллата и кубового продукта, о т л и ч а ю -. щ е е с я тем, что с целью снижения энерго-. затрат на разделение путем улучшения качества регулирования, оно дополнительно снабжено компенсатором расхода флегмы, блоками состношения заданных и текущих концентраций ключевых компонентов, блоками перем ;о:кения заданных и текущих концентраций ключевых компонентов, регулятором материального баланса, регулятором энергетического баланса и сумматором расхода теплоносителя, один вход которого через компенсатор связан с датчиком расхода флегмы, другой вход через регулятор материального баланса и блоки соотношения заданных и текущих концентраций ключевых компонентов связан с датчиками составов дистиллатэ и кубового продукта и, их задатчиками, а выход — с камерой задания регулятора расхода теплоносителя, при этом регулятор энергетического баланса своими входами через блоки перемножения заданнь,х и текущих концентраций ключевых компонентов связан с датчиками составов дистиллата и кубового продукта и их задатчиками, а выходом — с камерой задания регулятора расхода флегмы.