Способ управления процессом абсорбции

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;ЛЯ ро", 711

Союз Советских

Социалистических

Республик (6 f) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130477(21) 2478108/23-26 с присоединением заявки М

{23) Приоритет (51)М. Кл.

В 01 D 53/14

G 05 D 27/00

Государственный коннтет

СССР по делан изобретенмй к открытий (53) УДК ь6.012-52(088.8) Опубликовано 05.10.79. Бюллетень Но 37

Дата опубликования описания 05,1079 (72) Авторы

Е, Я.Кузьмина, B,Ô.Ëèñåíêîâ, Л.A.Êîràí, A.À.Äåéñ, ИЗОбрЕтЕНИЯ М.В.Фисич, П.П. Борисов и И. Я, Ефремков (71) 3ейвитэль Восточный научно-исследовательский углехимический институт (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АБСОРБЦИИ

Изобретение относится к сгоссбам управления процесссм абсорбции углеводородов из газа, в частности, к спссобам управления процессом абсорб- е ции бензольных углеводородов из коксо-, ного газа, и может быть использовано в коксохюеической, нефтехимической и сланцеперерабатывающей промышленности.

t0

Известен способ управления про- цессом абсорбции путем изменения расхода абсорбента в зависимости от ссотношения расходов гаэ-абсорбент с коррекцией по концентрации целевого компонента в уходящем газе (1) . 15

Известен также способ управления процессом абсорбции бенэольных углеводородов из коксового газа путем регулирования расхода гюглотительного 0 масла, подаваемого на абсорбер, в зависимости от содержания бензола в обратном газе (2) .

Однако регулирование подачи поглотительного масла по содержанию бензольных углеводородов в обратном коксовом газе не всегда обесгечивает поддержание заданной величины бензольных углеводородов в газе после абсорбции. 30

В ряде случаев увеличение расхода абсорбента приводит к увеличению содержания бензольных углеводородов в газе после абсорбции, а не к уменьшению.

Таким образом, недостатком извест« ного способа является невысокое качестно регулирования.

Наиболее близким ло технической сущности к изобретению является спссоб регулирования процесса абсорбции путем изменения расхода абсорбента (масла) с коррекцией по концентрации абсорбируемого компонента в rase после абсорбции, температуре поступающего газа, содержанию бензола в прямом газе и в обеэбензоленном масле и температуре окружающего воздуха (3).

Недостатком этого способа является необходимость определения большого количеств параметров и постоянных коэффициентов, входящих в уравнение, положенное в сснову способа. Определение такого количества постоянных коэффициентов связано с проведением большого объема сложных проваленных. экспериментов, требующнх крупных затрат.

Измерение большого числа параметров в процессе регулирования может

489711 привести к вычислению содержания компонента в газе с существенной ошибкой.

Кроме того, система регулирования по известному способу сложна, поскольку включает большое число датчиков, пневмокоммуникаций и преобразователей сигналов для определения одной величины-содержания компонента в газе (потерь бензола с обратньм газом) .

Кроме того, по известному способу не всегда обеспечивается поддержание заданного количества углеводородов в газе после абсорбции.

Дель изобретения — упрощение и удешевление процесса, а также повышение его эффективности.

Это достигается тем, что расход абсорбента корректируют по разности между концентрацией абсорбируемого компонента (бензола) С2 в газе после абсорбции и концентрацией этого компонента С2 в газовой фазе, равновесной с абсорбентом, при температуре абсорбции. Эта разность определяется путем прямого измерения указанных величин и вычитания второй из первой; разность замеренных величин

hC2 = C2, СРавнивают с заданной величиной ьс о, а расход абсорбента (масла) на абсорбцию регулируют по Величине o = А С2,Ь вЂ” ьсу o — 1 0

ЗО

7 путем увеличения расхода абсорбента при d > 0 и сокращения расхода абсорбента при Ю <О, Регулирование подачи абсорбента по величине АС, основано на том, 35 что: а) при достаточно тесном контакте фаэ (большая поверхность насадки или большой расход масла на абсорбцию) потери зависят только от равновесной ф) концентрации компонента, содержащегося в поступающем абсорбенте, и

CP = С2У б) при уменьшении контакта фаз (уменьшении расхода масла) часть абсорбируемого ксмпонента не успевает поглощаться маслом и потери С возрастают на величину ас<, тем большую, чем меньше подается масла. Уровень потерь становится равным сумме двух слагаемых:

С = С + ьС2 и

При этом уровень расхода масла зависит от ряда параметров (см. ниже), Результатом взаимодействия этих параметров является величина ас .

Установлено, что оптимальным расходам масла (при различных режимных параметрах при данных стоимостных показателях и эффективности оборудования) соответствует постоянный уро- @ вень слагаемой потерь ьс .

Действункцие в Процессе абсорбции закономерности представлены в виде математическим зависимостей, проверенных в эксперименте на промышлен- 65 ном объекте при абсорбции бенэола.

С2 = С + (С вЂ” С ) К прн этом равновесна я концентрация

К р9r «х Маl (1)

2 Rt. в котооом

6 ф (,*

o5c Qa R T; где: С вЂ” содержание углеводорода в

2. газе после абсорбции;

С вЂ” равновесная концентрация

2 углеводорода в масле, поступающем на абсорбцию;

C содержание углеводорода (бензола) в газе, поступающем на абсорбцию; о

P. — давление насыщенных паров углеводорода (бензола) при температуре абсорбции Т

= f(Tj);

3 — общий коэффициент активности углеводорода в системе гаэ-абсорбент (масло);

Х2 — содержание углеводорода в поступающем абсорбенте;

Ма — молекулярная масса абсорбентау

Тj — температура абсорбции;

G — количество газа (фактичесФ кий объем) 1

Р— давление, при котором замеряется объем газа;

Р— среднее давление, при котоакГс ром идет процесс абсорбции;

Q — количество масла, поступающего на абсорбцию;

К вЂ” коэффициент приведения к соответствующей размерности;

R — газовая постоянная; — величина отношения теоретического минимума расхода абсорбента к фактическому расходу.

Из сопоставления зависимости составляющих потерь С и ьс,2 от различных параметров (формулы 1 и 2) видно, что на составляющую потерь С, обусловленную равновесной концентрацией бензола над абсорбентом, расход абсорбента не оказывает влияния, что и было указано выше. Таким образом, исключение этой величины С иэ сум% марных потерь С, обеспечивает повышение эффективности регулирования за счет изменения расхода абсорбента (масла) в зависимости от соответствующей величины потерь hC> + .

Из анализа уравнений 1 и 2 видно, что для управления процессом абсорбции достаточно измерить известньм способом величины С2 и Cä, вычислить их разность ьс + и по йей откорректировать расход ьбсорбента в зависимости от заданной величины ас о, В данном способе измерение велйчины, С ведется при температуре абсорбции, ф

6897» в частности, при температуре газа, выходящего иэ абсорбера, которая при абсорбции бензола из коксового газа с достаточной степенью приближения отражает температуру абсорбции.

Определение равновесной концентрации углеводорода при температуре àáсорбции производится, например, следующим способом: от потока масла, поступающего на абсорбцию, непрерывно отводится некоторая часть масла (0,53,0 л) в контактный аппарат (ячейку), помещенный в термостат и находящийся под давлением, равным давлению в абсорбере. Через масло, находящееся в ячейке, пропускают газовую фазу, которая насыаается абсорбируемым углеводородом до равновесного состояния при температуре в ячейке ° Проконтактировавшая газовая фаза анализируется на содержание абсорбируемого углеводорода с помощью хроматографа или 2() другого анализатора. Измеренная величина концентрации углеводорода и есть равновесная концентрация С . Температура ячейки поддерживается на уровне температуры обратного газа (средней температуры абсорбции) с помощью устройства, работающего по мостовому принципу. В устройстве одно плечо представляет собой термометр сопротивления, измеряющий температуру газа у() после абсорбера, а другое — термометр сопротивления, измеряющий температуру в ячейке и связанный с нагревателем термостата. При разбалансе моста в зависимости от положительной или отрицательной разности потенциалов нагревательный элемент будет изменять температуру до достижения нулевой разности потенциалов, поддерживая таким образом в ячейке температуру, равную температуре абсорбции (температуре газа после абсорбера) . управление процессом может осуществляться как автоматически, так и вручную.

На чертеже показана схема автоматического регулирования процесса улавливания бенэольных углеводородов из коксового газа.

Автоматическое регулирование осуществляется следующим образом. Сигналы датчиков 1 (содержащие бенэола в обратном коксовом газе) и .2 (равновесная концентрация бензола над маслом) поступают на пневматическое устройство сравнения 3. Разность этих сигналов С поступает на аналогичное устройство 4, где сравнивается с задаваемой величиной оптимальной разницы концентраций аС . При отклонении фактической разности от оптимальной сигнал, пропорциональный этому отклонению, подается с устройства 4 на усилитель 5, выходной сигнал которого управляет устройством 6 подачи масла на бензольные скрубберы 7.

Формула изобретения

Способ управления процессом абсорбции, например, абсорбции бенэола иэ коксового газа, путем изменения расхода абсорбента с коррекцией по кон центрации абсорбуемого компонента в газе после абсорбции, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения эффективности, упрощения и удешевления способа, расход абсорбента корректируют по разности между концентрацией абсорбируемого компонен а в газе после абсорбции и концентрацией этого компонента в газовой фазе, равновесной с абсорбентом, при температуре абсорбции, путем сравнения этой разности с заданной величиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9 319321 кл. B 01 D 15/00, 1968 °

2. Автоматизация химических и коксохимических производств. Сб.статей, Металлургиздат, 1958.

3. Авторское свидетельство СССР

9 361800, кл. В 01 D 47/00, 1971.

G89711

4йюрдеюп

Тираж 877 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 5848/5

Филиал ППП Патент, г .Ужгород, ул.Проектная,4

Составитель Т.Чулкова

Редактор Ф.Серебрянский Техред Н. Бабурка.. КорректоР Ю.Макаренко