Устройство для автоматического регулирования остаточного давления в вакуумной колонне

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ В ВАКУУМНОЙ КОЛОННЕг содержащее датчик расхода сырья в печь, датчик расхода водяного пара, связанный с одним из входов регулятора расхода, соединенный через ограничитель с .исполнительнБвл механизме, установленным на линии подачи водяного пара в колонну, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат на процесс путем улучшения качества регулирования, оно снабжено датчиком температуры воды, поступающей в баромет рт{ческий конденсатрр, датчиком разности талператур:; сырья на выходе из печи и на входе в эвапорационное прост анство колонны, .сумматорами, взаимосвязанными датчиком , регулятсф я4 расхода водяного пара в эжектор, датчиком, регуляторе давления в коловые, при этом регулятор расхода.водяного пара в колонну связг1Н с вьЬсодом первого cyNwaTopa, датчик разности температур и датчик расхода сырья соединены через множитель с первьол входом первого сумматора, втсфой вход -которого связан с первым выходом регулятора давления, третий вход перво (Л го су1Ф4атора соединен с датчиком температуры воды, связанным с первым входом второго cyvnaropaf второй вход которого соединен через динамическую емкость с вторкяч выходсял регулятора давления, а.выход второго ; сумматора связан с входом регулято;ра расхода водяного пара на эжектор. 00 Cf 1

СОКИ СОВЕТСНИХ

ОР,Ю

РЕСПУБЛИК

09) Of) 3(Я) В 01 D 3 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3374148/23-26 (22) 04.01.82 (46) 23.05 83. Бюл. В 19 (72) Н. 0. Са@онова и Н. П. Ушатинская (71.) Куйбышевское специальное конструкторское бюро научно.-производствен-. ного объединения ."Нефтехимавтоматика" (53)66.012+52(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

)) 529836, Кл. В 01 9 3/42, 1974.

2. Автоматизация процессов нефтепереработки и- He@1áõèìèè,Tpóäû КСКБ, 1970, с. 74-80. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ В ВАКУУМНОЙ КОЛОННЕ., содержащее датчик расхода сырья.в печь, датчик расхода водяного пара, связанный с одним из входов регулятора расхода, соединенный через ограничитель.с .исполнительным механизмом, установленным на линии подачи водяного пара в колонну, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения энерго-. затрат на процесс путем улучшения качества регулирования, оно снабжено датчиком температуры воды, поступающей в барометрический конденсатор, датчиком разности температур. сырья на выходе из печи и на входе .в эвапорационное пространство-колонны, сумматорами, взаимосвязанными датчиком, регулятором. расхода водяного пара в эжектор, датчиком, регулятором давления в колонне, при этом регулятор расхода.ванного пара в колонну связан с выходом первого сумматора, датчик разности температур и датчик расхода сырья соединены через множитель с первым входом первого сум)атора, второй вход которого связан с первым выходом регу- Е лятора давления, третий вход первого сумматора соединен с датчиком температуры воды, связанным с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен через динамическую:емкость с вторым выходом ре- .Я гулятора.давления, а. выход второго сумматора связан с входом регулятора расхода водяного пара на эжфктор.

1018670

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования технологического режима вакуумных колонн и может быть использовано на установках ABT в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для регулиро.вания работы ректификационной колонны, содержащее датчик расхода сырья, соединенный с регулятором разности 10 температур сырья на выходе из печи и на входе в колонну, связанным с исполнительным механизмом на линии отвода бокового погона (1 ).

Наиболее близким по технической 15 сущности к изобретению является уст ройство для автоматического регулирования остаточного давления в.ва куумной колонне, содержащее датчики расхода сырья и водяного пара в низ колонны, регулятор и исполнительный механизм, установленный на линии подачи водяного пара в колонну (2 1.

Недостаток известного устройства состоит в том что оно не обеспечивает требуемого качества регулирования для минимизации энергозатрат на процесс.

Известно, что остаточное давление в вакуумной колонне создается за счет конденсации водяного пара (Р=З атм ),.подаваемого в колонну, в барометрическом конденсаторе при прямом контакте с водой и эжекции газов разложения s Несконденсиро» ванных паров эжектором, в котором в качестве эжектируемого агента применяется водяной пар (P 10 атм ). Стоимость водяного пара, подаваемого в колонну, ниже стоимости водяного пара, используемого для эжекции. Поэтому 40 с экономической точки зрения выгоднее подавать в колонну максимально необходимое для создания остаточного давления количество водяного пара, а для эжекции испольэовать минимально45 необходимое количество водяного пара.

Максимально допустимое количество водяного пара, подаваемого в колонну, ограничивается диаметром вакуумной колонны ы производительностью баро- 5g метрического конденсатора. Минимально необходимое количество водяного пара для эжекции определяется количеством газов разложения. Такую задачу должно решать устройство для авто-55 матического регулирования остаточного давления.

Цель изобретения - сокращение энергозатрат на процесс путем улучшения качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком температуры воды, поступающей в баро-. метрический коиденсатор, датчиком разности температур сырья на выходе из печи и на входе в эвапорационное 65 пространство колонны, сумматорами, взаимосвязанными датчиком, регулятором расхода водяного пара, исполнительным механизмом на линии подачи водяного пара в эжектор, датчиком, регулятором давления в колонне, при этом регулятор расхода водяного пара в колонну связан с датчиком разности . температур и датчик расхода сырья соединены через множитель с первым входом первого сумматора, второй вход которого связан с первым вы-. ходом регулятора давления, третий вход н сумматора соединен с датчиком температуры воды, связанным с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен через динамическую емкость с вторым выходом регулятора давления, а выход второго регулятора связан с первым входом регулятора расхода водяного пара на зжектор.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Схема содержит колонну 1, датчик

2 остаточного давления в эвапорационном пространстве колонны, регулятор

3, вь|ход которого соединен с первым входом сумматора 4, связанного выхо дом с первым входом регулятора 5 расхода водяного пара, второй вход кото-. рого связан с датчиком 6 расхода водяного пара, а выход — через ограничитель 7 с исполнительным механизмом 8, установленным на линии подачи водяного пара в колонну.

Для учета количества углеводородных паров в эвапорационном пространстве колонны с помощью датчика

9 замеряется расход сырья в колонну, выходной сигнал которого соединен с первым входом множителя 10, связанного вторым входом с выходом датчика 11 разности температур, соединенного с выходами датчиков 12 и 13 температуры на выходе сырья из печи и в эвапорационном пространстве колонны.

Схема также содержит барометрический конденсатор 14, датчик 15 температуры, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора 4, а второй - с первым входом второго сумматора 16, второй вход которого соединен через динамическую емкость

17 с вторым выходом регулятора 3 давления, а выход — с первым входом регулятора 18, соединенного вторым входом с датчиком расхода водяного пара на эжекцию 19 в эжектор 20, а выходом— с исполнительным механизмом 21, установленным на линии водяного пара в эжектор 20.

Устройство для автоматического регулирования остаточного давления в вакуумьой колонне имеет два главных контура регулирования, связанных .. между собой: контур регулирования расхода водяного пара в низ колонны

1018670 и контур регулирования расхода водяного пара на эжекцию. Задание регулятору расхода водяного. пара в низ колонны формирует сумматор 4:

=К (Kîäo* Sg)iK2F Кт(Т,-Т2)+КЗТ«, (1) 5 где Р, - выходной сигнал сумматора 4;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, устанавливаемый регулятором 3; 30

К - коэффициент преобразования

ОД остаточного давления дат.— чиком 2;

0D — остаточное давление в эва. порационном пространстве, 35

3D — заданное остаточное давление в камеру "задание" регулятора 3;

X2 — коэффициент преобразования расхода сырья датчиком 9; . ;р

F - расход сырья в колонну;

Т . — температура на выходе сырья

1 из печно

Т вЂ” температура в эвапорационном пространстве; 75 К вЂ” коэффициент преобразования разности температур датчиком 11

К вЂ” коэффициент преобразования температуры датчиком 15у

Т - температура воды, поступаюок щей в барометрический конденсатор.

Задение регулятору расхода водяного пара на эжекцию формирует сумматор 16:

Р=К 7 +К К 0Д-ЗДУ(а- ), <2) где Р— выходной сигнал сумма2 тора 16;. 40

К3 T 6ê K K * To же что и s форму од,зд * ле (1); — текущее время; » — задержка по времени; осуществляемая динами- 45 ческой емкостью 17.

Ilepaoe слагаемое формулы (1) формируется на выходе регулятора 3, второе слагаемое формируется множителем 10, третье слагаемое формулы (1) и первое слагаемое формулы (2 ) на выходе датчика 15 ° Второе слагаемое формулы (2) формируется в окончательном виде на выходе из динамической емкости 17.

Если сигнал P на- выходе регуля I тора 5 превысит максимальное значение, на выходе ограничителя 7 ему присвоится это максимальное значение, т.е. если Р1(к) Ф Р1 мах i то 60 ()

В установившемся состоянии регуляторы 3,5, и 18 с помощью исполнительных механизмов 8 и 21 поддер- 65 живают заданное остаточное давление

s колонне, изменяя расход водяного пара в низ колонны и расход водяного пара на эжекцию.

При изменении (например, увеличении ) остаточного давления в колонне изменяется (увеличивается) выходной сигнал датчика 2 давления что вызывает нарушение равновесия в регуляторе 3 давления и приводит к изменению (увеличению ) его выходного сигнала, поступающего на вход сумматора 4 и.одновременно на вход динамической емкости 17. Измененный (увеличенный ) выходной сигнал сумматора 4, поступая на вход регулятора 5, вызывает-нарушение равновесия в нем и приводит к изменению (увеличению) его выходного сигнала, вызывающего ,изменение положения исполнительного механизма 8, которое продолжается до тех пор, пока в регуляторе 5 не наступит равновесие за счет изменения расхода пара, замеряемого датчиком 6.

Если расход пара достигнет максимально допустимое значение, а ос-. таточное давление в колонне не установится заданным, ограничитель 7, свя-., . занный входом с выходом регулятора 5, а выходом - с исполнительным механизмом 8, будет передавать на исполнительный механизм 8 постоянный сигнал и расход пара будет поддерживаться постоянным максимально допустимым.

Второй выходной сигнал регулятора

3 давления, поступивший на вход динамической емкости 17, выходит из нее.с некоторой задержкой во времени и поступает в сумматор 16, вызывая изменение его выходного сигнала, поступающего на вход регулятора 18. В регуляторе 18 нарушается равновесие и вырабатывается измененный выходной сигнал, поступающий на исполнительный механизм 21 и вызывающий изменение (увеличение ) расхода пара на эжекцию, измеряемого датчиком 19 расхода. Изменение расхода пара на эжекцию будет проходить до тех пор, пока в регуляторе 18 не наступит равновесне. Увеличенный расход пара на эжекцию увеличивает отсос несконденсированных водяных паров и понижает остаточное давление в колонне.

При изменении расхода сырья, замеряемого датчиком 9, или его качества, определяемого с помощью измерителя 11 разности температур и датчиков 12 температуры, изменяется выходной сигнал множителя 10, что приводит к изменению выходного сигнала сумматора

4, и регулятор 5 через orðàíè÷âòåëü

7 меняет положение исполнительного механизма 8, вызывающего изменение расхода водяного пара в колонну.

Нри изменении (повышении ) температуры воды, поступающей в баромет1018670

Составитель Т. Чулкова

Техред И.Гайду

Корректор О. Билак

Редактор A. Шандор

Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3580/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рический конденсатор 14, изменяется (увеличивается )выходной сигнал датчика 15 температуры, поступающий,. одновременно на вход сумматоров 4 и 16. Выходной сигнал сумматора 4 уменьшается, что с помощью регулятора 5 и исполнительного механизма

8 приводит к изменению (сокращению ) расхода пара в колонну. Выходной сигнал сумматора 16 при поступлении измененного выходного сигнала от датчика 15 температуры изменяеТся (увеличивается ), приводя к изменению выходного сигнала регулятора

18 и увеличению водяного пара на эжекцию с помощью исполнительного меканиэма 21.

Зкономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составляет 7,5 тыс.руб. в год на колонну.