Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ изопрена от пиперилена , содержащее регулятор расхода растворителя, датчики расхода и состава сырья, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик температуры в кубе колонны и вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь целевого продукта с тяжелым остатчик состава продукта колонны десорбции , регулятор температуры в кубе, регулятор расхода рецикла в куб колонны , блок соотношения, блок предварения , динамический компенсатор и сумматор,связанный своими входами с . выходами регулятора температуры в кубе , динамического компенсатора и блока предварения, а выходом - с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны, а блок соотношения соединен своими входами ,с датчиками расхода и состава сырья и: первым выходом вычислительного блока, а выходами - с входом блока предварения и с задающим входом регулято (Л ра расхода растворителя, при этом вычислительный блок связан своим входом с датчиком состава продукта колонны десорбции, а вторым и третьим выходами - с входом динамического компенсатора и с задающим входом регулятора расхода рецикла в куб колонны.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) 4 А

3(50 В О1 0 3 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3540802/23-26 (22) 10.01.83 (46) 30.06.84. Бюл. У 24 (72) В.С.Кудряшов, Ю.А.Румянцев, В.А.Воротынцев, А.А.Сыромятников, В.Н.Ветохин, Ю.И.Рязанов и Л.А.Черников (53) 66. 012-52 (088. 8) (56) 1. Патент США У 3338664, кл. 23-2, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

К 753442, кл. В 01 D 3/42, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ иэопрена от пиперилена, содержащее регулятор расхода растворителя, датчики расхода и состава сырья, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик температуры в кубе колонны и вычислительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь целевого продукта с тяжелым остатком, оно дополнительно содержит датчик состава продукта колонны десорбции, регулятор температуры в кубе, регулятор расхода рецикла в куб ко.лонны, блок соотношения, блок предварения, динамический компенсатор и сумматор, связанный своими входами с, выходами регулятора температуры в кубе, динамического компенсатора и блока предварения, а выходом — с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны, а блок соотношения соединен своими входами,с датчиками расхода и состава сырья и: первым выходом вычислительного блока, а выходами — с входом блока предва- Я рения и с задающим входом регулятора расхода растворителя, при этом вычислительный блок связан своим входом с датчиком состава продукта колонны десорбции, а вторым и третьим выхо- д дами — с входом динамического компенсатора и с задающим входом регулятора расхода рецикла в куб колонны.

10999

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, например, в производстве изолрена из изопентана и может найти приме5 нение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, Известно устройство для автоматического управления процессом разделения, содержащее датчик содержания компонента и расхода сырья, датчик концентрации компонента в целевом продукте, датчик расхода рецикла в колонну, соединенные с вычислительным блоком, связанным с клапаном

15 подачи рецикла, датчик температуры, соединенный с клапаном подачи теплсносителя (1j» .

Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество регулирования составов выходных потоков колонн из-за отсутствия компенсации возмущений по расходу и составу входных потоков колонны на тепловой режим работы основной колоннь:: — » экстрактивной ректификации, что приводит к нарушению температурного профиля колонны и снижению разделительного эффекта.

Наиболее близким по технической

ЗО сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для автоматического управления про. цессом экстрактивной ректификации, содержащее датчик и регулятор расхо-. да экстрагента, датчик расхода и состава сырья, датчик и регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик температуры в кубе колонны, датчик давления в кубе колонны, датчик и регулятор расхода флегмы, датчики концентраций примесей на верхней и нижней контрольных тарелках, вычислительнык блок и корректирующий блок, связанный своими входами с датчиками расхода и состава сырья вычислительньп! блоком, а выходом — с .задающим входом регулятора расхода экстрагента, динамический фильтр и согласующий блок, при этом динамический фильтр своими входами связан с датчиками концентраций примесей на контрольных тарелках и согласующим блоком, а .выходами — с задающими входами регулятора расхода флегмы и 55 регулятора расхода теплоносителя,. входы согласующего блока соединены с датчиком расхода сырья и вычисли74 1 тельным блоком, связанным своими входами с датчиками температуры и давления куба колонны f2) .

Недостатком известного устройства является невысокое качество регулирования концентрации примесей в продуктах разделения из-за отсутствия компенсации внешних возмущений, вызывающих нарушение температурного режима в кубе колонны.

Цель изобретения — уменьшение потерь целевого продукта с тяжелым остатком.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащее регулятор расхода растворителя, датчики расхода и состава сырья, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик температуры в, кубе колонны и вычислительный блок, дополнительно содержит датчик состава продукта колонны десорбции, регулятор температуры в кубе, регулятор расхода рецикла в куб колонны, блок соотношения, блок предварения, динамический компенсатор и сумматор, связанный своими входами с выходами регулятора температуры в кубе, динами" ческого компеисатора и блока предварения, а выходом — с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны, а блок соотношения соединен своими входами с датчиками расхода и состава сырья и первым выходом вычислительного блока, а выходами— с входом блока предварения и с задающим входом регулятора расхода растворителя,,1ри этом вычислительный блок связан своим входом с датчиком состава продукта колонны десорбции, а вторым и третьим выходами — с входом динамического компенсатора и с задающим входом регулятора расхода рецикла в куб колонны.

На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации изопрена от пиперилена.

Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации изопрена от пиперилена включает колонну 1 экстрактивной ректификации, колонну 2 десорбции пиперилена от растворителя, датчик 3 расхода растворителя, регулятор 4, 1099 С т 2

Прй невыполнении условия (4) вычислительный блок 12 рассчитывает

5О новое значение расхода рецикла .-F, „+к,.дР", з клапан 5, датчики 6 и 7 расхода и состава сырья, датчик 8 расхода теплоносителя в куб колонны, регулятор

9, клапан 10, датчик 11 температуры в кубе колонны, вычислительный

5 блок 12 °

Устройство содержит также датчик

13 состава продукта с колонны десорбции, регулятор 14 температуры в кубе, датчик 15 расхода рецикла в куб, 10 колонны, регулятор 16, клапан 17, блок 18 соотношения, блок 19 предварения, динамический компенсатор 20 и сумматор 21, связанный своими входами с выходами регулятора 14, динамического компенсатора 20 и блока 19 предварения, а выходом — с задающим входом регулятора 9,-а блок 18 соотношения соединен своими входами с датчиками 6 и 7 и первым выходом вычислительного блока 12, а выходами— с выходом блока 19 предварения и с задающим входом регулятора 4, при этом вычислительный блок 12 связан своим входом с датчиком 13,,а вторым и третьим выходами = с входом динамического ком енсатора 20 и с задающим входом регулятора 16.

Устройство работает следующим образом. 30

Блок соотношения 18 йо информации от датчиков 6 и 7 определяет изменение нагрузки на колонну по тяжелому компоненту (пипернлену) Р Г; X,;-F,, X" (,) 35 где F,, — текущее и предыдущее значения расхода сы, рья (изопрен-пипериле-, новой фракции) на ко- 40 лонну, И

Х,Х . — текущее и предыдущее -1 значения концентрации пиперилена в сырье, рассчитывает количество растворите- 4 ля, которое необходимо подать на ко-. лонну для поГлощения всего пиперилена, поступившего в колонну с сырьем, из соотношения

974 4 где ;, Г, — текущее и пр едыцущее значения расхода растворителя на колонну, — постоянный коэффициент, определяющий соотношение подаваемого растворителя и поглощаемого компонента, и вырабатывает соответствующие сигналы на рвгулятор 4 н блок предварения 19, который с целью стабилизации температуры в кубе определяет приращение по расходу теплоносителя где h Q — приращение по расходу теплоносителя в куб колонны, К вЂ” коэффициент теплопередачи, учитывающий теплосодержание энергоносителя и физические характеристики разделяемых компонентов, и через сумматор 21 с упреждением выдает сигнал на регулятор 9 с учетом динамики по каналу расход сырьятемпература в кубе. По сигналу от датчика 11 регулятор 14 осуществляет стабилизацию температуры в кубе по отклонению.

Вычислительный блок 12 по информации от датчика, 13 анализирует содержание целевого продукта (изопрена) в тяжелом остатке (пипериленовой фракции)

З где Хц — концентрация целевого продукта в тяжелом остатке, Э

Хн„„„,Хи „щк — Регламентные ограничения на содержание целевого продукта в тяжелом остатке.

3 и -"Hmax ™4Фи -Хи. 1ПРи Хи, >Хим

К Х .1? (5) 1099974 6 поддержания температуры в кубе на заданном уровне вырабатывает на сумматор 21 сигнал на изменение расхода теплоносителя в куб колонны где Р;, Р, „— текущее и предыдущее значения расхода.рецикла, Zl

Х„,Х . — текущее и предыдущее

Н и, 1 значения концентрации

Целевого продукта в тяжелом остатке, k,1I q — - настроечные коэффициенты дискретного ПИ-регулятора, IO и вырабатывает соответствующий сигнал регулятору 16.

Вычислительный блок 12 при этом выдает сигнал блоку соотношения 18 об изменении расхода пи в ре- 5 цикле (F>, "p,, 1 Х „

Блок соотношения 18 корректирует значение расхода растворителя

=Г .,+ к, Рр . (g) и вырабатывает соответствующий сигнал на регулятор 4, Одновременно вычислительный блок

12 при невыполнении условия (4) передает динамическому компенсатору 20 информацию об изменении расхода рецикла (Р - F ;, ), который с целью с "1 Ь " р1 р-11 (8) где К вЂ” постоянный коэффициент.

Если условие (4) выполняется, то вычислительный блок 12 не вырабатывает новых сигналов на регулятор 16, блок соотношения 18, и динамический компенсатор 20.

Данное изобретение позволяет повысить качество регулирования составов выходных продуктов процесса экстрактивной ректификации за счет компенсации возмущений (расход и состав сырья, расход рецикла, расход растворителя), вызывающих нарушение температурного режима колонны, имеющей большую инерционность, ито дает уменьшение потерь дорогостоящего конечного продукта производства.

Использование устройства позволит снизить потери целевого продукта с пипериленовой фракцией на 0,8 B0c. > эа счет чего увеличивается объем выпуска изопрена íà I 0 тыс.т, 1099974

Составитель Т.Чулкова

Редактор В.Ковтун Техред А.Бабинец Корректор Л.Шеньо

Заказ 4457/7 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фипиал ППП "Патент", r.Óæroðoä, ул.Проектная, 4