Способ автоматического управления процессом ректификации

 

Изобретение относится к способу автоматического управления .процессом ректификации газожидкостных систем может быть использовано в нефтехимической промышленности и позволяет повысить качество разделения за счет увеличения точности стабилизации параметров . Способ реализуется САР, T /r Of occme/Hi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so 4 В 01 D 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

hei еж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3907689/23-26 (22) 10.06.85 (46) 07.11.86. Бюл. У 41 72) В.П.Скорин, М.С.Ханнанов и Н.Б.Садыков (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 741900, кл. В 01 D 3/42, 1978.

Патент США В 3441483, кл. 203-2, 1967 °

„„SU„„1268184, А 1 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕ, НИЯ ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ (57) Изобретение относится к способу автоматического управления процессом ректификации газожидкостных систем, может быть использовано в нефтехимической промьппленности и позволяет повысить качество разделения за счет увеличения точности стабилизации параметров. Способ реализуется САР, 12681 включающей контур регулирования температуры на контрольной тарелке исчерпывающей части колонны в зависимости от уровня жидкости в кубе колонны и скорости его изменения с предварением с коррекцией по . расходу целевого высококипящего компонента в паровой фазе (датчик 3 температу84 ры, регулятор 7, исполнительный механизм 9, корректирующие датчики уровня 4 и расхода 5). Уровень в кубе колонны регулируют с коррекцией по расходу теплоносителя в кипятильник (датчик 4, регулятор 8, исполнительный механизм 10, корректирующий датчик 6 расхода-теплоносителя),1 ил.

Изобретение относится к способам автоматического управления (АУ) ректификацией газожидкостных систем с малым содержанием целевого высоко,кипящего компонента (ВКК) и может 5 быть использовано в химии, нефтехимии, нефтепереработке и других областях, применяющих указанный процесс для разделения смесей, Цель изобретения — повышение качества разделения за счет увепичения точности стабилизаций параметров.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

В колонну 1 ректификации с кипятильником 2 поступает сырье с малым содержанием ВКК. Уровень жидкости в кубе, измеряемый датчиком 3, зависит от температуры контрольной тарелки, измеряемой датчиком 4, которая однозначно характеризует и качество продукта.

После ректификации из колонны 1 уходит целевой ВКК через расходомер

5 (верхняя часть колонны не показана). В кипятильник 2 поступает теплоноситель и измеряется расходоме- Зо ром 6; Регуляторы ? и 8 температуры

\ и уровня связаны с исполнительными устройствами (ИУ) 9 и 10 соответственно на линиях кубового продукта в паровой фазе и теплоносителя в кипятильнике 2. Преобразователь

11 преобразует термо-ЭДС в пневмосигнал, который подается в вычислительное устройство (ВУ) 12. Последний учитывает информацию об уровне, 4О его скорости и температуре по следующей зависимости: дР„ выл,— 1, т 2 Рт- .-"

+, 1+К, Д1 где Реыь выходной сигнал BY 12, давление перед датчиком

4 температуры и датчиком

3 уровня соответственно; настраиваемый коэффициент пропорциональности (P, переменная величина, в ;— постоянное пневмосопротивление в элементах Б и В

ВУ 12); постоянная времени схемы предварения (Ч вЂ” объем, 6 — переменное сопротивЛение элемента А в ВУ 12;

R — газовая константа, 8 — температура).

К,= f, /a, Т =V/ReoТаким образом, на выход BY 12 подается алгебраическая сумма сигналов температуры и уровня и его скорости. Эти сигналы перемножаются на настраиваемые коэффициенты К,.и К с тем, чтобы общий Ps не превышал . вы верхней границы стандартного чневматического сигнала.

Система работает следующим образом.

Изменением подачи теплоносителя в кипятильник 2 стабилизуется уровень в колонне 1 и подвод тепла. При постоянстве подводимого тепла снижение по каким-либо причинам температуры ухудшает качество-целевого

ВКК из-за недоиспарения и увеличения его влажности. Выходной сигнал

P „ уменьшается, разбаланс в регуляторе 7 увеличивается и он выдает воздействие на прикрытие ИУ 9. ВыСоставитель Б. Каклюгин

Редактор Н. Бобкова Техред Л. Сердюкова. Корректор,.Л. Пилипенко

Заказ 5958/4 Тираж 663

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1268 вод целевого ВКК при этом сокращается, ввод в колонну растет и через некоторое время температура восстанавливается. Уменьшение температуры отражается и на уровне жидкости в кубе- он растет. Это влечет за собой уменьшение выходного сигнала ВУ 12, разбаланса в регуляторе 7 и выработку регулирующего воздействия регулятором 8 — на открытие ИУ 10 и увеличенную подачу теплоносителя в кипятильник 2,регулятором 7 — на открытие ИУ 9 на целевом ВКК. В результате увеличивается испарение в кипятильнике, что способствует увеличению температуры контрольной тарелки.

Таким образом, восстановление нарушенной температуры происходит по двум каналам: основному — вывода целевого ВКК и дополнительному— ввода тепла. При этом учитываются все важные параметры в кубе колонны, влияющие на температуру, а значит и на качество продукта: расходы ВКК и теплоносителя, уровень в кубе и температуре. При случайном увеличении температуры происходят анапогичные действия, но с обратным знаком.

Использование информации об уров- 311 не, его скорости и расходе целевого

ВКК при управлении температурой обеспечивает более точное взаимосвязанное регулирование параметров, ответственных за качество разделения. Связь этих переменных через объект учитывается в АУ с помощью ВУ 12, Элемент

А предварения ВУ 12 оперативно воспринимает случайные изменения уровня и передает упреждающий сигнал в

184 4 схему управления температурой. Требования к температурам по высоте колонны очень жесткие — разница между кубом и 16-й тарелкой составляет 2-3 С. диапазоны регулирования также не превышают .2-3 С. С помощью одноконтурных систем точное поддержание в этих пределах температур затруднено и невозмсжно без усложнения схемы. Контроль расхода целевого ВКК в паровой фазе позволяет увеличить верхний предел измерения (расхода жидкой фазы) почти в 500 раз. Этим привносится в схему дополнительное улучшение точностк стабилизации. Повышение точности стабилизации температуры контрольной тарелки способствует также рациональному теплоиспользованию.

Формула и э о б р е т е н и я

Способ автоматического управления процессом ректификации систем с незначительным содержанием целевого высококипящего компонента в колонне с кипятильником путем регулирования температуры контрольной тарелки исчерпывающей части, уровня жидкости в кубе с коррекцией по расходу теплоносителя в кипятильник, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества разделения эа счет увеличения точности стабилизации параметров, регулирование температуры контрольной тарелки осуществляют в зависимости от скорости изменения уровня жидкости .в кубе колонны с коррекцией по величине расхода.целевого высококипящего компонента в паровой фазе.