Способ управления процессом разделения изопрен- изоамиленовой фракции

 

Изобретение относится к автоматизации процессов ректификации, может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности и позволяет снизить удельные расходы сырья и энергоресурсов. Способ осуществляется следующим образом. С помощью регулятора 4 по замеру от датчиков 5 регулируют подачу сырья в колонну 1 экстрактивной ректификации. С помощью регуляторов 6, 7 регулируют подачу соотвественно экстрагента в колонну 1а и флегмы в колонну 2 десорбции. С помощью блоков 16, реализованных в микро-ЭВМ 15, осуществляют регулирование уровней в кубах колонн 1а, 1б, 2 с помощью дискретного ПИД-закона. Значение уровня замеряют датчиком 8 и управляют воздействием на клапан 9 с помощью блоков 18, корректируют задание регулятору 6. С помощью блоков 19 корректируют задание дискретным регулятором уровня. С помощью блока 20 регулируют подачу свежего экстрагента в емкость 3 воздействием на клапан 13. Блок 21 периодически корректирует подачу пара в кипятильник воздействием на клапан 12. С помощью блока 17 периодически корректируют задание регулятору 7 подачи флегмы в колонну 2. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ()9) SU (1)) 1 (51)5 В 01 D 3 42 G 05 D 27 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4433092/23-26 (22) 30.05.88 (46) 07.08.90. Бюл. № 29 (72) В. P. Тучинский, А. В. Дударь, А. Н. Гуревич, А. В. Раков и Ю. М. Филипченков (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 655396, кл. В 01 D 3/42, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1276349, кл. В 01 D 3/42, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОПРЕН-ИЗОАМИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ (57) Изобретение относится к автоматизации процессов ректификации, может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности и позволяет снизить удельные расходы сырья и энергоресурсов. Способ осуществляется следующим образом. С помощью регулятора 4 по замеру от датчиков 5 регулируют подачу сырья в колонну 1 экстрактивной ректификации. С помощью регуляторов 6 и 7 регулируют подачу соответственно экстрагента в колонну 1а и флегмы в колонну 2 десорбции. С помощью блоков 16, реализованных в микро-ЭВМ 15. осуществляют регулирование уровней в кубах колонн 1а, 1б и 2 с помощью дискретного

ПИД-закона. Значение уровня замеряют датчиком 8 и управляют воздействием на клапан 9 с помощью блоков 18, корректируют задание регулятору 6. С помощью блоков

19 корректируют задание дискретным регулятором уровня. С помощью блока 20 регулируют подачу свежего экстрагента в емкость 3 воздействием на клапан 13.

Блок 21 периодически корректирует подачу пара в кипятильник воздействием на клапан

12. С помощью блока 17 периодически корректируют задание регулятору 7 подачи флегмы в колонну 2: 1 ил.

1583129 о

Нкуб= Нкуб — К (уэ, (2) Х о C

Uo=У +К4 бл (4) 3

Изобретение относится к автоматизации процессов ректификации и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является снижение удельных расходов сырья и энергоресурсов.

На чертеже представлена схема системы управления для реализации предлагаемого способа.

Процесс разделения изопрен-изоамиленовой фракции в производстве изопрена осуществляют в колонне 1 экстрактивной ректификации (на схеме показан используемый на практике вариант «разрезной» колонны 1, состоящей из двух частей lа и lб), где отделяют изоамиленовую фракцию, и колонне

2 десорбции, где отделяют изопреновую фракцию от экстрагента. Регенерированный экстрагент поступает в сборную емкость

3, откуда опять подается в колонну la.

Система управления процессом включает регуляторы 4 подачи сырья (показаны два сырьевых потока) с датчиками 5, регулятор 6 подачи экстрагента в колонну la, регулятор 7 подачи флегмы в колонну 2, датчики 8 уровня в кубах колонн, клапаны

9 на линиях откачки кубовых продуктов колонн, датчик 10 температуры на нижней контрольной тарелке колонны 2, датчик !1 расхода питания колонны 2, клапан 12 на линии подачи пара в кипятильник колонны

2, клапан 13 на линии подачи свежего экстрагента в емкость 3 и датчик 14 уровня в емкости 3. На схеме показаны также реализованные в управляющей микроЭВМ !

5 функциональные блоки 16 — 21.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью регуляторов 4 по замеру от датчиков 5 регулируют подачу сырья в колонну 1 экстрактивной ректификации. С помощью регуляторов 6 и 7 регулируют подачу соответственно экстрагента в колонну la u флегмы в колонну 2 десорбции.

С помощью блоков 16, реализованных в микроЭВМ 15, осуществляют регулирование уровней в кубах колонн la, lб и 2 с помощью дискретного ПИД-закона, в котором в качестве переменной используют среднее за интервал дискретности значение уровня, замеряемого датчиком 8. Управляющее воздействие на клапан 9, кроме того, оставляют неизменным, если величина ошибки регулирования уровня по модулю не превышает заданного значения о (находится в задаваемой зоне нечувствительности) .

С помощью блока 18 корректирук>т задание регулятору 6 где G, — суммарная подача сырья, определяемая по замеру от датчиков 5.

С помощью блока 19 корректируют задание дискретным регуляторам уровня (реализованным с помощью блоков 16), например, по следующему закону:

5 причем при выходе расчетного значения Н"" за верхнюю (НмАкс) либо нижнюю (Нмии) уставку на регулятор передается значение соответствующей уставки. Постоянную составляющую уровня Нкуб и коэффициент К !

0 задают для каждой из колонн индивидуально.

С помощью блока 20 регулируют подачу свежего экстрагента в емкость 3 воздействием на клапан 13!

ЫА

Кз (Неик — Helix), если Немн)Немк, (3)

0 если Нсй(Нечк, где Н-« — значение уровня по замеру от датчика 14.

С помощью блока 21 периодически (с интервалом дискретности т1) регулируют подачу пара в кипятильник колонны 2 воздействием на клапан 12 где 6 - — значение питания на колонну 2 десорбции, замеряемое датчиком

11 и усредненное за интервал т,. о

U> — постоянная составляющая управ30 ляющего воздействия.

С помощью блока 17 периодически (с интервалом дискретности т2) корректируют задание регулятору 7 подачи флегмы в колонну 2 ууд -J J

З5 Бф+Кь(Т" — Т ), если Т : Т °

ЖА

G =.

ЗАД J

6ф,если Т" (T--, (5) где Т" — температура на нижней контрольной тарелке колонны 2, замеряемая датчиком 10 и усредненная за интервал т2., Оф — постоянная составляющая подачи флегмы.

Интервалы дискретности т1, т задают с

45 учетом инерционности колонны 2 (ть т

=30 — 60 мин) .

При изменении, например увеличении, подачи сырья блок 18 увеличивает подачу экстрагента на колонну la. Одновременно блок 19 уменьшает задание уровням в ку50 бах колонн, при отработке которого увеличивается откачка из кубов. Увеличение при этом притока регенерированного экстрагента в емкость 3 в значительной степени компенсирует увеличение отбора из емкости, вызванное увеличением подачи экстрагента в колонну la. Блок 21 через интервал т увеличивает подачу пара в кипятильник колонны 2 (прямая компенсация возмущения), блок 17 контролирует температуру

15831

5 на контрольной тарелке, а в случае ее сильного падения (есть опасность некачественного разделения) увеличивает подачу флегмы.

Для обеспечения устойчивой и качественной работы колонн изменение подачи сырья производят плавно и соответственно так же плавно отрабатывают описанные контуры.

Блок 20 срабатывает при падении уровня в емкости 3, что происходит периодически из-за постепенного оттока экстрагента с углеводородами.

Предлагаемое упра вление циркуляцией экстрагента обеспечивает достаточно стабильные нагрузки на колонны и плавные переходы в динамических режимах. Подача флегмы с учетом температуры на контрольной тарелке обеспечивает эффективный и экономичный режим колонны десорбции.

Формула изобретения

Способ управления процессом разделения

29 изопрен-изоамиленовой фракции, осуществляемый в последовательно соединенных колоннах экстрактивной ректификации и десорбции с рециркуляцией регенерированного экстрагента путем регулирования подачи сырья и экстрагента в колонну экстрактивнои ректификации, уровней в кубах колонн отбором кубового продукта, подачи флегмы в колонны и пара в кипятильники, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных расходов сырья и энергоресурсов, дополнительно измеряют уровень в кубах колонн, температуру на нижней контрольной тарелке колонны десорбции, определяют разность между заданным и измеренным значениями температуры и при значении меньше заданного значения температуры корректируют подачу флегмы в колонну десорбции прямо пропорционально указанной разности, а задание регулирования уровней в кубах колонн корректируют обратно пропорционально подаче экстрагента в колонну экстрактивной ректификации.

Составитель Л. Червонная

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук

Заказ 22!5 Тираж 56! 11о |ïèñ ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 3035, Москв а, К вЂ” 35, Раушская и аб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!