Способ автоматического регулирования отвода тепла в сложной ректификационной колонне

 

Изобретение относится к способам автоматического управления сложными ректификационными колоннами и позволяет сократить энергетические затраты и повысить качество целевого продукта за счет улучшения разделительной способности колонны. Способ автоматического регулирования отвода тепла в сложной ректификационной колонне заключается в регулировании теплосъема орошениями секций в зависимости от отвода тепла в расположенной выше секции и отношения разности температур в этих секциях. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.,Я0„„1611

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4462725/23-26 (22) 18.07.88 (46) 07.12.90. Бюл, № 45 (71) Омское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика" (72) А. П. Зайко, Г, И. Извеков и А. С. Ниятшин (53) 66.012-.52(088.8) (56) Патент СЫА - 4289588, кл. В 01 D 3/42, 1981

Патент.СНА ¹ 4560442, кл. В 01 D 3/42, 1985. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РГГУЛИ

РОВАНИЯ ОТВОДА ТЕПЛА В СЛО)КНОЙ РЕКТИ-.

ФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ

Изобретение относится к способам автоматического управления сложными ректификационными колоннами, отвод тепла в которых осуществляется орошением двух или нескольких секций колонны, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является сокращение энергетических затрат, повышение качества целевого продукта за счет улучшения разделительной способности колонны.

На фиг. 1 представлена схема осу.ществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — основные, материальные и тепловые потоки в двух секциях колонны, Сложная ректификационная колонна включает секцию А и секцию В, в которую подается с определенной долей отгона. сырье С ° Продуктами разделения сырья являются головной продукт D, Д1) B 01 D 3/42, G 05 D 27/00

2 (57) Изобретение относится к способам автоматического управления сложными ректификационными колоннами и позволяет сократить энергетические затраты и повысить качество целевого продукта за счет улучшения разделительной способности колонны. Способ автоматического регулирования отвода тепла в сложной ректификационной колонне заключается в регулировании теплосъема орошениями секций в зависимости от отвода тепла в расположенной .выше секции и отношения разности температур в этих секциях. 2 ил. боковой продукт Е первой секции, бо- С ковой продукт F второй секции и кубовый продукт G. Для отвода тепла подается охлажденное в теплообменнике Т-А циркуляционное орошение в секцию А колонны и охлажденное в теплообменни- 1 ф ке T-В циркуляционное орошение в секцию В.

На фиг. 2 показаны основные мате- риальные и тепловые потоки в двух секциях колонны. Для создания в каждой секции колонны определенного соотношения парового Ч и жидкостного

1 потоков часть жидкостного потока

1 выводится с одной из тарелок, охлаждается в теплообменниках Т-А или T-В и подается в виде орошения на верхнюю 1 тарелку соответствующей секции, Отвод тепла в теплообменнике равен

1611365 где 0 — теплоемкость жидкости, по1 даваемой на орошение; вх в их температура орошения соответственно на входе и выходе из колонны; расход орошения.

С !

Отвод тепла определяет величину конденсированного жидкостного потока

10 секции, соотношения потоков жидкость - пар, а также эффективность работы тарелок секций колонны. Эффективность работы тарелок характеризуЕтся разйостью температур на участке l5 секции колонны (2) Д = КАО?Д, (3)

30 б с 4

Решая совместно уравнения (2) и (3) путем деления (3) на.(2) находят зависимость отвода тепла в секциях колонны

35 (=КА(.А"в к 0 ? = К (Д „КА ) A ) (4) где С?, отвод тепла соответст40 венно в первой А и второй В секциях колонны; коэффициенты, учитывающие связь разности температур соответственно 45 в первой А и второй В секциях от величины отвода тепла в этих секциях; коэффициент, учитываю50 щий связь разности температур во второй секции В в зависимости от отвода тепла в первой секции А; разность температур со- 55 ответственно в первой А и второй В секциях колонны.

К

Бо второй секции В поток жидкости - 20 образуется при конденсации паров за счет отвода тепла во второй секции В

И потока жидкости, выходящего из первой секции А, Таким образом, разность температур во второй секции В зависит

25 от теплосъема как во второй, так и в первой секции

Величину отвода тепла в первой секции Л колонны регулируют в зависимости от показателя качества головного продукта, например температуры паров над верхней тарелкой колонны, а отвод тепла во второй секции В регулируют с использованием уравнения (4), учитывая отвод тепла в первой секции Л и отклонение от заданной величины отношения разности температур в секциях колонны. Управляющее воздействие противоположно по знаку отклонению управляемой величины (?

Способ осуществляется с помощью устройства (фиг. 1), которое содержит преобразователи 1 и 2 расхода орошения, преобразователь 3 температ ры головного продукта, преобразователи 4 и

5 разности температур орошения, преобразователи 6 и 7 разности температур в секциях колонны, вычислительные блоки 8 и 9, выходы которых соединены с входами регуляторов 10 и 11 отвода тепла орошениями, причем выходы преобразователя 1 расхода орошения первой секции А и преобразователя 4 разности температур орошения соединены с входами вычислительного блока 8, а выходы преобразователя 2.расхода орошения второй секции B и преобразователя

5 разности температур орошения связаны с входами вычислительного блока 9.

Выход вычислительного блока 8 связан с первым входом регулятора 10 отвода тепла орошением первой секции А, второй вход которого связан с выходом . преобразователя 3 температуры над верхней тарелкой первой секции А, а выход - с исполнительным механизмом

12 на линии орошения первой секции А.

Соответственно выход вычислительного блока 9 соединен с первым входом регулятора 11 отвода тепла орошением второй секции В, второй вход которого связан с выходом вычислительного блока 13, первый и второй входы которого соединены с выходами преобразователей 6 и 7 разности температур в секциях колонны, а третий вход — с выходом вычислительного блока 8 отвода тепла орошениями первой секции А ректификационной колонны. Выход регулятора 11 соединен с исполнительным механизмом 14 на линии орошения второй секции В, К качестве вычислительных блоков

8, 9 и 13 отвода тепла орошениями и взаимосвязи отвода тепла в секциях

16 1.1365 ректификационной колонны может быть использовано микропроцессорное устройство или мини-3BN типа CH-1800, СМ-2M, преобразователей 1 и 2 расхода

5 орошения — диафрагмы ДК-40 и дифмано— метры 1ЗДЦ11, преобразователей 4 и 5 разности температур орошениями — термопары XK-0806 и преобразователей

6 и 7 разности температур в секциях колонн — преобразователи Ш-78 в комплекте с Э1П1. В качестве регуляторов

10 и 11 отвода тепла орошениями могут быть использованы ПРЗ.32 в комплекте с ПВ.10-1Э, а исполнительных механизмов 12 и 14 — регулирующие клапаны.

- Способ регулируется следующим об(5) Ц вЂ” С Дt(a где С вЂ” теплоемкос ь продукта, подаваемого на орошение;

g t — разность температур орошения на выходе и входе в колонну;

4, — расход орошения.

На вход вычислительного блока 8 поступают сигналы от преобразователей

1 и 4 расхода орошения и разности температур. Сформированный сигнал от вычислительного блока 8 поступает в качестве переменной величины в регулятор 10 отвода тепла первой секции

А, в камеру "Задание" которого поступает сигнал от преобразователя 3 температуры головного продукта колонны, Регулятор 10 отвода тепла орошением первой секции А ректификационной колонны воздействует на исполнительный механизм 12, установленный на линии, орошения первой секции A.

Отвод тепла от второй секции В колонны регулируют аналогично, рассчитывая его текущее значение в вычислительном блоке 9, принимающем сигналы от преобразователей 2 и 5 расхода и разности температур орошения, 55 разом.

Отвод тепла от первой секции А колонны производят путем регулирования 20 количества отводимого тепла с коррекцией по температуре паров над верхней тарелкой от преобразователя 3 температуры, причем расчет отводимого тепла производят в вычислительном блоке 25

8 по уравнению

Выходной сигнал от вычислительного блока 9 подают в качестве переменной величины в регулятор 11 отвода тепла второй секции В, который воздействует на исполнительный механизм

14. Но в качестве задания в регулятор 11 отвода тепла поступает сигнал, сформированный в вычислительном бло ке 13 по уравнению (2), в котором коэффициенты KAt KB и Кс определяются обработкой статистических данных, полученных в результате проведения эксперимента на действующей колонне.

Спосбб автоматического регулирования отвода тепла в сложной ректификационной колонне обеспечивает взаимосвязанное регулирование теплосъема циркуляционными орошениями секций сложных колонн, что позволяет осуществить равномерное распределение эф"фективности тарелок по секциям колонн, например, установок ABT на нефтеперерабатывающих заводах, и за счет этого сократить затраты энергоресурсов для ректификации смеси. Кроме того, обеспечение заданной разности температур в каждой секции и, следовательно, определенной эффективности тарелок при разделении смеси в каждой секции дает возможность повысить эффективность работы колонны и улучшить качество получаемых продуктов.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования отвода тепла в сложной ректификационной колонне, заключающийся í регулировании теплосъема орошениями секций колонны, о тл и ч аю щий с я тем, что, с целью сокращения энергетических затрат и повышения качества целевого продукта за счет улучшения разделительной способности колонны, измеряют температуру верха колонны и разность температур в двух секциях ректификационной колонны и регулируют теплосъем во второй секции в зависимости от отвода тепла в первой секции и отношения разностей температур в этих секциях ректификационной колонны, а теплосъем в первой секций корректируют в зависимости от температу-. ры верха колонны.

1611365

Составитель Л. Прусковцов

Редактор И. Горная Техред JI.Îëèéíûê Корректор А.Осауленко

Заказ 3784

Тираж 559

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1. 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 о