Устройство для автоматического управления процессом получения бензола

 

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом получения бензола из ароматического концентрата, может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позволяет снизить потери получаемого бензола. Устройство содержит регулятор 4 расхода, датчик 6 уровня, блок 7 анализа, блок 8 задержки сигнала, реле 9 времени, задатчики 10, 13 и 19, переключатели 11, 12, 16 и 18, блоки 14 и 15 сравнения, элемент 17 ИЛИ, блок 20 вычитания, блок 21 сложения, блок 22 ограничения, блок 23 запоминания. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 1О G 9/20, G 05 О 27/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4669046/26 (22) 30,03.89 (46) 30.08.91. Бюл. Ра 32 (72) В.А, Курицын, Н.И. Чуковенков и В.С. Кудряшов (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 802356, кл, С 10 G 9/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N. 747880. кл. С 10 G 9/20, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОЛА

5U 1673591 А1 (57) Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом получения бензола из ароматического концентрата, может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позволяет снизить потери получаемого бензола. Устройство содержит регулятор 4 расхода, датчик 6 уровня, блок 7 анализа, блок 8 задержки сигнала, реле 9 времени, задатчики

10, 13 и 19, переключатели 11, 12, 16 и 18, блоки 14 и 15 сравнения, элемент ИЛИ 17, блок 20 вычитания, блок 21 сложения. блок 22 ограничения, блок 23 запоминания. 1 ил, 1673591

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом получения бенэола иэ ароматического концентрата, получаемого путем пиролиэа углеводородного сырья в производствах этилена и бензола, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения — снижение потерь получаемого бенэола.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит иэ узла 1 получения бенэола и бензолохранилища 2, Устройство содержит датчик 3 расхода. регулятор 4, регулирующий клапан 5, датчик 6 уровня, блок

7 анализа, блок 8 задержки сигнала по времени, реле 9 времени, задатчик 10 интервала времени, первый и второй переключатели 11 и 12, задатчик 13 уровня бензола, первый и второй блоки 14 и 15 сравнения, третий переключатель 16, элемент ИЛИ 17, четвертый переключатель 18, эадатчик 19 шага уставки, блок 20 вычитания, блок 21 сложения, блок 22 ограничения и блок 23 запоминания.

Устройство работает следующим образом, Реле 9 времени с заданной периодичностью Ь с, которая выставляется с помощью эадатчика 10 временного интервала, вырабатывает сигнал управления блоком 7 анализа. При получении этого сигнала блок 7 сравнивает текущее значение уровня бензола в его хранилище L(t) с задержанным по времени с помощью блока 8 задержки значением уровня L(t - Ь t). Если L(t) < L(t - Л t) блок 7 анализа вырабатывает сигнал включения переключателя 11, Если L(t) > L(t - Ьт), блок 7 анализа вырабатывает сигнал включения переключателя 12. Все переключатели 11, 12, 16 и 18 являются нормально разомкнутыми, При включенном переключателе 11 информация о заданном значении уровня L* поступает в блок 14 сравнения, который анализирует зто значение, Если * < О, блок

14 не вырабатывает никаких сигналов (величина L S О включает в себя и тот случай, когда переключатель 11 разомкнут). Когда переключатель 11 замкнут и в блок 14 поступает значение L* > О. блок 14 сравнивает текущее значение уровня L(t) с заданным значением L . При этом, если L(t) < L*, блок

14 вырабатывает сигнал управления, который поступает с его выхода через элемент

ИЛИ 17 на первый вход переключателя 18 и включает этот переключатель, Если L(t) L, блок 14 не вырабатывает никаких сигналов.

Если включен переключатель 12, информация о заданном значении уровня L поступает в блок 15 сравнения, который анализирует это значение. При L <0 блок

15 не вырабатывает никаких сигналов (величина L 5 О включает в себя и тот случай, когда переключатель 12 разомкнут). Ечли на вход блока 15 поступает значение L > О, блок 15 сравнивает затем текущее значение уровня L(t) с заданным значением L . При этом, если Цт) < L, блок 15 вырабатывает сигнал управления, который поступает с его первого выхода через элемент ИЛИ 17 на первый вход переключателя 18 и включает его. Если L(t) > L, блок 15 вырабатывает сигнал управления, который поступает с его второго выхода на первый вход переключателя 16 и включает его, Если L(t) = L, блок

15 не вырабатывает никаких сигналов, При включенном переключателе 16 информация о заданном шаге изменения управляющего воздействия Л F поступает от эадатчика 19 на второй вход блока 20 вычитания, в котором осуществляется операция вычитания г "- AF = F1+1. (1) где Fi* — текущее значение уставки регулятору расхода ароматического концентрат в узел получения бенэола, поступающее на первый вход блока 20 вычитания с выхода блока 23 запоминания, т/ч;

Fi+t — новое значение управляющего воздействия по расходу ароматического концентрата в узел получения бензола, т/ч;

Ь F — заданный шаг изменения управляющего воздействия по расходу ароматического концентрата (т/ч), равный Л Е- 0,5 - 1,5 т/ч.

При включенном переключателе 18 информация о заданном шаге изменения управляющего воздействия Л F поступает от эадатчика 19 на второй вход блока 21 сложения. На первый вход последнего от блока 23 запоминания поступает текущее значение уставки регулятору 4 расхода ароматического концентрата Fi, В блоке 21 производится суммирование величин Fi и Ь F:

F)*+ Ь F = Fi+t, (2)

Рассчитанное по формуле (1) или (2) новое значение управляющего воздействия

Fi+q поступает с выхода блока 20 или блока

21 на вход блока 22 ограничения сигнала, в котором формируется новое значение уставки регулятору 4:

F H при Fi+i < F H;

Ен1 - Рн.1 при F w < Ен.1 Fvaac, (3) гмакс при Р1+1 > /макс, 16 73591

rpe Fi+t Hoeoe vHaveH e уставки peryn Toру 4 расхода ароматического концентрата т/ч;

Рмакс, г мин — соответственно максимальное и минимальное граничные значения управляющего воздействия по расходу ароматического концентрата, т/ч: Рмин =

- 11,5 т/ч, Гмакс = 37 — 40 т/ч, Сформированное в блоке 22 ограничения новое значение уставки F1+1 поступает далее с выхода блока 22 на вход блока 23 запоминания, в котором запоминается это значение. С выхода блока запоминания значение уставки поступает в камеру задания регулятору 4 расхода ароматического концентрата в узел получения бензола, а также на первые входы блоков 21 и 20, Текущее значение уровня L(t) сравнивается с предыдущим L(t - At) для э1ого, чтобы выявить тенденцию изменения уровня в бенэолохранилище, На основании выявленной тенденции изменения уровня и рассогласования между текущим и заданным значениями уровня рассчитывается уставка регулятору 4. Расчет ведется по одной иэ трех формул:

Fi+I = Fi — AF; (5)

Рн1 = Г + A F; (6)

Fi+t = Fi (7)

По формуле (5) расчет ведется при следующих условиях, определяемых в блоках 7 и 15 анализа и сравнения:

L(t) > L(t-At); (8)

L(t)> L.

Условие (8) свидетельствует о том, что отгрузка бенэола из хранилища в промежуток времени Л t между замерами L(t) и

L(t - Л1) меньше либо равна притоку бензола иэ узла его получения, в результате чего текущий уровень превышает заданный. Поэтому необходимо снизить расход ароматического концентрата на установку, т. е. уменьшить задание регулятору 4 на величину выбранного шага, По формуле (6) расчет ведется при следующем условии, определяемом в блоках 14 или 15:

L(t) < Е (9) т. е. ° если текущий уровень меньше заданного, то величина уставки регулятора 4 увеличивается на величину выбранного шага ЛF.

По формуле (7) расчет осуществляется при следующих условиях, выявляемых блоками 7, 14 и 15:

L(t)< L(t-Л1)

L(t) >1

L(t) = L*, 5

Условие (10) свидетельс1вует о том, что, хотя приток бензола в хранилище за время

Л t снизился по сравнению с его отгрузкой, все же текущий уровень превышает заданный. А так как существуег тенденция уменьшения уровня, мы вправе ожидать дальнейшего снижения уровня беэ дополнительных действий. Поэтому с целью избежания дополнительных возмущений на процесс получения бенэола уставка регулятору 4 остается беэ изменений, т. е. Л F - О.

Условие (11), формируемое блоками 14 или 15, свидетельствует о том, что текущий уровень сравнялся с заданным, поэтому правильнее всего пока не предпринимать никаких изменений уставки регулятору 4, т. е. AF =-О.

Устройство работает с периодичностью

Л t, задаваемой задатчиком 10 временного интервала в пределах

At = 05 — 1,2 ч. (4)

Длительность управляющих сигналов, вырабатываемых реле 9 времени блоком 7 анализа, блоками 14 и 15 сравнения, составляет 1 — 3 с. Блоки 7 — 23 предлагаемого устройства реализуются с помощью элементов УСЭППА (сложения, вычитания, сравнения, ограничения, запоминания и т. д.) или посредством средств отечественной вычислительной техники.

Пример. Текущее значение уровня бенэола в его хранилище L(t), измеряемое датчиком 6, равно 4,3 м. Значение уровня бензола, поступающее на вход блока 7 с выхода блока задержки сигнала L(t - Лт) = 5.8 м. Заданное значение уровня бензола, поступающее от эадатчика 13, равно L = 5,1 м.

Величина At принята равной 40 мин. Значе* ние текущей уставки Fi равно 26 т/ч. По истечении интервала времени 40 мин реле времени выдает блоку 7 анализа командный сигнал по сравнению величин L(t) и L(t - At).

Так, если величина L(t) = 4,3 м < L(t - At) =

5,8 м, то блок 7 анализа формирует сигнал включения переключателя 11 и включает этот переключатель, Тогда информация L5,1 м поступает в блок 14 сравнения, в который поступает также информация L(t) - 4,3 м, Так как величина L(t) = 4,3 м < L = 5,1 м, блок 14 сравнения формирует сигнал включения переключателя 18 и включает этот переключатель. Тогда блок 21 рассчитает новое значение управляющего воздействия по формуле (2):

Рн1- Fl + A F - 26 т/ч + 1 т/ч - 27 т/ч, где 1 т/ч — принятая величина Л F.

Далее величина Ен.1 = 27 т/ч поступает в блок 22 ограничения. Так как F >< < Fl+t27 тlч < Емакс, блок 22 не изменяет это

1673591

Составитель Г,Огаджанов

Редактор М.Петрова Техред М.Моргентал Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Заказ 2896 Тираж 335 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нвб., 4/5

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

1 значение. После блока 22 величина Ен.1

- 27 т/ч поступает в блок 23 памяти, где запоминается. С выхода блока 23 уставка поступает в камеру задания регулятора 4 и подается одновременно на входы блоков 20 и 21. Каждые 40 мин процесс уточнения уставки повторяется, Предлагаемое устройство позволяет эа счет исключения сброса бензола на факел снизить расходную норму по сырью на 1 т основного целевого продукта этилена с

3,856 до 3,814 т/т.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления процессом получения бензола в производстве этилена и бензола, включающее контур регулирования расхода ароматического концентрата в стадию получения бензола, состоящий из последовательно соединенных датчика расхода, регулятора и исполнительного механизма, блоки сравнения, сложения и вычитания, реле времени, элемент ИЛИ, переключатели и задатчики временного интервала, уровня бензола в хранилище и величины шага управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения потерь получаемого бенэола, оно дополнительно содержит датчик уровня бензола в хранилище, блок запоминания, блок задержки сигнала во времени, блок ограничения сигнала и блок анализа, при этом блок анализа связан своим первым входом через блок задержки с датчиком уровня бенэола, вторым входом — непосредственно с датчиком уровня бенэола, а треть5 им входом соединен через реле времени с эадатчиком временного интервала, подключен также к второму входу блока задержки, . выходы блока анализа связаны с первыми входами первого и второго переключателей, 10 вторые входы которых подключены к задатчику уровня бенэола, а выходы — к первым входам соответственно первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых связаны с датчиком уровня бензола, первый

15 вход третьего переключателя связан с первым выходом второго блока сравнения, первый вход четвертого переключателя подключен к выходу элемента ИЛИ, соединенному своими двумя входами с вторым

20 выходом второго блока сравнения и выходом первого блока сравнения. вторые входы третьего и четвертого переключателей подключены,к задатчику величины шага, выходы блоков сложения и вычитания связаны

25 через последовательно соединенные блоки ограничения и запоминания с камерой задания регулятора расхода ароматического концентрата и со своими первыми входами, вторые входы блоков сложения и вычитания

30 подключены соответственно к выходам четвертого и третьего переключателей,