Способ автоматического управления эпюрационной колонной брагоректификационной установки


 


Владельцы патента RU 2534818:

Брусов Валерий Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к автоматическому управлению эпюрационной колонной брагоректификационной установки непрерывного действия и может быть использовано на спиртовом производстве. Способ характеризуется тем, что осуществляют регулирование давления в нижней части эпюрационной колонны брагоректификационной установки путем подачи греющего пара в эпюрационную колонну, осуществляют регулирование расхода гидроселекционной воды на верхние тарелки эпюрационной колонны, осуществляют регулирование расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор эпюрационной колонны, причем расход охлаждающей воды в дефлегматор эпюрационной колонны регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора эпюрационной колонны. Изобретение обеспечивает улучшение качества получаемого эпюрата, снижение удельных затрат греющего пара и повышение производительности эпюрационной колонны. 1 ил.

 

Изобретение относится к автоматическому управлению эпюрационной колонной брагоректификационной установки (БРУ) непрерывного действия спиртового производства или иных производств.

Известен способ автоматического управления эпюрационной колонной брагоректификационной установки [Мандельштейн М.Л. Автоматические системы управления технологическим процессом брагоректификации. М., Пищевая промышленность, 1975, с.168-171], заключающийся в стабилизации давления низа эпюрационной колонны подачей греющего пара и стабилизации температуры отходящей из дефлегматора колонны охлаждающей воды изменением ее расхода на входе в конденсатор эпюрационной колонны.

Недостатком данного способа автоматического управления в части эпюрационной колонны является то, что регулирование температуры отходящей воды из дефлегматора эпюрационной колонны не обеспечивает стабильного режима работы ее дефлегматора, что может приводить к нарушению процесса эпюрации и, следовательно, к увеличению удельных затрат тепловой энергии, повышенному уносу спирта с головной фракцией, снижению качества эпюрата и уменьшению производительности колонны. Поток головной фракции этилового спирта из конденсатора имеет незначительную концентрацию головных примесей и выводится из процесса или подается на питательную тарелку разгонной колонны для дальнейшей переработки. При этом температура конденсата на выходе из дефлегматора, который подается на верхние тарелки колонны, изменяется в широком диапазоне, что способствует возникновению в массообменных процессах на тарелках колонны колебательных явлений, являющихся причиной указанных выше недостатков. Причиной значительных изменений температуры конденсата на выходе дефлегматора является то, что в известном способе объект управления по каналу управления: вход - расход охлаждающей воды в конденсатор и дефлегматор, выход - температура отходящей воды из дефлегматора, обладает большой инерционностью, существенным транспортным запаздыванием, а управляющее воздействие имеет переменные во времени характеристики, поскольку в качестве охлаждающей воды применяется, как правило, вода из рек, прудов или водооборотных систем, которая имеет широкий диапазон колебаний температуры как сезонный, так и суточный. Кроме того, величина выходного параметра объекта управления «температура отходящей из дефлегматора воды» зависит от нагрузки эпюрационной колонны, степени загрязнения поверхностей теплообмена дефлегматора и не является достаточной, в целях управления, оценкой состояния массообменных процессов в дефлегматоре эпюрационной колонны по указанным выше причинам.

Наиболее близким к заявленному решению по технической сущности в части эпюрационной колонны является способ автоматического управления непрерывно действующим трехколонным брагоректификационным аппаратом [SU 206494 A, опубл. 08.12.1967], в котором регулируют давление низа эпюрационной колонны изменением расхода греющего пара, подаваемого в ее низ, подачу воды в дефлегматор через конденсатор колонны регулируют в зависимости от разности заданного и текущего давления верха эпюрационной колонны.

Недостатком данного способа автоматического управления является одновременное регулирование давления низа и верха колонны эпюрации, которое приводит к возникновению колебательных явлений в массообменных процессах колонны, уменьшению ее производительности, повышенному расходу греющего пара и снижению качества эпюрата.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого способа автоматического управления эпюрационной колонной, заключается в улучшении качества получаемого эпюрата, снижении удельных затрат греющего пара и повышении производительности эпюрационной колонны.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе автоматического управления эпюрационной колонной брагоректификационной установки, заключающемся в регулировании давления в ее нижней части подачей греющего пара, расхода гидроселекционной воды на верхние тарелки колонны, расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор эпюрационной колонны, причем, согласно изобретению расход охлаждающей воды в дефлегматор эпюрационной колонны регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора эпюрационной колонны.

В предлагаемом способе автоматического управления выходной параметр объекта управления «температура конденсата на выходе дефлегматора эпюрационной колонны» однозначно и достаточно точно для целей управления определяет состояние массообменных процессов в дефлегматоре эпюрационной колонны и позволяет эффективно управлять составом паровой фазы в дефлегматоре и конденсаторе эпюрационной колонны, что, в свою очередь, способствует получению на выходе конденсатора потока жидкой фазы с более высоким содержанием продуктов головной фракции этилового спирта, который может быть выведен из БРУ для последующей разгонки и частичной утилизации. Кроме того, конденсат с постоянной температурой, подаваемый на верхние тарелки эпюрационной колонны в виде флегмы, обеспечивает стабилизацию массообменных процессов на тарелках колонны и повышение ее эффективности.

На чертеже для реализации предложенного способа представлен узел эпюрационной колонны с совмещенной функциональной схемой системы автоматического управления в составе БРУ.

Узел состоит из эпюрационной колонны 1, дефлегматора 2, конденсатора 3. Приняты обозначения: ВСП - водно-спиртовый пар, ГСВ - гидроселекционная вода, ГФЭС - головная фракция этилового спирта (жидкость), ЗДНК - задание на давление низа колонны, ЗРГСВ - задание на расход гидроселекционной воды, ЗТКД - задание на температуру конденсата на выходе дефлегматора, ОВ - охлаждающая вода, ПГФЭС - пары головной фракции этилового спирта.

Эпюрационная колонна снабжена датчиком давления 4, установленным в нижней части колонны и связанным с регулятором 5, который воздействует на исполнительный механизм 6 на линии подачи греющего пара в эпюрационную колонну, датчиком расхода гидроселекционной воды 7, установленным на трубопроводе и связанным с регулятором 8, воздействующим на исполнительный механизм 9, который изменяет объем ее подачи на верхние тарелки колонны, датчиком температуры 10, установленным на трубопроводе, отводящем конденсат из дефлегматора, и связанным с регулятором 11, воздействующим на исполнительный механизм 12 на линии подачи охлаждающей воды в дефлегматор. Регулятор 11 изменяет расход охлаждающей воды, подаваемой в дефлегматор эпюрационной колонны, с помощью исполнительного механизма 12 в функции от разности заданной и текущей температур конденсата на выходе из дефлегматора, измеряемой датчиком температуры 10.

Подачу материальных потоков осуществляют следующим образом: греющий пар подают из котельной в коллектор, давление в котором поддерживают на заданном уровне регулятором, и направляют в кипятильник эпюрационной колонны, охлаждающую воду подают под заданным давлением в конденсатор и дефлегматор эпюрационной колонны. Поток бражного дистиллята подают по трубопроводу на питательную тарелку колонны эпюрации, на одну из верхних тарелок которой подают гидроселекционную воду, способствующую более полному выделению головных и промежуточных примесей. ГФЭС выводят из конденсатора через фонарь, избыток которой возвращают в колонну. Конденсат из дефлегматора эпюрационной колонны, освобожденный в значительной степени от компонентов ГФЭС, в полном объеме поступает на одну из верхних тарелок колонны.

Автоматическое управление эпюрационной колонной БРУ, в соответствии с заявленным способом, осуществляют следующим образом.

Регулятор 5 управляет с помощью исполнительного механизма 6 расходом греющего пара, поступающего в эпюрационную колонну, в зависимости от разности ЗДНК и давления в ее нижней части, измеренного датчиком 4.

Регулятор 8 управляет с помощью исполнительного механизма 9 расходом ГСВ, поступающей на верхние тарелки эпюрационной колонны, в зависимости от разности ЗРГСВ и расхода ГСВ в трубопроводе, измеренного датчиком 7.

Тепловой режим дефлегматора 2 и конденсатора 3 управляется регулятором 11, который, изменяя расход охлаждающей воды с помощью исполнительного механизма 12, поддерживает температуру конденсата на выходе дефлегматора эпюрационной колонны, измеряемую датчиком 10, в соответствии с заданным значением ЗТКД. Необходимо отметить, что задание регулятору температуры конденсата на выходе из дефлегматора устанавливают из условия максимального содержания компонентов головной фракции в паровой фазе, поступающей в конденсатор 3, с целью дальнейшего их вывода в жидком виде из БРУ.

Для удаления в значительной степени из конденсата на выходе дефлегматора эпюрационной колонны эфиров, ряда альдегидов и других примесей достаточно с высокой точностью автоматически стабилизировать температуру этого потока подачей охлаждающей воды. Задание ЗТКД регулятору 11 на температуру конденсата на выходе дефлегматора эпюрационной колонны может находиться, например, в диапазоне от 74 до 76 градусов Цельсия, что обеспечивает переход в конденсатор 3 компонентов головной фракции в составе паровой фазы. Более точно пределы диапазона заданий на температуру можно определить по результатам анализа состава примесей, получаемого из конкретного вида сырья. При этом в дефлегматоре эпюрационной колонны устанавливается стационарный массообменный процесс между жидкой и паровой фазой. Компоненты головной фракции этилового спирта, как более летучие вещества по сравнению с этиловым спиртом, переходят в паровую фазу в виде азеотропных смесей с водой и другими компонентами или непосредственно в виде паров. Затем паровой поток поступает в конденсатор 3, в котором охлаждается до жидкого состояния, и компоненты головной фракции этилового спирта в составе жидкости могут быть удалены из БРУ для последующей разгонки и частичной утилизации.

Существующие способы автоматического управления эпюрационной колонной, основанные на регулировании температуры отходящей воды из дефлегматора эпюрационной колонны, не обеспечивают поддержание высокоточного температурного режима дефлегматора, что снижает качество эпюрата, уменьшает производительность колонны и вызывает увеличение удельного расхода греющего пара.

Повышение качества эпюрата в предлагаемом способе автоматического управления эпюрационной колонной достигается за счет увеличения точности стабилизации температуры конденсата на выходе из дефлегматора эпюрационной колонны, что обеспечивает более полное выделение в концентрированном виде головных примесей этилового спирта в конденсаторе колонны и их удаление, что также существенно улучшает проведение процесса ректификации в спиртовой колонне БРУ и вызывает снижение содержания в конечном продукте количества головных примесей. Этими мерами обеспечивается также улучшение физико-химических и органолептических свойств спирта, что соответствует повышению его качества.

Регулирование температуры конденсата на выходе дефлегматора эпюрационной колонны повышает точность поддержания технологического режима эпюрационной колонны, что снижает в ней удельный расход греющего пара.

Способ автоматического управления эпюрационной колонной брагоректификационной установки, заключающийся в регулировании давления в ее нижней части подачей греющего пара, расхода гидроселекционной воды на верхние тарелки колонны, расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор эпюрационной колонны, отличающийся тем, что расход охлаждающей воды в дефлегматор эпюрационной колонны регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора эпюрационной колонны.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способу очистки (мет)акрилатов, ангидридов метакриловой кислоты или ангидридов акриловой кислоты в качестве мономеров, при котором, по меньшей мере, часть содержащихся в исходном составе мономеров испаряют и затем конденсируют.

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом ректификации многоколонной брагоректификационной установки непрерывного действия и может быть использовано в спиртовом производстве.

Изобретение относится к автоматическому управлению спиртовой колонной брагоректификационной установки непрерывного действия и может быть использовано на спиртовом производстве.

Изобретение относится к способу оптимизации параметров технологического потока в блоке перегонки сырой нефти для снижения коррозии и/или осаждения продуктов коррозии в указанном блоке, согласно которому: измеряют и/или прогнозируют по меньшей мере один параметр, выбранный из группы, включающей рН, концентрацию хлорид-ионов, концентрацию ионов железа, концентрацию ионов металлов, отличных от железа, и скорость коррозии, и связанный по меньшей мере с двумя химическими реагентами, выбранными из группы, включающей нейтрализующее вещество, каустический агент и пленочный ингибитор, в одном или более местах блока перегонки сырой нефти; определяют оптимальный диапазон, связанный с измеренным и/или предсказанным параметром, при этом оптимальный диапазон может быть установлен пользователем; если измеренный и/или предсказанный параметр выходит за пределы оптимального диапазона, связанного с этим параметром, вызывают изменение поступления по меньшей мере двух химических реагентов из указанных нейтрализующего вещества, каустического агента и пленочного ингибитора в технологический поток.

Изобретение предназначено для автоматического управления процессом ректификации и может быть использовано в химической, фармацевтической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности.

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом ректификации. Способ характеризуется тем, что измеряют по линии подачи расход и состав исходной смеси, в линии циркуляции через куб расход и температуру водно-спиртовой смеси, в кубе колонны давление и уровень, на выходе из колонны температуру паров, в линии рециркуляции теплоносителя расход, в буферной емкости уровень, на входе в дефлегматор и выходе из испарителя температуры теплоносителя, в линии циркуляции хладагента давление и расход перед компрессором, давление, температуру и расход перед терморегулирующим вентилем, давление и температуру после вентиля, мощности приводов компрессора и насосов и по измеренным параметрам по программно-логическому алгоритму, заложенному в микропроцессор, осуществляют оперативное управление технологическими параметрами процесса получения спирта с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений, рассчитывают суммарные теплоэнергетические затраты на процесс получения спирта, определяют их производную по количеству испаряемого из водно-спиртовой смеси спирта и в зависимости от знака производной воздействуют на расход исходного продукта в антибатной зависимости.

Изобретение относится к устройствам для управления процессом ректификации и может быть использовано в химической, фармацевтической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности.

Изобретение относится к области контроля и управления, а именно к способам измерения циркуляционного потока и стабилизации уровня жидкого компонента в испарительной системе дистилляционной колонны, предназначенной для получения целевого продукта, например стабильного изотопа О18, методом низкотемпературной дистилляции оксида азота NO.

Изобретение относится к технологии получения целевого продукта, такого как стабильный изотоп О18, методом низкотемпературной дистилляции оксида азота NO в 3-секционной колонне.

Изобретение относится к способу дистилляционного разделения C5+-фракций на легкокипящую (А), среднекипящую (В) и высококипящую (С) фракции. .

Изобретение относится к автоматическому управлению бражной колонной брагоректификационной установки непрерывного действия и может быть использовано на спиртовом производстве. Способ характеризуется тем, что осуществляют регулирование расхода бражки и давления в нижней части бражной колонны путем подачи пара в бражную колонну, осуществляют регулирование задания величины давления низа бражной колонны в функции от рассогласования между заданной и текущей температурой в верхней части бражной колонны, осуществляют регулирование расхода воды, поступающей в конденсатор и водяную секцию дефлегматора бражной колонны, причем расход воды в конденсатор и водяную секцию дефлегматора бражной колонны регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры бражного дистиллята на выходе из водяной секции дефлегматора бражной колонны. Изобретение обеспечивает улучшение качества получаемого этилового спирта, повышение производительности установки и снижение удельных затрат греющего пара. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению колонной окончательной очистки брагоректификационной установки непрерывного действия спиртового производства или иных производств. Согласно изобретению способ предусматривает регулирование давления в нижней части колонны окончательной очистки подачей греющего пара, расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор колонны окончательной очистки, при этом расход охлаждающей воды в дефлегматор колонны окончательной очистки регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора колонны окончательной очистки. Изобретение обеспечивает улучшение качества получаемого спирта и снижение удельных затрат греющего пара. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению сивушной колонной брагоректификационной установки непрерывного действия спиртового производства или иных производств. Согласно изобретению способ предусматривает регулирование давления в нижней части сивушной колонны подачей греющего пара, расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор сивушной колонны, при этом расход охлаждающей воды в дефлегматоре сивушной колонны регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора сивушной колонны. Изобретение обеспечивает улучшение качества получаемого спирта и снижение удельных затрат греющего пара. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению разгонной колонной брагоректификационной установки (БРУ) непрерывного действия спиртового производства или иных производств. Способ автоматического управления разгонной колонной брагоректификационной установки заключается в регулировании давления в ее нижней части подачей греющего пара, расхода охлаждающей воды, поступающей в конденсатор и дефлегматор разгонной колонны, расхода гидроселекционной воды в разгонную колонну. На выходе из дефлегматора колонны измеряют температуру конденсата с помощью датчика температуры. Расход охлаждающей воды в дефлегматор колонны регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора колонны с помощью регулятора. Измеряют температуру жидкой фазы на одной из нижних тарелок колонны с помощью датчика температуры. Расход гидроселекционной воды в колонну регулируют с учетом корректирующего сигнала регулятора, выходной сигнал которого формируют в функции от разности задания на температуру жидкой фазы на одной из нижних тарелок колонны и текущего значения температуры жидкой фазы на одной из нижних тарелок колонны. Технический результат: снижение удельных затрат греющего пара. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению разгонной колонной брагоректификационной установки (БРУ) непрерывного действия спиртового производства или иных производств. Способ автоматического управления разгонной колонной брагоректификационной установки заключается в регулировании давления в ее нижней части подачей греющего пара, расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор колонны, расхода гидроселекционной воды в верхнюю часть колонны. На выходе из дефлегматора колонны измеряют температуру конденсата с помощью датчика температуры. Расход охлаждающей воды в дефлегматор колонны регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора колонны с помощью регулятора. Измеряют температуру паровой фазы отгонной части колонны с помощью датчика температуры. Расход гидроселекционной воды в верхнюю часть колонны регулируют с учетом корректирующего сигнала регулятора, выходной сигнал которого формируют в функции от разности задания на температуру паровой фазы над контрольной тарелкой отгонной части колонны и текущего значения температуры паровой фазы над контрольной тарелкой отгонной части колонны. Технический результат: снижение удельных затрат греющего пара. 1 ил.

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом ректификации и может быть использовано в химической, фармацевтической, нефтеперерабатывающей и пищевой отраслях промышленности. Способ автоматического управления эффективностью функционирования процесса ректификации включает определение текущего температурного профиля колонны и вычисление текущего значения эффективности работы ректификационной колонны, устанавливаемого в качестве задания регулятору температуры питающей смеси, робастную стабилизацию температуры нижней точки температурного профиля путем изменения расхода греющего пара с коррекцией по концентрации целевого продукта и компенсации возмущений со стороны линии питания и адаптивное управление верхней точкой температурного профиля путем изменения расхода флегмы в зависимости от величины текущих потерь сырья по верху колонны. Расход флегмы изменяют в зависимости от скорости дрейфа критерия управления. Технический результат: обеспечение эффективного процесса ректификации. 2 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Расход охлаждающей воды в конденсатор и дефлегматор первой и второй разгонных колонн регулируют в функции от разности заданного и текущего значений температуры конденсата на выходе из дефлегматора первой и второй разгонных колонн. Измеряют переменный текущий расход кубовой фракции из первой разгонной колонны на нижнюю питательную тарелку второй разгонной колонны и выделяют низкочастотную составляющую значений измеряемого параметра. Корректируют задание на давление низа первой и второй разгонных колонн в функции от разности заданного номинального расхода кубовой фракции и низкочастотной составляющей текущих значений расхода кубовой фракции. При корректировке заданий на давление низа первой и второй разгонных колонн их величину уменьшают при положительном значении разности и увеличивают при ее отрицательном значении. Изобретение позволяет снизить удельные затраты греющего пара. 1 ил.
Наверх