Способ автоматического управления колонной окончательной очистки брагоректификационной установки


 


Владельцы патента RU 2541761:

Брусов Валерий Геннадьевич (RU)

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 колонной окончательной очистки (КОО) брагоректификационной установки (БРУ) непрерывного действия спиртового производства или иных производств.

КОО - это полная ректификационная колонна, которая может работать в двух вариантах: 1 - работа в режиме эпюрации с целью выделения остатков головных и концевых (типа метанола) примесей; 2 - в режиме повторной ректификации для освобождения ректификата от верхних промежуточных примесей (пропанола и ряда эфиров) и уменьшения содержания головных и концевых примесей за счет пастеризации [см. стр.196-202 в книге: Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта. - М.: Пищепромиздат, 2001. - 400 с.]. Питание КОО в обоих режимах осуществляется ректификованным спиртом, отобранным с одной из тарелок зоны пастеризации спиртовой колонны. Способы автоматического управления дефлегматором и конденсатором КОО в указанных режимах идентичны, поэтому рассматриваются особенности управления колонной, работающей в режиме эпюрации.

Известен и широко применяется в производствах пищевого этилового спирта способ автоматического управления колоннами брагоректификационной установки, в том числе и КОО [см. стр.440-452 в книге: Стабников В.Н. Перегонка и ректификация этилового спирта. - М.: Пищевая промышленность, 1969. - 456 с.], заключающийся в регулировании температуры отходящей из дефлегматора колонн охлаждающей воды изменением ее расхода на входе в конденсатор и дефлегматор, регулировании давления в нижней части колонн подачей греющего пара.

Недостатком данного способа автоматического управления для колонны окончательной очистки является то, что регулирование температуры отходящей воды из дефлегматора колонны не обеспечивает стабильного режима его работы, что может приводить к нарушению процесса ректификации в колонне и, следовательно, к снижению качества спирта и увеличению удельных затрат тепловой энергии. При этом поток головной фракции из конденсатора имеет незначительную концентрацию вредных примесей. Температура конденсата на выходе из дефлегматора, который подается на верхние тарелки колонны в виде флегмы, может изменяться в широком диапазоне, что способствует возникновению колебательных явлений в массообменных процессах на тарелках колонны. 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 колонны, степени загрязнения поверхностей теплообмена дефлегматора и не является достаточной, в целях управления, оценкой состояния массообменных процессов в дефлегматоре колонны по указанным выше причинам.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является способ автоматического управления колонной окончательной очистки [см. стр.203 в книге: Мандельштейн М.Л. Автоматические системы управления технологическим процессом брагоректификации. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 238 с], в котором регулируют давление низа колонны изменением расхода греющего пара, подаваемого через кипятильник, подачу воды в дефлегматор через конденсатор колонны регулируют в зависимости от разности заданного и текущего давления верха колонны, а питание самотеком подается на верхнюю тарелку отгонной части колонны из зоны пастеризации спиртовой колонны.

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

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого способа автоматического управления колонной окончательной очистки БРУ, заключается в улучшении качества получаемого спирта и снижении удельных затрат греющего пара.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе автоматического управления колонной окончательной очистки брагоректификационной установки, заключающемся в регулировании давления в ее нижней части подачей греющего пара, расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор колонны окончательной очистки, причем согласно изобретению 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.

В предлагаемом способе автоматического управления выходной параметр объекта управления «температура конденсата на выходе дефлегматора колонны окончательной очистки» обладает меньшими, чем в прототипе, инерционностью и транспортным запаздыванием, однозначно и достаточно точно, для целей управления, определяет состояние массообменных процессов в дефлегматоре колонны окончательной очистки и позволяет эффективно управлять составом паровой фазы в дефлегматоре и конденсаторе колонны, что, в свою очередь, способствует получению на выходе конденсатора потока жидкой фазы с более высоким содержанием вредных примесей этилового спирта. Кроме того, конденсат с постоянной температурой, подаваемый из дефлегматора на верхние тарелки колонны в составе флегмы, обеспечивает стабильность массообменных процессов на тарелках и повышение эффективности колонны.

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

Узел состоит из колонны окончательной очистки 1, дефлегматора 2, конденсатора 3. Приняты обозначения: ЗДНК - задание на давление низа колонны, ЗТКД - задание на температуру конденсата на выходе дефлегматора, ГФ - головная фракция спирта (жидкость), ПСГФ - пары спирта с головной фракцией, ОВ - охлаждающая вода, CP - спирт ректификованный из спиртовой колонны БРУ.

Колонна окончательной очистки 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 колонну, датчиком 7 температуры конденсата, установленным на трубопроводе, отводящем конденсат из дефлегматора, и связанным с регулятором 8, воздействующим на исполнительный механизм 9 на линии подачи охлаждающей воды в дефлегматор. Регулятор 8 изменяет расход охлаждающей воды, подаваемой в дефлегматор колонны, с помощью исполнительного механизма 9 в функции от разности заданной и текущей температур конденсата на выходе из дефлегматора, измеряемой датчиком температуры 7.

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 колонны окончательной очистки, охлаждающую воду подают под заданным давлением в конденсатор и дефлегматор колонны. Поток ректификованного спирта на дополнительную очистку подают из зоны пастеризации спиртовой колонны по трубопроводу на питательную тарелку КОО. Из конденсатора через фонарь выводят ГФ, избыток которой возвращают в колонну. Конденсат из дефлегматора, освобожденный в значительной степени от компонентов вредных примесей спирта, в полном объеме поступает на верхнюю тарелку КОО. Спирт, дополнительно очищенный от вредных примесей, отбирают из низа КОО через перелив.

Автоматическое управление колонной окончательной очистки, в соответствии с заявленным способом, осуществляют следующим образом.

Регулятор 5 управляет с помощью исполнительного механизма 6 расходом греющего пара, поступающего в колонну, в зависимости от разности ЗДНК и давления в нижней части колонны, измеренного датчиком 4. Тепловой режим дефлегматора 2 и конденсатора 3 управляется регулятором 8, который, изменяя расход охлаждающей воды с помощью исполнительного механизма 9, поддерживает температуру конденсата на выходе дефлегматора колонны окончательной очистки, измеряемую датчиком 7, в соответствии с заданным значением ЗТКД. Необходимо отметить, что задание регулятору температуры конденсата на выходе из дефлегматора устанавливают из условия максимального содержания вредных примесей спирта в паровой фазе, поступающей в конденсатор 3, с целью дальнейшего их вывода в жидком виде из конденсатора.

Для удаления в значительной степени из конденсата на выходе дефлегматора колонны окончательной очистки вредных примесей достаточно с высокой точностью автоматически стабилизировать температуру этого потока подачей охлаждающей воды. Задание ЗТКД регулятору 8 на температуру конденсата на выходе из дефлегматора колонны может находиться, например, в диапазоне от 74 до 76оС, что обеспечивает переход в конденсатор 3 компонентов вредных примесей в составе паровой фазы. Более точно пределы диапазона заданий на температуру можно определить по результатам анализа состава примесей спирта, получаемого из конкретного вида сырья. При этом в дефлегматоре колонны устанавливается стационарный массообменный процесс между жидкой и паровой фазой. Компоненты вредных примесей в верхней части колонны, 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. В дефлегматоре 2 осуществляется частичная конденсация паров компонентов, основой которых является этиловый спирт и вода. Затем оставшийся паровой поток, содержащий значительную долю вредных примесей ГФ, поступает в конденсатор 3, в котором охлаждается до жидкого состояния, и компоненты вредных примесей этилового спирта в составе жидкости могут быть удалены через фонарь. Из дефлегматора 2 поток конденсата, содержащий уже существенно меньшее количество вредных примесей, возвращается в составе потока флегмы на верхнюю тарелку колонны. Существующие способы автоматического управления колонной окончательной очистки, основанные на регулировании температуры отходящей воды из дефлегматора или давления верха колонны окончательной очистки, не обеспечивают стабильность массообменных процессов в колонне, что снижает качество спирта и вызывает увеличение удельного расхода греющего пара. Повышение качества спирта в предлагаемом способе автоматического управления колонной окончательной очистки достигается за счет увеличения точности стабилизации температуры конденсата на выходе из дефлегматора колонны окончательной очистки, что обеспечивает более интенсивное извлечение вредных примесей этилового спирта в конденсаторе и их удаление из процесса через фонарь. Этими мерами обеспечивается также улучшение физико-химических и органолептических свойств спирта, что соответствует повышению его качества. Регулирование температуры конденсата на выходе дефлегматора колонны окончательной очистки в заданных пределах повышает точность поддержания технологического режима колонны и снижает в ней удельный расход греющего пара.

Способ автоматического управления колонной окончательной очистки брагоректификационной установки, заключающийся в регулировании давления в ее нижней части подачей греющего пара, расхода охлаждающей воды, поступающей в дефлегматор колонны окончательной очистки, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

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

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

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 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