Способ автоматического регулирования процесса ректификации

 

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

408l53

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 28.Ч11,1971 (№ 1688908/23-26) с присоединением заявки №вЂ”

М. 1(л. В Old 3/42

G 05d 27/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Приоритет—

Опубликовано 10.XII.1973. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 15Х.1974.

УД1(66.048-52(088.8) Автор изобретения

П. М. Крицула

3 cl 5I B H I C Ji b

Государственный всесоюзный институт по проектированию предприятий коксохимической промышленности

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА Р ЕКТИ ФИ КАЦИ И

Изобретение относится к способам автоматического регулирования химических процессов, в частности процесса ректификации смеси бензольных углеводородов, и может быть использовано в химической и коксохимической промышленности.

Известен способ автоматического регулирования процесса ректификации, заключающийся в регулировании подачи пара в колонну для получения продукта определенной чистоты прн минимальном расходе тепловой энергии. Этот способ состоит в определении измене.;ий скорости питающего колонну потока, выработке сигналов, чувствительных к изменению скоросги потока; анализе исходного сырья для определения концентрации компонентов в нем, выработке сигналов, отражающих концентрацию высококипящих компонентов в дистилляте и легкокипящего компонента в остатке. При этом анализатор высококипящего (тяжелого) компонента в дистилляте корректирует регулятор расхода остатка из колонны и выдает импульс в счетчик реальной энтальпии. Счетчик энтальпии питания использует в качестве корректирующего импульса сигналы анализатора питашгя колонны. 1(ак счетчик реальной энтальнни, так и счетчик энтальпии питания определяют теплосодержание потоков, решая управление, учитывающее температуру, теплоемкость и состав потоков. Сигнал, отражающий оптимальную энтальнию питания, срав. нивают с сигналом, определяющим реальную энтальпию питания и в результате обрабатывается импульс, корректирующий подачу пара в подогреватель. Тепловой режим колонны регулируется по уровню остатка в колонне, температуре на контрольной тарелке, а также по содержанию легкокипящего компонента после

10 колонны илн состава поступающего сырья в колонну.

Однако способы автоматического регулирования процесса ректификации не полностью учитывают динамику процесса раздслс15 ння, не обеспечивают должной чистоты разделения смеси и требуют значительного количества тепловой энергии.

Для создания теплового режима колонны, обеспечивающего требуемую чистоту раздс20 ления смеси и экономию тепловой энергии импульс, характеризующий чистоту процесса ректификации, формируется в блоке соотношения качественного контура регулирования и в зависимости от его величины корректн25 рует количество пара нли рефлюкса, подаваемых в колонну. Блок соотношения илн функциональный блок оперирует только импульсами, характеризующими величину содержания легкокипящего компонента в ис30 черпывающей части колонны (хг) и после

408153 нее (х ) и решается уравпением — (1, отх, ражающпм скорость процесса перехода легкокипящего компонента в исходном сырье с исчерпывающей части колонны в укрепляющую ее часть.

Схема иллюстрирует предлагаемый способ.

Для обеспечения требуемой чистоты раздслепия смеси, состоящей из легкокипящего и высококипящего компонентов, стабилизированное количество исходного сырья поступает в середину ректификациопной колонны

1, нагревается парами продуктов, поступающих из нижней части колонны, где тепло к ним подводится паровыми подогревателями 2. При этом верхняя (укрепляющая) часть колонны 1 получает продукт, свободный от примесей высококипящих компонентов, а нижняя часть колонны (исчерпываюtttatt) выделяет остатки лсгкокппящего компонента пз высококипящих фракций.

Степень разделения по чистоте исходной смеси в ректификацпонной колоние отрабатывается в предварительном контуре «сырьереф люкс», основном контуре качественной стабилизации и изменяет количество рефлюкса, подаваемого в колонну.

Предварительный контур «сырье-рефлюкс» состоит из дифмаиометров-расходомеров

3, 4, 5 и 6, которые соответственно измеряют количество сырья и рефлюкса, поступающих в ко totttt): блока соотношения 7, термопары 8 и потенциомстра 9. Основной контур качественной стабилизации работы колопны имеет комплект хроматографа, включающего датчик 10, электронный потенциометр 11, пневматическую приставку пли дешифратор 12, ипдикатор состава 18, вторичный прибор 14,регулирующий и функциональный блоки соогпошения 15 и 16.

Тепловой режим в колоние стабилизируется подачей пара в подогреватели 2 в зависимости от количества сырья и температуры внизу колонны. Пневматический импульс, характеризующий расход сырья от дифманометра-расходомера 8, поступает в регулирующий блок соотношения 17, а от электроппевмопреобразователя 18 поступает импульс и зависимости от температуры внизу колонны, измеряемой термопарой 19.

Для получения продуктов определенного состава и физико-химических свойств, и учитывая, что из колонны Hå может быть выведено больше компонента, чем его поступасг в колонну, функциональный блок соотношения 16 качественного контура стабилизации настраивают па определенную чистоту разделения поступающей в колонну смеси по компонентам в зависимости от соотношения содержания легкокипящего компонента после колонны и в исчерпывающей части ее. Отработанный таким образом в блоке соотношения 16 импульс качественного контура регулирования используется не только для регуг

lO

25 зо

За о

vO

6О

65 лирования количества рсфлюкса, подаваемого в колонну, tto и в некоторых режимах для корректирования расхода пара, подаваемого в подогрсватель колонны.

При стабильном тепловом режиме процесса и постоянном содержании требуемого количества легкокипящего компонента в исходпом сырье, поступающего в исчерпывающую часть колонны, а соответственно иа выходе после пее регулирующий импульс, сформированный в блоке соотношения 16 качественного контура регулирования, будет равен «1», т. е. весь легкокипящпй компонент в исходном сырье с исчерпывающей части колонны с учетом к. п. д. процесса перешел в укрепляющую часть колонны. При этом рефлюкс в колоипу не подается, а регулирующее воздействие на мембранной пневматический клапап 20 подачи рефлюкса в колонну отрабатывается только контуром «сырье-рефлюкс».

Количество пара, подаваемого в колоппу в этом режиме работы, регулируется только в зависимости от количества исходного сырья и температуры внизу колонны. Регулирующий блок соотношения 17 по количеству сырья, подаваемого в колонну 1 и температуре внизу колонны, изменяемой термопарой

19, управляет пневматическим мембранным клапаном 21 подачи пара в подогреватели 2.

При изменении количества легкокипящего компонента в исходном сырье в пределах допустимой производительности колонны и стабильном тепловом режиме колонны регулирующий импульс, сформированный в фупкциоиаlbHQM блоке соотношения 16 качественного контура регулирования с учетом задавил по качеству компонентов, станет меньше

«1» и для получения продуктов постоянного состава и физико-химических свойств в колонну подается рефлюкс, Регулирующее воздействие па мембранный пневматический клапан 20, подающий рефлюкс в колонну, отрабатывается в зависимости от соотношения содержания легкокипящего компонента в исчерпывающей части колонны и после ttee.

Количество пара, подаваемого в колоппу в этом режиме работы, также регулируется с учетом соотношения содержания легкокипящего компопеита в исчерпывающей части колонны и после нее. Для этого регулирующий импульс из блока соотношения 16 качественного контура регулирования корректирует блок соотиошепия 17 подачи пара в колонну. Величина и направление указанного корректирующего импульса во всех режимах работы определяется количеством рефлюкса, подаваемого в колонну или количеством легкокипящего компонента в исходном сырье с учетом динамики процесса разделения.

При увеличении количества легкокипящего компонента в исходном сырье и сохранении установленного ранее режима подачи рефлюкса и пара в колонну, с целью нормализации процесса, импульс качественного

408153 кон ура рсгулпроьапия, сформированный в блоке соотношения 16, увеличит подачу пара и уменьшит количество рефлюкса в колонну.

При уменьшении количества легкокипящего компонента в исходном сырье до определенных граничных условий режима подачи рефлюкса в колонну, импульс качсствеппого контура регулирования возможно скорректирует расход пара, подаваемого в колонну, в сторону уменьшения.

При стабильном количестве требуемого исходного состава сырья в переходный период нарушения теплового режима работы колонны, вызванного уменьшением параметров пара (P, Т); подаваемого в колонну, не весь легкокипящий компонент перейдет с исчерпывающей части колонны в укрепляющую.

Для обеспечения требуемой чистоты отбираемых фракций в этом режиме работы колоипы импульс качественного контура регулиро,вапия одновременно увеличит подачу рефлюкса и скорректирует количество пара, необходимое для обеспечения требуемой чистоты отбираемых фракций. Импульс качествеиt:oão контура рсгулировапия воздействует на регулятор расхода пара до тех пор, пока соотношение содержания легкокппящего компопеита в исчерпывающей части колонны и после нее не станет равным «1», после чего весь легкокипящий компонент, поступающий па питающую тарелку исчерпывающей части колонны, псреходпт в укрепляющ„ io i cTb n тепловой режим колонны стабилизируется за счет восстановления требуемых параметров пара или подачи увеличенного его количества

5 при поппжеиных параметрах, Во всех режимах работы колонны, ис. пользуя импульс качественного контура регулирования, можно получать чистые готовые продукты требуемого состава и физико10 химических свойств за счет изменения количсства пара и рефлюкса, подаваемых в колонну. При этом поддерживаются оптимальные расходы рефлюкса, подаваемого в колонну, и минимальные расходы пара па про15 цесс разделения.

Предмет изобрстспия

Способ автоматического регулирования

20 процесса ректпфикации, например смеси бензо Ibllblx углеводородов, путем изменения количества пара, подаваемого в подогреватели колонны, в зависимости от количества сырья, температуры пиза колонны, от.гичаю цай"ся тем, 25 что, с целью создания теплового режима колониы, обеспечивающего требуемую чистоту разделения смеси и экономию тепловой энергии, количество пара, подаваемого в подогреватели колонны, корректируют по отпо30 шепию содержаиия легкокппящего компонента в исчерпывающей части колонны и после псе.

408153

Составитель P. Клейман

Техред Л. Богданова

Редактор Л). Лашкова

Корректор Н. Аук

Малоирослаасалая горсаск iR ипографкя Калужского областио о гвраялсиня издательств. полиграфии и книжкой торговлю

Заказ )!ОЗ/!9 Изд, Ко 29! Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного Ком: тета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушскаи иаб., д. 4/о