Устройство для автоматического управления блоком ректификационных и абсорбционных колонн

 

I I1 548289

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.06.75 (21) 2139711/26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 21.03.77 (51) М, Кл" В 01В 3/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения А. Ф. Чеканов, Н. П. Ушатинская, H. П. Сафонова и H. К. Камынин

Куйбышевский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

БЛОКОМ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ И АБСОРБЦИОННЫХ КОЛОНН

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления блоком ректификационных и абсорбционных колонн и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известно устройство для автоматического регулирования ректификационных и абсорбционных аппаратов, содержащее датчики и регуляторы расхода сырья, целевого и промежуточных продуктов, расхода пара, датчики и регуляторы температуры в укрепляющей и исчерпывающей секциях каждой колонны, датчики и регуляторы острого орошения, функциональные блоки, сумматоры, блоки ограничения сигналов, исполнительные механизмы

Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования, обусловленная тем, что оно не позволяет учитывать гидродинамический режим работы последовательно соединенных колонн.

С целью повышения точности регулирования устройство снабжено датчиком и регулятором перепада давления в исчерпывающей секции каждой колонны, вход которого через функциональный блок связан с датчиком расхода сырья, а также датчиком и регулятором перепада давления в укрепляющей секции каждой колонны, выход которого соединен со входом регулятора острого орошения, а входы регуляторов расхода пара соедш1ены с выходами регуляторов перепада давления в исчерпывающей секции каждой колонны, причем датчики перепада давления в наиболее нагруженной части каждой колонны через блоки ограничения сигналов, сумматор и функциональный блок подключены к регулятору расхода сырья первой колонны блока.

На чертеже представлена схема устройства.

10 Предлагаемое устройство содержит линию

1 подачи сырья в колонну 2, тсплообмепнпк

3 для предварительного нагрева исходного сырья, лпншо 4 подачи теплоносителя в теплообменнпк 3; линшо 5 вывода теплоносителя

15 пз теплообменнпка, линию 6 вывода паров дистпллата пз колонны 2, конденсатор 7, емкость 8 орошения, линию 9 подачи конденсата на орошение 13 ккооллоо1н11н3у у 22, линшо 10 вывода балансового избытка продукта, линию

20 11 вывода цпркуляцпонного орошения из колонны 2, теплообменник 12, линшо 13 возврата охлаждеш1ого орошения в колонну, линию

14 вывода остатка пз ко IQHIIbl 2 в кипятильник 15, линию 16 поступления теплоносителя

2> в кипятильник 15, линию 17 вывода теплоносителя, линию 18 ввода паров из кипятильника 15 в колонну 2, линшо 19 вывода жидкого остатка, теплообменнпк 20, линии 21 и 22 подачи и вывода теплоносителя для теплообмен30 ника 20 колонны 23, линию 24 вывода дпстил548289

3 лата из колонны 23, конденсатор 25, емкость орошения 26, линию 27 подачи дистиллата на орошение в колонну 23, линию 28 вывода балансового избытка продукта, линию 29 отбора остатка из колонны 23, кипятильник 30, линии 31 и 32 ввода и вывода теплоносителя для кипятильника 30, линию 33 возврата паров пз кипятильника 30 в колонну 23, линию

34 вывода балансового избытка продукта в следующую кслонну блока.

Устройство для автоматического управления олоком ректпфикационных п аосорбционных колонн содержит датчики 35 расхода острого и циркуляционного орошения колонны 23, функциональные блоки 36, 37 и 38, сумматоры 39, 40 и 41, датчики 42 температуры на контрольных тарелках, датчики 43температуры на выходе из подогревателя сырья, регуляторы 44, 45, 46, 47, 48 и 49, исполнительные механизмы 50, преобразователи сигналов 51, датчики 52 перепада давления в укрепляющей и исчерпывающей секциях колонны, ограничители сигналов Ilo максимуму

53.

Устройство раоотает следующим образом.

В зависимости от состава подаваемого в колонну сырья изменяется разность температур на сырьевой линии, измеряемая датчиками 43 температуры на выходе из теплообменника 3 (20) сырья. Сигналы с датчиков температур через преобразователи 51 поступают на регуляторы 44 и далее на испол гительные механизмы 50, установленные на линии подачи теплоносителя 4 (21) в теплообменппк 3 (20) сырья.

Эта схема обеспечивает постоянную долю отгона от сырья. В зависимости от количества подаваемого сырья датчики 35 расхода сырья отрабатывают сигнал, который поступает одновременно на регуляторы 45 расхода сырья и через функциональные блоки 36 в качестве задания — па регуляторы 46 перепада давления исчерпывающих секций колонн. Отработанные регуляторами 46 перепада давления в исчерпывающей секции колонны сигналы являются корректирующими на регуляторы 47 подачи теплоносителя. Вторыми входами регуляторов 47 являются выходные сигналы с преооразователей 51, входом которых являются сигналы с датчиков 42 температуры контрольной тарелки исчерпывающей секции колонны, а выходной сигнал регулятора 47 является управляющим для исполнительного механизма 50, установленного на подаче теплоносителя в куб первой колонны блока, Пневмосигналы, отработанные датчиками

35 расхода острого (aoccpoeHTa) и циркуляционного орошений, суммируются в сумматоре 39, сигнал с которого через функциональный блок 37 поступает в качестве задания на регулятор 48 перепада давления укрепляющей секции колонны. Отработанный регулятором 48 сигнал является корректирующим на регулятор 49 острого орошения, вторым вхо5

4 дом которого является выходной сигнал с суммирующего блока 40. Одним входом сумы рующего блока 40 служит сигнал с датчика 35 расхода острого орошения (абсорбента), другим — сигнал с преобразователя

51, сигнал на который поступает с датчика

-,:2 те:;пературы, установленного на контрольной тарелке укрепляющей секции. Выходной сигнал регулятора 49 является управляющим для исполнительного механизма 50 на линии подачи острого орошения (абсорбента). Для второй колонны 23» последующих колонн блока второй выход датчика 52 перепада давления наиболее нагруженной части колонны, которая определяется в результате предварительных расчетов, исходя из состава сырья и конструктивных особенностей колонны (на чертеже условно показана укрепляющая секция), связан с ограничителем сигналов по максимуму 53, выходной сигнал которого является входом суммирующего блока

41 в исчерпывающей секции первой колонны

2 блока, а выходной сигнал суммирующего блока 41 является входным для функционального блока 38.

С выхода функционального блока 38 корректирующий сигнал поступает на регулятор

45 подачи сырья первой колонны блока, на выходе которого получается управляющий сигнал для исполнительного механизма 50, установленного на линии подачи сырья в колонну.

При изменении количества подаваемого сырья изменяется перепад давления в исчерпывающей части колонны. При этом изменяется сигнал задания на регулирующий блок

46 перепада давления в исчерпывающей секции колонны, отрабатываемый функциональным блоком 36.

Be.;è÷èHà рассогласования между заданием и с,.ществующим перепадом давления характеризует несоответствие парового потока жидкостному потоку в исчерпывающей секции колонны. Несоответствие компенсируется подачей теплоносителя в куб колонны. Величина рассогласования между заданием и существующим перепадом давления в укрепляющей секции отражает рассогласование между паровым и жидкостным потоками в укрепляющей секции колонны.

Отработанный регулятором 46 перепада давления в укрепляющей секции колонны блока сигнал поступает на регулятор острого орошения (абсорбента), опережающий сигнал от датчика темгературы на контрольной тарелке.

I Io,äoñòèæåíèè сигналом, отработанным датчиком перепада давления наиболее нагруженной части колонны, критического значения, характеризующего режим захлебывания, включается ограничитель сигнала по максимуму, сигнал с которого поступает на регулятор 45 расхода сырья в колонну, ограничивающий загрузку первой колонны в блоке колонн.

548289

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления блоком ректификационных и абсорбционных колонн, содержащее датчики и регуляторы расхода сырья, целевого и промежуточных продуктов, расхода пара, датчики и регуляторы температуры в укрепляющей и исчерпывающей секциях каждой колонны, датчики и регуляторы острого орошения, функциональные блоки, сумматоры, блоки ограничения сигналов, исполнительные механизмы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено датчиком и регулятором перепада давления в исчерпывающей секции каждой колонны, вход которого через функциональный блок связан с датчиком расхода сырья, а также датчиком и регулятором перепада давления в укрепляющей секции каждой колонны, выход которого соединен со входом регулятора острого орошения, а входы регуляторов расхода пара соединены с выходами регуляторов перепада давления в исчерпывающей секции каждой колонны, причем датчики перепада давления в наиболее нагруженной части каждой колонны через блоки ограничения сигналов, сумматор и функциональный блок подключены к регулятору расхода сырья пер15 вой колонны блока.