Способ управления процессом ректификации

 

О П И С А Н И Е 11ц 576120

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз. Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 07.01.76 (21) 2311049/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.10.77. Бюллетень № 38 (45) Дата опубликования описания 02.12.77 (51) М. Кл е В 01D 3/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. А. Нихинсон и В. М. Фрумкин

Государственный всесоюзный институт по проектированию предприятий коксохимической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ

Изобретение относится к коксохимической промышленности, и в частности к производству бензола для нитрации или толуола на ректификационных колоннах.

Известен способ автоматического управления ректификационной колонной путем изменения подачи пара в подогреватель колонны в зависимости от отношения разностей измеренных температур на второй и третьей, первой и четвертой тарелках, расположенных в середине колонны, флегмы по разности измерснных температур на двух тарелках верхней части колонны, стабилизации расходы сырья, поддержания постоянства уровня низа колонны воздействием на расход нижнего продукта и в сепараторе воздействием на расход верхнего продукта (1).

Ближайшим по технической сущности является способ автоматического регулирования режима ректификационной колонны путем стабилизации расхода сырья, расхода пара с коррекцией по уровню в сепараторе, расхода флсгмы с коррекцией по расходу сырья, расхода верхнего продукта с коррекцией по расходу сырья и температурам на нижней и верхней контрольных тарелках (2).

К недостаткам известного способа следует отнести невозможность автоматического изменения расхода оснзола для нитрации при изменяющемся составе сырья, определения содержания лсгколстучего компонента в нижнем и тяжелолстучсго компонента в всрхпсм продукта в зависимости от изменения температур на нижней, верхней контрольных и промсжуто 111ых Tapcë! ах 1 олонны, сокращения времени отклонения от оптимального режима.

Целью изоорстснпя является интенсификация процесса.

Это достигастся тем, что расход пара изменяют скачкообразно максимально в зависимости от изменения температур на нижней, верхней контрольных и промежуточных тарелках, а расход верхнего продукта корректируют в зависимости от уровня в сепараторе при

15 его отклонении от заданной величины.

На чсртсже изображена схема реализации прелагаемого способа управления процессом ректпфикации.

Способ осущсствлястся следующим образом.

20 Регулятор расхода пара 1 через открытый клапан 2 регулирующего воздействия и регулирующий орган 3 подачи пара осуществляет стабилизацию расхода пара, подаваемого по линии 4 в подогрсватель 5 колонна 6 на осно25 ванин информации, поступающей от датчика 7 расхода пара через открытый клапан 8 текущего значения расхода пара и сигнала задания, приходящего чсрез открытьш клапан 9 задающего воздействия от корректирующего бло31 ка 10, вырабатывающего этот сигнал по ин576120

3 формации, поступающей от датчика уровня 11 через открытый клапан 12 текущего значения уровня.

Регулятор 13 расхода верхнего продукта через регулирующий орган 14 отвода всрхнего продукта из сепаратора 15 осуществляет стабилизацию расхода верхнего продукта, отводимого по линии 16 на основании информации от датчиков расхода верхнего продукта 17 и сырья 18.

Автоматическим заданием, определяемым в зависимости от состава сырья с помощью вычислительного 19 и анализирующего 20 блоков, датчика 21 состава сырья и поступающим через дискретно-суммирующий блок 22 и регулятор 13 расхода верхнего продукта, устанавливается новое значение расхода верхнего продукта.

Регулятор 23 расхода флсгмы через регулирующий орган 24 подачи флегмы на основании информации от датчиков расхода флегмы 25 и сырья 18 осуществляет стабилизацию расхода флегмы, подводимой по линии 26, в колонну 6 из конденсатора-холодильника 27 через сепаратор 15, При изменении нагрузки lIQ сырью, подаваемому по линии 28 или состава, или перечисленных парамстров, одновременно происходит изменение, например, количества отбирасмого из сепаратора 15 верхнего продукта, что, в свою очередь, вызываст отклîrrcrrèå уровня, которое передается описанным выше путем в корректиру ощнй блок 10, преобразующий эти отклонения в сигнал коррекции задания регулятору 1 расхода пара, который производит дорегулировапие расхода пар", в подогреватель 5, так, чтобы ликвидировать это отклонение.

Функционирование корректирующего блока

10 в непрерывном рсжпмс ограниченно заданной зоной изменения уровня, верхняя и нн княя границы которого контролируется дискретно-суммирующим блоком 22. Прн выходе значения уровня за эти границы на одном из выходов дискретно-суммирующего блока 22 появляется алгебраическая сумма аналоговых сигналов от датчика уровня 11 и вычислительного блока 19, в результате чего изменяется задание регулятору 13 расхода верхнего продукта, что, в свою очередь, дает возможность вернуть значение уровня в пределы заданной зоны. Одновременно на другом выходе дискретно-суммирующего блока 22 появляется дискретный сигнал «1», поступающий в логический блок 29.

Логический блок 29 дискретными сигналами

«1» закрывает клапаны 12, 9 текущего значения уровня и задающего воздействия соответственно, в рсзультатс чего корректирующий блок 10 отк;почастся от датчика уровня 11 и регулятора 1 расхода пара и переводится в режим запоминания, а регулятор расхода пара производит описанным выше способом подачу пара в подогрсватсль 5 по заданшо, напоминание которого произошло благодаря персводу

ЗО

60 клапана 9 задающего воздействия в закрытое состояние.

После возврата значения уровня в пределы заданной зоны дискретно-суммирующий блок

22 прекращает алгебраическое суммирование сигналов от датчика уровня 11 и вычислительного блока 19, на сго анаголовом выходе повторяется сигнал задания, поступающий к нему от вычислительного блока 19, исчезают дискретныс сигналы «1» на выходах дискретно суммирующего 22 и логического 29 блоков открываются клапаны 12, 9 текущего значения уровня и задающего воздействия соответственно.

Вычнслительпос устройство 30 непрерывно определяет содеряание легколетучего компонента в нижнем продукте, отводимом по линии 31 по информации от датчиков температуры на нижней контрольной 32 и промеяуточпых 33, 34, и соответственно содержание тяжслолетучего компонента в верхнем продукте по информации от датчиков температуры на промежуточных 33, 34 и верхней контрольной

35 тарелках. Лналоговые сигналы непрерывно поступают с вычислительного устройства 30 в логический блок 29.

Прп увеличении одного из аналоговых сигналов, пропорционального содержанию выше допустимого лсгколстучего компонента в нижнем продукте, логический блок 29 появляющимися íà cro выходах дискретными сигналами «1» закрывает клапаны 12, 9, 8, 2 текущего значения уровня, задающего воздействия, текущего значения расхода пара, регулирующего воздействия соответственно, переводя корректирующий блок 10 и регулятор 1 расхода

II3p3 в режим запоминания, и открывает кла»а> 36 максимального сигнала, пропускающий через себя максимальный аналоговый сигнал, полностью открывающий регулирующий орган 3 под"÷è пара,,в результате его подогреватель 5 поступает максимально возможггое количсство пара. Такое воздействие на процесс позволяет за кратчайшее время довести содержание лсгколстучсго компонента в ниянсм продукте до допустимой концентрации, в результате чего исчезают дискретные сигналы

«1» на выходах логического блока 29, открываются клапаны 12, 9, 8, 2 текущего значения уровня, задающсго воздействия, текущего значения расхода пара, регулирующего воздействия, тскущсго значения расхода пара, регулирующсго воздействия соотвстственно, закрывается клапан 36 максимального сигнала, в результате этого корректирующий блок 10 и рсгулятор 1 расхода пара продолжают свою работу в рсяимс, который предшествовал моменту появления дискретных сигналов «1» на вы одах логического блока 29.

Аналогичным образом происходит работа цепей унравлсшгя при увеличении другого аналоговогоо сигнала, пропорционального содержанию выше допустимого тяяелолетучего компонента в верхнем продукте. Однако в этом случае дискретный сигнал «1» открывает кла576120

29 лан 37 сброса, переводя регулирующий орган

3 подачи пара в закрытое состояние, в результате чего пар в подогреватель 5 не поступает.

Это позволяет за кратчайшее время довести содержание тяжелолетучего компонента в верхнем продукте до допустимой концентрации, что дает возможность перевести корректирующий блок 10 и регулятор 1 расхода пара из режима запоминания в режим непрерывной работы.

При одновременном воздействии на выходы логического блока 29 одного из аналоговых сигналов вычислительного устройства 30 и дискретного сигнала «1», приходящего с дискретно-суммирующего блока 22, схема управления корректирующим блоком 10, регулятором 1 расхода пара, клапанами, связанными с логическим блоком 29, работает также, как и при воздействии одного из аналоговых сигналов с вычислительного устройства 30 на выходы логического блока 29.

Формула изобретения

Способ управления процессом ректификации путем стабилизации расхода пара в подогреватель колонны с коррекцией по уровню в сепараторе, расходов верхнего продукта и флегмы с коррекцией по расходу сырья, коррекции расхода верхнего продукта в зависимости от состава сырья, отличающийся тем, что, 10 с целью интенсификации процесса, расход пара изменяют скачкообразно максимально в зависимости от изменения температур на нижней, верхней контрольных и промежуточных тарелках, а расход верхнего продукта коррек15 тируют в зависимости от уровня в сепараторе при его отклоненппи от заданной величины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3464895, кл. 203 — 2, 20 опубл. в 1970 г.

2. Авторское свидетельство № 466026, кл.

В 01D 3 42, 1972.