Устройство для автоматического управления рециркуляционным технологическим процессом

 

О П И С А Н И Е 1н1 578082

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йюз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.76 (2 1) 2343340/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 16.01.78 (51) М. Кл е В 010 3/42

Государственный комитет

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

В. В. Кафаров, В. Л, Перов и В. P. Тучинский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления химико-технологическим процессом с рециклом непрореагировавшего сырья и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической и других отраслей промышленности.

Известно устройство для автоматического регулирования параметра раствора на выходе регенерационной установки, содержащее датчики параметра и расхода раствора, регу- 10 лятор параметра, регулятор нагрузки и блок коррекции (1). Принцип действия этого устройства не позволяет получить удовлетворительную эффективность при управлении рециркуляционным технологическим процессом, так 15 как устройство не предусматривает возможность одновременного оптимального управления несколькими процессами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности управления реакционным про- 20 цессом является устройство для автоматического управления рециркуляционным технологическим процессом в установке, содержащей реактор и ректификационные колонны, связанные рецикловым потоком возвратного сы-- 25 рья с реактором, включающее блок регулирования расхода суммарного потока сырья, датчики расхода и состава продуктов (2).

Недостатками данного устройства являются значительные потери основного продукта и 30 энергозатрат, обусловленные тем, что отсутствует замер качественных показателей процесса, не производится управление основными технологическими режимными параметрами (такими, как температура в реакторе, величина парового потока в ректификационных колоннах и т. п.), пе производится координация работы отдельных технологических установок с точки зрения оптимальности всей системы.

С целью снижения энергозатрат и потерь основного продукта в устройство управления рециркуляционным технологическим процессом введены блок регулирования содержания целевого продукта в реакционной смеси после реактора, блоки регулирования содержания побочных продуктов в выходных технологических потоках, блоки сравнения, логический блок

ИЛИ и блок оптимизации, связанный входами с блоком ИЛИ и с датчиками расхода и состава, а выходами — с блоками регулирования и блоками сравнения, каждый из которых соединен выходом с блоком ИЛИ и входом— с одним из датчиков состава, установленных на выходе реактора и ректификационных колонн.

На чертеже изображена схема устройства для автоматического управления рециркуляционным процессом.

Технологическая установка включает в себя реактор 1 и последовательную цепочку рек578082 тификационных колонн 2, последняя из кото рых связана рецикловым потоком с реактором

1. Для контроля за ходом технологического процесса устройство использует датчики 3 расхода и датчики 4 состава с дешифраторами 5.

Устройство управления содержит также блок

6 регулирования расхода суммарного потока сырья с воздействием на расход свежего сырья, блок 7 регулирования содержания целевого продукта в реакционной смеси после реактора, блоки 8 регулирования содержания побочных продуктов в выходных технологических потоках, блоки 9 сравнения, логический блок ИЛИ

10 и блок 11 оптимизации.

Устройство работает следующим образом.

С помощью блока 6 осуществляется стабилизация расхода суммарного потока сырья на реактор 1 с помощью блока 7 — стабилизация концентрации целевого продукта в реакционной смеси путем воздействия на эффективный технологический параметр {например на температуру в реакторе). Блоки 8 стабилизируют концентрацию побочных продуктов в выходных технологических потоках системы. В первой рсктификационной колонне цепочки стабилизируется концентрация, «обобщенного тяжелого» компонента в дистилляте, в последней колонке — концентрация «обобщенного легкого» компонента в кубовом продукте.

Информация от датчиков 3 и 4 через дешифраторы 5 поступает в блок 11, предназначенный для определения оптимальных режимов процесса. В блоке 11 заложены математические модели реактора 1 и колонн 2, с помощью которых по критерию «минимум технологических затрат» определяются оптимальные значения расхода суммарного потока сырья и соответствующих концентраций. Эти значения выдаются блоком 11 в качестве установок блокам 6, 7 и 8 регулирования. Для каждого аппарата определяется два оптимальных значения концентраций: для реактора — концентраций целевого и побочного продуктов в реакционной смеси; для колонны †концентрац

«обобщенного легкого» компонента в кубовом продукте и «обобщенного тяжелого» компонента в дистилляте. Однако предусматривается стабилизация лишь одного значения концентрации для каждого аппарата, второе может колебаться в допустимых пределах.

Отклонение какой-либо концентрации сверх допустимых пределов означает, что процесс вышел из условий, при которых был определен оптимальный режим. Это может произойти в результате различных внешних возмущений: изменения состава свежего сырья, изменения активности катализатора и т. п. Обнаружение таких отклонений осуществляется с помощью блоков 9, которые сравнивают оптимальные значения концентраций с текущими. При появлении хотя бы одного отклонения блок 10 выдает команду блоку 11 на корректировку режима.

Информация, поступающая в блок 11 от датчиков 3 и 4, позволяет при необходимости автоматически корректировать математические модели.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет вести технологический процесс с минимальными технологическими за2О тратами.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления рециркуляционным технологическим процессом в установке, содержащей реактор и ректификационные колонны, связанные рецикловым потоком возвратного сырья с реактором, включающее блок регулирования расхода суммарного потока сырья, датчики расхода и состава продуктов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и потерь основного продукта, оно снабжено блоком регулирования содсржания целевого продукта в

З5 реакционной смеси после реактора, блоками регулирования содержания побочных продуктов в выходных технологических потоках, блоками сравнения, логическим блоком ИЛИ и блоком оптимизации, связанным входами с

40 блоком ИЛИ и с датчиками расхода и состава, а выходами — с блоками регулирования и блоками сравнения, каждый из которых соединен выходом с блоком ИЛИ и входом — с одним из датчиков состава, установленных на выходе

45 реактора и ректификационных колонн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Хо 401973, кл. G 05 Д 11/00, 1971.

50 2. Патент Японии _#_o 34992, кл 13 (7) С 9, 1973.

578082

Цб УОднОУ пОл7Ок

Заказ 2984/22 Изд. No 853 Тираж 947

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 475

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Тучинский

Редактор Т. Пилипенко Техред Н. Рыбкина Корректор Л. Котова