Способ автоматического управления процессом абсорбции

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

{6l ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 300475 (21) 2136247/23-26 (23) Приоритет (32) 03.05.74

В 01 D 53/14

G 05 D 27/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

{3! ) 461061 (ЗЗ) США (Бз) >llK 660 . 1 2—.52 (088.8) Опубликовано050280 Бюллетень ¹ 5

Дата опубликоваиия описания 050280 (72) Авторы изобретения

Иностранец

Дональд Юджин Свини младший (США) Иностранная фирма Тексако Дивелопмент Корпорейшн (США) (7т) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ АБСОРБЦИИ

На чертеже показана принципиальная схема системы управления для реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

В промышленности используется обобщенная формула для поглощения (,-ого компонента у -ым абсорбером. ,Аппаратура управления, метод и формулы получены из уравнения 1, чтобы добиться оптимальной системы управления абсорберами. где Х" — количество молей компонента

13 в подаваемом растворителе к абсорберу (, отнесенное к количеству молей растворителя свободного от компонента, подводимого к абсорберу j т — количество молей компонента

11

j в подаваемом газе к абсорберу g, отнесенное к молю растворителя свободного от компонента, подводимых к абсорберу 3 1

Изобретение относится к системами управления технологическими процессами и может быть использовано в химической и других--отраслях промьпаленности. б

Известен способ автоматического управления процессом абсорбции путем определения скоростей потока подаваеМого растворителя, поступающего и выходящего газов и определения заданного количества химических компонентов в них (1j .

Недостатком известного способа управления является невозможность одновременного управления несколькими абсорберами с различной поглощающей способностью в оптическом режиме.

Цель изобретения — одновременное управление работой двух или большего количества абсорберов с различной поглощающей способностью в оптимальном режиме.

С этой цель скорости потоков в каждом абсорбере регулируют в зависимости от скоростей потоков во всех абсорберах и от концентрации компонентов, определяемых в подаваемом газе, растворителе и выходящем газе каждого абсорбера с учетом стоимостных показателей процесса.! СЕООЮЗНАи . .." И ВИСНАР

77 5010

Общую экономическую величину можно получить из формулы:

Р= z x,ç„.а (yÄ.j- „..) (ч)

3=11=1 3 где P — общая экономическая вели5 чина;

D — экономическое значечие ком1 понента.

Формулу (VtИi. ) можно представить, решая формулу (11 относительно („

Z1 1 с целью получения формулы:

l .„c(m x)

)=1 „. „1 1 11 11 11

Общую скорость потока растворителя от компонента, поступающего к абсорберу, можно получить путем суммирования отдельных скоростей потоков раст2О ворителя, свободного от компонента, как это делается в уравнении:

L =Е). (17) .3= 3

25 где L — скорость отдельного потока растворителя, свободного от компонента; — общая скорость потока растворителя.

Общую. скорость потока .подаваемого газа к поглотителю можно получить путем суммирования отдельных скоростей потоков подаваемого газа, как это делается в формуле:

35 Y

G,==ЕО„. (1O)

1=1 где G — общая скорость потока подаТ в аемого газ а;

G. — скорость отдельного потока

40 подаваемого газа.

Новая скорость потока растворителя, свободного от компонента, подаЙаемОГо к абсорберу К, может быть получена путем добавления заданного

45 допустимого изменения д). скорости потока растворителя, свободного от компонента, подводимого к абсорберу

К, как показано в формуле: (57

L -.=4 + Л

Отдельные скорости потоков растворителя, свободного от компонента, к другим абсорберам можно опреде55 лить из формулы (1 2) 1Н

И)..

Ч G / 1(65

Z,. — количество молей компонента в вытекающем 1-азе из абсорбента j „ отнесенное к молю подаваемого газа к абсорберу

L. — количество молей растворителя свободного от компонента, поступающего в абсорбер ) в единицу времени;

G. — количество молей подаваемо, го газа в абсорбер j в единицу времени; отклонение от равновесия для

1 I компонента 1 в абсорбере g

N - - --- -теоретическое число пластин для абсорбера

Член уравнения (1) Х . определя"3 ется из формулы:

7(1 (27 где Х" — количество молей компонента в подаваемом растворителю к абсорберу;

S — молярная доля растворителя свободного от компонента в растворителе, подводимом к абсорберу ), Ъ.

Член уравнения (1) Z.1 определяется из формулы:, . х5. (3)

13 где Z.„. — молярная доля компонента j

11 в вытекающем газе из абсорбера J

H — количество молей выходящего газа из абсорбера j в едиI ницу времени.

Член уравнения (1) Б определяет1 ся из формулы:

). =Я "P (4) где R. — объем потока подаваемого

3 растворителя к абсорберу в единицу времени;

F — молярный переводной коэффициент для абсорбера 1

F- определяется по формуле:

Qg.

F=где V — молярный объем растворителя свободного от компонента, единицы объема от времени;

V — .молярный обЪем компонента

i, единицы объема в моле;

5 — молярная доля растворителя с

1 компонентом i Ъ . нее значения для формул («0- g ) можно получить измерением параметров, tn можно определить, преобразуя формулу (j) до получения формулы:

Каждое значение 4 к. в этом случае можно сравнить с эталонными значениями, соответствующими пределам на отдельный растворитель, свободный от компонента, подводимый к соответствующим абсорберам, чтобы убедиться, 71501 0 что удовлетворяются условия неравенства:

<Ь ()„ (>)

И

Если условия неравенства (кщ) не выполняются, определяется новое значение для L, и L пересчитывается снова по формуле:

1.

I(4 =I, -

К К (3 4)

Подобным же образом определяются iO новые скорости потока для поданаемого газа, используя формулы:

6; <6 <6 к ик (11)

2О (4В) Ксгда определяются новые значения для L . u G рассчитывается новая общая выгод . Если новая общая вы1 года больше предыдущей обшей выгоды, (( значения для L и 6 запоминаются. Новая скорость потока R> для каждого подаваемого растворителя определяется по формуле:

1; (49)

R -—

V)

Запомненные значения для скоростей потоков подаваемого растворителя и скоростей потоков подаваемого газа связанные с запомненной обшей пользой,подводятся к системе абсорбции °

Очевидно, что вследствие различных комбинаций компонентов и 4О абсорберон, предьц ушие основные формулы дают сложную аппаратуру. Поэтому при объяснении настоящего изобретения будет описана система из двух абсорберов, абсорбирующая три компонента.

По трубопроводу 1 подводится к ,нбсорберам 2 и 3 обрабатываемый газ посредством трубопроводов 4 и 5i соответственно. Растворитель, поступающий по трубопроводу 6, подводится к абсорберам 2 и 3 посредством трубопроводов 7 и 8, соответственно.

Абсорберы 2 и 3 обеспечивают .отвод вытекающего газа посредством трубопроводов 9 и 10 к общему выходному трубопроводу 11 .

Для удобства абсорберы 2 и 3 показаны с общими трубопровод((и для подаваемого газа, подаваемого растворителя и вытекающего газа, в то время как устройство, предлагаемое формулами, предлагает отдельные трубопроводы для подаваемого газа, подаваемого растворителя и вытекающего газа для каждого абсорбера. Следона-г тельно, н формулах, где например, имеется отдельный компонент подаваемого газа для абсорбера 2 и отдельный компонент для абсорбера 3,в действительности н нижеприведенном примере с помощью хроматографа вырабатывается один сигнал. Таким образом,для облегчения понимания н хроматографе он будет разделен на два сигнала.

Хроматограф 12 отбирает подаваемый газ из трубопровода 1 и обеспечивает соответствующий анализу сигнал для устройства 13 вырабатывания сигнала

У. Устройство 13 вырабатывания сигнала 7 принимает импульсы управления и обеспечивает сигналы, соответстнуюшие членам уравнений (Ч „, Ч,, М, Чс, подаваемые Ъа блок 14 управления. Хроматограф 12 обеспечивает также импульсный сигнал на программирующее устройство 15 хроматографа. Каждый импульс в укаэанном сигнале соответствует максимуму н сигнале для устройства 13.

Программирующее устройство 15 обеспечивает также импульсы управления на устройство 16 нырабатынания сигнала Z . .Все элементы с аналогичным названием, но вырабатывающие разные сигналы (например, Х, У, Е, работают таким же образом.

Хроматограф 17 отбирает вытекающий газ, идущий по трубопроводу 11 и обеспечивает соответствующий сигнал для устройства 16 вырабатынания сигнала Z и импульсный сигнал на программирующее устройство 15.

Устройство 16 нырабатывания сигнала получает импульсы управления от программирующего устройства 15 и обеспечивает сигналы„ соответствующие членам уравнений ZA<, Е .(, Е „, ЕА

Z>, Z(-, на блок 14 управления.

Хроматограф 18 отбирает подаваемый растворитель из трубопровода 6 и обеспечивает соответствующий сигнал для устройства 19 нырабатывания сигнала и импульсный сигнал для программирующего устройства 15. Устройство

16 вырабатывания сигнала получает импульсы управления из программирующего устройства 15 и обеспечивает для блока 14 управления сигналы, соответствующие составляющим уравнений Х

Хщ (ХС (Х А (Хвд (ХС

Датчики 20 и 21 скорости потока, воспринимающие скорости потоков по,даваемого газа н трубопроводах 4 и

5, соответственно, датчики скорости потока 22 и 23, воспринимающие скорости потоков подаваемого растворителя в трубопроводах 7 и 8, соответственно, и датчики 24 и 25, воспринимающие скорости потоков вытекающего газа в трубопроводах 9 и 10, соответственно, обеспечивают сигналы, поступающие в блок 14 управления.

Управляющие устройства 26-29 обеспечивают сигналы для вентилей 30—

715010

Формула изобретения

Составитель Б.Цибульский

Техред З.Фанта Корректор Г.Назарова

Редактор Л. Курасова

Заказ 9320/62 Тираж 809 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

33, соответственно, находящихся в трубопроводах 4, 5, 7 и 8, с целью управления скоростями потоков подаваемого газа и подаваемого раствори— теля к абсорберам 2 и 3. Блок 14 управпения обеспечивает сигналы для управляющих устройств 26-29 регистраторов потоков, соответственно, чтобы настроить заданные точки этих управляющих, устройств в соответствии с определением скоростей потоков для оптимального режима работы.

Способ автоматического управления процессом абсорбции путем определения скоростей потока подаваемого растворителя, поступающего и выходящс го газов и определения заданного количеств а химических компонентов в них,отличающийс ятем, ч".:о, с целью одновременного управления работой двух или большего количества абсорберов с различной поглощающей способностью в оптимальном режиме, скорости потоков в каждом о абсорбере регулируют в зависимости от скоростей потоков во всех абсорберах и от концентрации компонентов, определяемых в подаваемом г,ьзе, растворителе и выходящем газе каждого абсорбера с учетом стоимостных показателей процесса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 374092, кл. В 01 Р 53/14, 1971.