Устройство для автоматического управления процессом ректификации

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (i>i722553 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.06.78 (21) 2626191/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.2

В 01 D 3/42

Гееудерстееннмй кемнтет

СССР

IIo делам нзееретеннй н открытей

Опубликовано 25.03.80. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 05.04.80 (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

H. P. Бобровников, В. В. Кафаров, М. P. Тучинский и В. С. Плутес (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом ректификации и может быть использовано в производстве олефинов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для автоматического регулирования режимом ректификационной колонны, содержащее датчики расхода и состава сырья, датчики расхода флегмы и теплоносителя, датчик и регулятор состава остатка, сумматор, динамические фильтры и вычислительный блок, входы которого подключены к датчику состава остатка и через динамические фильтры — к датчикам расхода сырья, теплоносителя, флегмы, остатка и состава сырья, а выход соединен с компенсаторами (1).

Известное устройство реализует комбинированную самонастраивающуюся систему стабилизации состава кубового продукта на заданном значении, что не позволяет реализовать режимы, связанные с изменением состава кубового продукта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического управления процессом ректификации, содержащее регулятор уровня в кубе колонны, датчик и регулятор состава кубового продукта, задающий вход которого через функциональный и динамический корректирующие блоки соединен с датчиком состава сырья, а выход связан с клапаном подачи теплоносителя (2).

Известное устройство предназначено для оптимизации режима работы колонны путем изменения задания регулятору состава кубового продукта при изменении состава сырья. Однако известное устройство не позволяет качественно управлять процессом ректификации в переходных режимах вследствие отсутствия элементов компенсации возмущении.

Цель изобретения — повышение качества управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено статическим и динамическим компенсаторами, сумматором и вычислительным блоком, входы которого соединены с датчиком состава сырья и с функциональным корректирующим блоком, а

722553 выход через статический и динамический ком:енсаторы связан со входом сумматора.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для автоматического управления процессом ректификации в колонне 1 включает в себя датчик 2 уровня в кубе колонны, связанный через регулятор 3 с клапаном ". отбора кубового продукта, датчик 5 состава кубового продукта, связанный через регулятор 6 и сумматор 7 с клапаном 8 подачи теплоносителя. Кроме этого, устройство содержит датчик 9 сырья, соединенный через функциональный 10 и динамический 11 корректирующие блоки с задающим входом регулятора состава кубового продукта. Кроме этого устройство содержит вычислительный блок 12, входы которого соединены с датчиком состава сырья и с выходом функционального корректирующего блока, а выход через статический 13 и динамический 14 компенсаторы связан со входом сумматора 7.

Устройство работает следующим образом.

Функциональным нелинейным блоком 10 по информации о составе сырья от датчика 9 определяют и через динамический блок 11 плавно устанавливают новое значение задания регулятору 6 состава кубового продукта. Возмущение по составу сырья изменяет состав кубового продукта в большей степени, чем того требует новое значение задания. В связи с этим вычислительным блоком

12 по информации от датчика 9 состава сырья и по выходу функционального блока

10, представляющего собой новое значение задания, а также введенного в него значения коэффициента передачи возмущения по каналу «состав сырья — состав кубового продукта», определяют уровень частичной компенсации возмущения по составу сырья в соответствии с формулой

ЛХ, — 1К вЂ” К.,(Х )) ° Х, (1) где Л Хд — уровень компенсации состава кубового продукта;

Хр возмущение по составу сырья;

Х».— коэффициент передачи по каналу

«состав сырья — состав кубового продукта»2;

К, (Х„) -- коэффициент усиления нелинейного функционального блока, зависящий от Х .

Блоком 13. осуществляют статическую компенсацию возмущения по Х в соответствии с формулой (2) где 1 G „x — компейсирующий расход теплоносителя в статике;

Ко — коэффициент передачи по каналу

«расход теплоносителя — состав кубового продукта Х„».

Блоком 14 производят динамическую компенсацию возмущения в соответствии с формулой

А =.: — - — - K"-":: ®- 1- — - — "" — Х (3) . " с

Формула изобретения

S0 Устройство для автоматического управления процессом ректификации, содержащее

S

1S

2»

ss

40 где x Wg — единичные передаточные функции по каналам <состав сырья — состав кубового продукта» и «расход теплоносителя — состав кубового продукта» соответственно.

С выхода блока 14 сигнал подают на сумматор 7.

Изменения состава кубового продукта, вызываемые неточностью реализации блоков 10 — 12 и компенсаторов 13, 14, фиксируют датчиком 5 и подают на регулятор 6, которым, с учетом изменяемого от блоков

10 — 11 задания, вырабатывают новое управляющее воздеиствие и передают на сумматор

7. Сумматором 7 устанавливают через клапан 8 новое значение подачи теплоносителя, позволяющее частично компенсировать возмущение по составу Х и частично пропустить его, но настолько насколько изменилось задание по составу кубового продукта.

Изменение подачи теплоносителя вызывает изменение уровня в кубе колонны, который фиксируют датчиком 2. Регулятором 3 уровня по информации от датчика 2 изменяют отбор кубового продукта воздействием на клапан 4.

Устанавливаемые расходы теплоносителя и кубового продукта приводят к установлению оптимального значения состава кубового продукта как в статике, так и в динамике, что позволяет в свою очередь экономить энергозатраты.

Использование устройства позволяет более точно поддерживать заданные составы продуктов колонны при переменном составе сырья. В свою очередь, это приводит к уменьшению метанэтиленового рецикла, отводимого с верха колонны на 20 — 30О/о, что составляет 25 — 50 кг/ч. Уменьшение рецикла позволяет с одной стороны уменьшить энергозатраты на компримирование и разделение, а с другой — повысить производительность

/ по этилену за счет переработки дополнительного пирогаза. Экономия за счет уменьшения энергозатрат составит 6000 руб/год. Экономия за счет повышения производительности по этилену составит 21,120 руб.

Экономический эффект от внедрения изобретения составит 22,120 руб. регулятор уровня в кубе колонны, датчик и регулятор состава кубового продукта, задающий вход которого через динамический и функциональный корректирующие блоки соединен с датчиком состава сырья, а выход связан с клапаном подачи теплоносителя, отличающееся тем, что, с целью повышения качества управления за счет компенсации

?22553

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе возмущения по составу сырья, оно снабжено статическим и динамическим компенсаторами, сумматором и вычислительным блоком, входы которого соединены с датчиком состава сырья и с функциональным корректирующим блоком, а выход через статический и динамический компенсаторы связан со входом сумматора.

1. Авторское свидетельство СССР № 472664, кл. В Ol D 3/42, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2408300/26, кл. В 01 D 3/42, 1977.

Составитель Т. Чулкова

Редактор А. Долинки Текред К. Шуфрич Корректор М. Демвик

Заказ 354/25 Тираж 809 Подиисное

ЦНИИ П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П к Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4