Устройство для автоматического регулирования процессом ректификации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

J

rg-.(61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заювлено 0512.77 (21) 2549077/23-26 с присоединением э явки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 050480 бюллетень №13

Дата опубликования описания 08.0480

В 01 В 3/42

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и отнрытий (5З) ДИ 66.012" 52 (088 .8) (72) Авторы изобретения

Н.Р. Бобровников, В.В .. Антонов и A.Н ..Крутских

ГПТБ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ

Изобретение относится к Устройствам для автоматического регулирования процессом многоксмпонентной ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической и.других отраслях промышленности, например в производстве стирола.

Известно устройство для автоматического регулирования процессом ректифлкации, содержащее датчики расхода и состава сырья, связанные через вычислительный блок с регулятором отбора кубового продукта, регулятОр уровня и регулятор расхода флегмы, связаный с датчиками температур в верху и в кубе колонны (1).

Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество регулирования состава дистиллата, связанное с неоднозначной зависимостью между температурой и составом многокомпонентной смеси на тарелке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению 25 является устройство автоматического регулирования процесса ректификации, содержащее датчики расхода и состава сырья, связанные через вычислительный блок с регулятором отбора кубового продукта, регулятор уровня и регулятор состава дистилла та, св язанный через cóììàòoð с индикатором состава (2) .

Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество регулирования состава дистиллата в процессе ректификации вследствие использования в контуре хроматографа, являющегося устройством периодического действия со значительной инерционностью.

Целью изобретения является улучшение качества регулирования состава дистиллата.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено датчиксм температуры, блоком расчета разности упругостей легких компонентов, блоком расчета изменения их соотношения и корректирующим блоком, входы которого подключены через блок расчета разности упругостей легких компонентов к датчику температуры и через блок расчета изменения соотношения к датчику состава сырья, а его выход соединен с сумматором.

725683.1

На чертеже представлена схема уст ройства для регулирования процесса ректификации.

Устройство для автоматического регулирования ректификационной колойной 1 включает в себя датчики 2 и 3, соответственно, состава и расхода, связанные через вичислительный блок 4 с задаюцим входом регулятора 5, переменный вход которого сое динен с датчиком 6 расхода кубового продукта, а выход — с клапаном 7, датчик 8 уровня в кубе колонны, свяэаннйй через регулятор 9 с клапаном

10, индикатор 11 состава, связанный через сумматор 12 и регулятор 13 с клапаном 14. Кроле того, устройство содержит корректирующий блок 15, который своими входами связан через блок 16 расчета изменения соотношения легких компонентов с датчиксм 2 состава сырья, через блок 17 расчета разности упругостей паров компонентов — с датчиком 18 температуры, а выходом — с сумматором 12.

Работа устройства основана на использовании индикатора состава, являющегося прибором непрерывного действия.

Известно, что принцип действия индикатора состава базируется на изменении разности упругостей паров эталонной жидкости, заключенной в термосильфон, и жидкости на тарелке. Применение прибора для индикации состава многокомпонентных смесей затрудняется ввиду возникающей погрешности при изменении соотношения между компонентами.

Однако из опыта ректификации многокомпонентных смесей известно, что в большинстве случаев смеси четко де-лятся на легкие, поступающие в дистиллат, и тяжелые, отбираемые иэ куба колонны.

Причем, как правиЛо, по концентрации двух компонентов (самому тяжелому иэ легких и самому легкому из тяжелых), которые распределяются и в дистиллат, и в куб. судят о качестве процесса ректификации.

Если термосильфон индикатора заполнить многокомпонентной эталойной жидкостью, реально существующей на тарелке, например в верху колонны, то при отсутствии изменения соотношения между легкими компонентами, ин« дикатор будет измерять концентрацию примеси тяжелого компонента.

При изменении соотношения, например между двумя легкими ксмпонентами на тарелке возникает погрешность в ийдикации состава, которая может быть определена по формулег аР„= (Х - Х„" ) (Р„(t) - РЕ.(t)34 (1) где аЄ— погрешность выхода индикатора, ати;

Х» - текущая концентраций легкого компонента, мол.доли;

Х вЂ” эталонная концентрация легкого компонента, мол. доли;

Р.((с)»

P (t) — давление насыщенных паров

S чистых легких компонентов, ати;

t — температура на тарелке, Ъ; к — конструктивный коэффициент.

Изменение соотношения между легкими компонентами на тарелке, как правило, вызывается изменением соотношения между ними в питающей смеси.

Эта зависимость может быть выражена фо мулой:

)В (X» Х") Е" Е (1- X3)

Е„+ Е22 (Ф где Е» и Š— текущая концентрация легкгх компонентов B

20 питании, мол. доли;

Z„ эталонная концентрация легкого компонента в питании, подбирается опытным путем, мол.до25 ли;

Z — эталонная концентрация примеси тяжелого компонента Hа тарелке, мол, доли, 30 Таким образом, погрешность индикатора состава, устанавливаемого, например, на трехкомпонентные смеси,при изменении соотношения между легкими компонентами может быть рассчи35 тана по формуле;

Е» - Е(Ф (,Р„= — (1 — Х ) (Р„(t) — P) ():)!); (3)

Работает устройство следующим об40 разом.

При изменении состава сырья, вычислительный блок 4 рассчитывает, исходя из показаний датчиков состава 2 и 3, новое значение состава сырья, которое стабилизируется регулятором

5.

Возникающие при это.л колебания уровня стабилизируются регулятором 9.

Изменение состава сырья в общем слу®О. чае приводит также и к изменению соотношения в нем между легкими компонентами. В этом случае в показаниях индикатора ll состава возникает погрешность, которая ксмпенсируется в сумматоре 12. Величина погрешности рассчитывается корректирующим блоксм

15, представляющим собой множительное устройство, первый сомножитель которого формируется блоком 16 расчета изменения, соотношения легких

40 компонентов, исходя из показаний датчика 2 состава сырья. Второй сомножитель формируется в блоке 17 расчета разности упругостей паров чистых легких компонентов, исходя иэ показа-.

Я ний датчика 18 температуры 18.

7256В3

Формула изобретения

Составитель T. Чулкова

Редактор Л. Курасова Техред М. Келемеш Корректор В. Синицкая

Заказ 550/5

Тираж 809 П одпис нсе

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

По скорректированному выходному сигналу индикатора состава регулятор стабилизирует примеси тяжелого компонента в дистиллате воздействием на клапан расхода флегмы.

Устройство было испытано на колонне К-302, предназначенной для вы„деления бензола и толуола из углеводородного конденсата .

Учитывая, что расход бензол-толуольной фракции составляет 7000 т в год, а стоимость этилбензола 239 руб, — за 1 т, экономический эффект, достигаемый за счет уменьшения погрешности показаний прибора ИС-4 и повыше ния качества регулирования, составляет 16,7 тыс . руб . в год.

Устройство для автсматического ре- 20 гулирования процесса ректификации, содержащее датчики расхода и состава сырья, связанные через вычислительный блок с регулятором отбора кубового продукта, регулятор уровня и регулятор состава дистиллата, связанный через сумматор с индикатором состава, отличающеес я тем, что, с целью улучшения качества регулирования состава дистиллата, оно дополнительно снабжено датчиком -.ем» пературы, блоком расчета разности упругостей легких компонентов, блоком расчета изменения их соотношения и корректирующим блоком, входы которого подключены через блок расчета разности упругостей легких компонентов к датчику температуры и через блок расчета изменения соотношения к датчику состава сырья, а его выход соединен с сумматором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство по заявке 9 2363173/26, кл. B 01 D 3/42, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 412902, кл. В 01 D 3/42, 1971.