Способ управления процессом десорбции

 

О П И С А Н И Е („, 747506

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцмалистмческмк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.03.78 (21) 2594543/23-26 (51) М. Кд.

В 01 D 53/14

В 01D 3/42 С 05 D 27/00. с присоелинением заявки М

Гвсудврстввнный квмнтет

СССР (23) Приоритет да делам нэвбретеннй и отнрмтнй

ОпУбликовано 15.07.80. Бюллетень 31в 26 (53) удК 66.012-52 (088.8) Дата опубликования описания 15. 07.80.

А. П. Млинник, В. Н. Купоросов, Н. С. Волков и Ю. И. Ивченко (72) Авторы изобретения!

I ( (7I) Заявитель т

Ъ I (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ДЕСОРБЦИИ

Изобретение относится к способам автоматического управления процессами десорбции в десорбционных колоннах, например, в процессе выделения углекислого газа из окиси этилена и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности

Известен способ автоматического управления процессом десорбции газов из жидкости в тарельчатых десорберах пу10 тем регулирования соотношения расходов жидкости, отдуваюшего агента и распределения температуры жидкости в зависимости от расхода и состава питания над нижней тарелкой десорбера (11.

Однако данный способ не обеспечивает управление процессом десорбции в колон« нах, где конструктивно не предусмотрена подача теплоносителя в отдельные зоны по высоте колонны и подачи отдувающего агента.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ регулирования процесса десорбции, включаю2 ший регулирование уровня в кубе колонны воздействием на расход готового продукта, регулирование давления в конденсаторе воздействием на расход отходящих газов и регулирование расхода греющего пара в зависимости от температуры на контрольной тарелке и расхода питания 121 °

Однако известный способ не обеспечивает поддержание процесса в оптимальном режиме при изменении состава питания и/или температуры в конденсаторе, например, при ухудшении условий теплопередачи в конденсаторе.

Целью изобретения является оптимизация процесса десорбции по минимуму удельных затрат при с)беспечении заданного качества готового продукта.

Эта цель достигается тем, что давление в конденсаторе,и расход пара одновременно корректируют по составу питания и температуре в конденсаторе.

На чертеже представлена принципиалт ная схема, реализующая способ управления процессом .десорбции.

747506 4

Х - заданная концентрация этого компонента в готовом продукте, вес. доли

a„, a2, a> — эмпирические коэффициен5 ты, которые определяют на основании эксперименн- тальных панна х пля конкретной промышленной кополонны песорбции.

10 Сигнал с выхода вычислителя 11, пропорциональный значению давления в конденсаторе 3, поступает на регулятор давления 5 в камеру задания и параллельно на вход вычислителя критерия оптимизад ции, где расчетным путем определяется величина удельных затрат, которые складываются из стоимости потерь готового продукта с отходящими газами и затрат на греющий пар, отнесенных к расходу а 20 готового продукта, например, по формуле

Схема включает десорбционную колонну

1 с кипятильником 2 и конденсатором 3, регуляторы расхопа пара 4, давления в конденсаторе 5, уровня в кубе 6, датчики расхода пара 7, расхода питания

8, состава питания 9, температуры в кон денсаторе 10, вычислители давления в ко

«онденсаторе 11 и критерия оптимизации

12, функциональный блок 13 и оптимизатор 14.

Способ осуществляется следующим образоМ.

Заданное значение расхопа пара в кипятильник 2 и давление в конпенсаторе

3 колонн ы 1 по дде ржи в а ются регуляторами 4 и 5, а уровень в кубе - регулятором 6. Сигналы от патчиков 7, 8, 9 поступают параллельно в вычислители давления в конденсаторе 11 и критерия оптимизации 12. Кроме этого, в об вычислителя также параллельно поступают сигналы с выходов функционального блока

13, на вход которого поступает сигнал от датчика 10 температуры в конденсаторе. В функциональном блоке 13 реализуется следующее уравнение связи:

Р„А„+ В„Т +,C Т,, (1) гпе с = 12,. ° .

Р— давление паров чистого 1 -го

1 компонента нап жидкостью, 30 кг/см

Т вЂ” температура в конденсаторе, С;

А„, В, С вЂ” эмпирические коэффициенты, которые определяются методом наименьших квадратов по справочным данным.

Вычислитель 11 давления в конденсаторе на основании поступающих на его входы сигналов расчетным путем опреде- >0 ляют давление в конденсаторе, необходимоедля поддержания заданной концентрации примеси, например, углекислого газа в готовом пропукте по формулам

,3 а + а

I 2 f 1 (2) 45

rqe S — степень разделения колонны 1, P - давление в конденсаторе З,кг/см, 2

Q - расход пара в кипятильник 2, т/ч, 55

à — расход питания в колонну 1, т/ч

Х вЂ” концентрация легколетучего комГ понента в питании, например углекислого газа, вес. доли, гпе go - сток"ть единицы готового продукта, руб./т, Q0Z стоимость единицы греющего пара, руб/т, сА — коэффициент потерь готового про продукта с отходящими газами, поскольку часть готового продукта в отходящих газах может . быть выделена, например, в санитарном скруббере.

Сигнал с выхода вычислителя 12 критерия оптимизации поступает в оптимизатор 14, который находит и отслеживает оптимальное значение расхода пара, соответвующее минимальном значению величины удельных затрат /. С выхода оптимизатора 14 сигнал, пропорциональный оптимальному значению расхода пара, попается на регулятор 4 расхода пара в камеру задания.

По данному способу управляют десорбционной колонной таким образом, что при при изменении состава питания и/или температуры в конденсаторе расход пара в кипя-, типьник идавление в конденсаторе коррек тируютодновременно так,чтобы обеспечить минимум удельных затрат при заданной кон еитрациипримеси в готовом продукте.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа управления зависит от цен готового продукта и пара, or доли потерь, от нагрузки колонны, а также

or частоты и величины изменений по концентрации в питании и по температуре в конденсаторе и в среднем оценивается в 40 тыс. руб. в гоп.

5 7475

Формула изобретения

Способ управления процессом десорбции, включающий регулирование уровня в кубе колонны воздействием на расход готового продукта, регулирование давления в конденсаторе воздействием HB pacхоа отходящих газов и регулирование расхода греющего пара в зависимости от расхода питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью оптимизации процесса по минимуму удельных затрат при

06 6 обеспечении заданного качества готового продукта, давление в конденсаторе и расход пара одновременно корректируют по составу питания и температуре в конденсаторе.

Источники информации принятые во внимание приакспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ng 374092, кл. В Ol D 53/14, 1971, 2. Шински Ф. Системы автоматического регулирования химике-технологических процессов, М., Химия 1974 с. 312.

Составитель Т. Чулкова

Редактор Н. Потапова Техред И. Асталош Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4123/2 Тираж 809 Поппи ное

ЦНИИПИ Госуааоственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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