Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации

 

Союз Советск ив

Социапистичесиик респубпии

О тт И С А Н И Е о893209

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6E ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30.04.80 (2E ) 2919026/23-26 с присоединением заявки РЙ(23)ПриоритетОпубликовано 30.12.81 ° Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 04 .01.82 (53 jM. Кл.

В 01Р 3/42

3Ьеударетаанаый камнтат

СССР ао делам изаератеннй н етнрмтнй (53) Д (66.012-52(088.8) В. С. Кудряшов, А. И. Секретарев; Т. С. Пееевтввкив;-- -"""" "

4 (72) Авторы изобретения

В. Ф. Блинов, Л. В. Кислицина, 10. Н. Бур и О. П. Матвеенко яше, „ (71) Заявитель

ЬИБЛт1т - а :А. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ

Изобретение относится к устройст» вам для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, например, в производстве дивинила из бутана, и может найти применение в химической, нефтехимической и других от

5 раслях промышленности.

Известно устройство для автоматического управления процессом экстрактивной

EO ректификации, содержащее датчики расхода сырья, экстрагента и флегмы, температур в колонне, регуляторы расходов экстрагента, флегмы и топлоносителя в куб колонны, логический, корректирующий и вычислительный блоки, динамический фильтр и коммутатор, при этом датчик расхода сырья соединен с корректирующим блоком, связанным с вычислительным блоком, соединенным с логическим блоком, связанным с датчиками температур, и с коммутатором, соединенным с датчиком температуры низа колонны, с регулятором расхода теплоносителя и динамическим фильтром, связанным с регуляторами расхода экстрагента и флегмы (1) °

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического управления процеосом экстракгивной ректификации, содержа» щее датчики расхода и состава сырья, регулятор расхода экстрагента, датчик тем- „ пературы куба колонны, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчики концентраций примесей на нижней и верхней контрольных тарелках, датчик давления куба колонны, вычислительный блок и корректирующий блок, связанный своими входами с датчиками расхода и состава сырья, вычислительным блоком,а выходом - с задающим входом регулятора расхода экстрагента, динамический фильтр и согласующий блок, при этом динамический фильтр своими входами связан с датчиками концентрации примесей на контрольных тарелках и согласующим блоком, а выходами - с задающн ми входами регулятора расхода теплоносителя, входы согласующего блока соеди3 89

30 нлы с датчиками расхода сырья и вычис лщельным блоком, связанным своими вход ми с датчиками темлературы и давления, куба колонны (2 .

Однако известное устройство характе рнэуется недостаточно высоким качеством регулирования примесей в продуктах при изменении расхода и состава сырья и при изменении давления в колонне, которое существенно влияет на составы выходных потоков.

Цель изобретения - повышение производительностн колонны, качества дистиллята и кубового продукта.

Поставленная цель достигается тем,. что устройство, содержащее датчик и регулятор расхода экстракта, датчики состава на верхней и нижней контрольных тарелках, датчик и регулятор расхода сырья, датчик состава сырья, датчик и регулятор температуры в кубе колонны, соединенный с клапаном подачи теплоносителя, вычис лительный и корректирующии блохи, дополнительно содержит датчик и регулятор расхода нижнего ввода сырья, датчик давления верха колонны, коммутатор, блок логики, связанный своими входами c ua чиком давления верха колонны, датчиками состава на верхней и нижней контрольных тарелках и первым выходом коммутатора, а выходом - co входом корректирующего блока, выходы которого связаны с задавшими входами регулятора расхода экстра. гента и регулятора температуры в кубе колонны и блок соотношения, связанный своим входом со вторым выходом коммутатора, а выходом — с задающим входом регулятора расхода экстрагента, при атом коммутатор своим входом связан с выходом задатчика регулятора расхода сырья, а вычислительный блок своими входами связан с датчиком состава на верхней и нижней контрольных тарелках, датчиком состава сырья и вторым выходом коммутатора, а выходом - с задающим входом регулятора расхода нижнего ввода сырья.

На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления процессом экстрактивной ректифнкации, Устройство для автоматическЬго управ ленин процессом экстрактивной ректифнка ции включает в себя колонну 1, датчик

2 расхода экстрагента, регулятор 3, клапан 4, датчик 5 давления верха колонны, датчик 6 температуры в кубе колонны, связанный через регулятор 7 с клапаном

8 подачи теплоносителя в куб колонны, датчик 9 расхода сырья, регулятор 10, клапан 11, датчик 12 состава сырья.

3209

Кроме того, устройство содержит датчик 13 расхода нижнего ввода сырья, регулятор 14, клапан 15, датчики 16 и 17 состава на верхней и нижней контрольных тарелках, коммутатор 18, связанный своим входом с выходом задатчика регулятора 10, вычислительный блок 19, связанный своими входами со вторым выходом коммутатора 1 8 и датчиками 1 2, 16 и

>6 17, выход которого подключен к задающему входу регулятора 14, блок 20 соотношения, связанный своим входом во вторим выходом коммутатора 18, а вы"- ходом - с задающим входом регулятора 3, блок 21 логики, связанный своими входами с датчиками 5, 16 и 17 и первым выходом коммутатора 18, корректирующий блок 22, связанный своим входом с выходом блока 21 логики, выходы которого подключены к задающим входам регуляторов 3 и7.

Устройство работает следующим образом.

При изменении расхода сырья на ко25 Лонну по выполнению условия (1) где Р„, Р,- „- текущее и предыдущее зна.чения задания на регулятор 10; иЧ.- чувствительность по изменению расхода сырья., Коммутатор 1 8 по информации от задатчика Регулятора 10 вырабатывает

55 сигнал на вычислительный блок 19 и блок 20 соотношения.

Вычислительный блок 19 но сигналу от коммутатора 18 и информации от датчиков 20, 16 и 17 рассчитывает номер

40 тарелки колонне, состав на которой соответствует составу сырья

5l(Y ИКТ

E

АКТ НКТ (2)

45 р - номер тарелки, состав на которой соответст вует составу сырья;

Не, и 8и т» номера верхней и нижней контрольных. таре50 лок; кт И викт - концентрация легкого компонента на верхней и нижней контрольных тарелках;

55 X .- концентращ я легкого компонента в сырье.

По рассчитанному значению номера тарелки вычислительный блок 1 9 опреде93209

15 (4) ло

iP; P„„))@ар

F -К„(р. р ) т„=к, „. р.

5,8 ляет значение расхода сырья по нижнему вводу и вырабатывает соответствующий сигнал на регулятор l4 йт -йр о

4=1 N М 1 С (3) где Р1 - расход сырья по нижнему вводу сырья;

8 и - номера тарелок нижнего и верх1 него ввода сырья соответственно.

Блок 20 соотношения по сигналу от коммутатора $8 для поддержания соотношения расхода .экстрагента - расход сырья корректирует значение расхода экстрагента и вырабатывает соответствующий сигнал на регулятор 3

% "К 9 где 4; - расход экстрагента

K - коэффициент соотношения.

Если условие (l) не выполняется, то коммутатор 18 вырабатывает сигнал на блок 21 логики, а сигнал на вычислительный блок 19 и блок 20 соотношения становится равным О.

Ь ок 21 логики по сигналу от коммутатора 18 и информации от датчика 8 анализирует изменение давлении верха колонны гдеР иР „- давление верха колонны на текущем и предыдущем цикле опроса датчика;

cH - чувствительность по изменению давления.

При выполнении (5) блок 21 логики осуществляет проверку условия

P.-Р „)О (6)

Если условие (6) выполняется, то по сигналу от датчика 16 блок 21 логики анализирует значение конпентрациИ тяжелого компонента на верхней контрольной тарелке и тенденшпо ее изменения

Х <Х кТ. Ькт.

rge Хт 11К. - концентрация тяжелого, ЬК7 Жт -1 компонента на верхней контрольной тарелке в последнем и. предыдущем циклах Работы хроматографа; б т

Хщ „- веРхняя допустимая граница концентрации тяжелого компонента.

При одновременном выполнении условий (7) и (8) или при невыполнении только условия (7) бпок 21 логики выдает сигнал на корректирующий блок 22.

Если условие (6) не выполняется, то по сигналу от датчика 17 блок 21 логики

1ф анализирует значение концентрации ver кого компонента на нижней контрольной тарелке и . тенденции ее изменения хл л нк7 X ах (9)

XA икр икр.

Х

1-11 (10) где Хикт и Х„. - концентрация легко1 11 го компонента на нижней контрольной тарелке в последнем и предыдущем цик лах работы хромато25. . графа;

КщЭХ - верхняя допустимая . граница концентрации тяжелого компонента.

При одновременном выполнении условия (9) и (10) при невыполнении только уоловия (9) блок 21 логики выдает сигнал на корректирующий блок 22.

При этом корректирующий блок 22 по информации от блока 21 логики цересчи35 тывает значения температуры к кубе и

Расхода экстрагента и выдает соответствующие сигналы на регуляторы 3 и 7 где р - расход экстрагента;

45 ТК - температура в кубе колонны; к 1, к постоянные коэффициенты

Если не выполняется условие (Ь) или при выполнении условий (5) H (6) выполняется условие (7) и не эыполня5е ся условие (8) или прн выполнении условий (5), (6) выполняется условие (9) и не выполняется условие (10), то сигнал от блока логики на Koppezmpy щий блок равен О.

Использование предлагаемого устройства позволяет снизить потери дивинила на 0,1-0,2 вес.% и увеличить производительность колонны на 0,1-0,2%, что при производительности установки

7 Ь

110 тыс. т днвинила в год и стоимости дивинила 630 руб./т дает экономический эффект ориентировочно 1 50 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для автоматического упра вления процессом экстрактивной ректифи кации, содержащее датчик и регулятор расхода экстрагента, датчики состава на верхней и нижней контрольных тарелках, датчик и регулятор расхода сырья, дат чик состава сырья, датчик и регулятор температуры в кубе колонны, соединенный с клапаном подачи теплоносителя, вычислительный и корректирующий бло ки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности колонны, качества дистиллята и кубово го продукта, оно дополнительно содержит датчик и регулятор расхода нижнего ввода сырья, датчик давления верха колон ны, коммутатор, блок логики, связанный своими входами с датчиком давления аер ха колонны, датчиками состава на верх«

93209, 8. ней и нижней контрольных тарелках и первым выходом коммутатора, а выходом» со входом корректирующего блока, выходы которого связаны с задающими вхо дами регулятора расхода экстрагента и регулятора температуры в кубе колонны и блок соотношения, связанный своим входом со вторым выходом коммутатора, а выходом - с задающим входом

to регулятора расхода экстрагента, щщ этом коммутатор своим входом связан с выходом задатчика регулятора расхода сырья, а вычислительный блок своими входами связан с датчиками состава на верхней и нижней контрольных тарелках, да чиком состава сырья и вторым выходом коммутатора, а выходом «с задающим входом регулятора расхода нижнего ввода сырьяe

20 . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2810615/ 23 26, кл. В 01Р 3/42, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ж 2671131/23-26, кл, В 01 О 3/42, 1978.

893209

Составитель Т. Чулкова

Редактор Л. Горбунова Техред Л.Пекарь Корректор Н. Степ

Заказ 11312/4 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4