Устройство для автоматического управления процессом ректификации
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
<ч939029 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 11. 80(21) 3230172/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 300682. Бюллетень ¹ 24
Дата опубликования описания 30.06.82
Р1 М К з.В 01 D 3/42
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.012— 52 (088. 8) (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ
Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом ректификации в колоннах с боковым отбором и экстрактивной рек5 тификации, например, в производстве дивинила из бутана, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, 10
Известно устройство для автоматического управления режимом колонны экстрактивной ректификации, содержащее датчик и регулятор температуры растворителя, соединенный с клапаном подачи хладоагента, датчик и регулятор расхода растворителя, датчик температуры и датчик давления на контрольной тарелке, датчик и регулятор расхода флегмы, датчики состава дистиллята и кубового продукта, корректирующий и вычислительный блоки 1.11.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического управ- 25 ления процессом ректификации бинарной смеси, содержащее датчик и регулятор расхода растворителя, датчик и регулятор расхода флегмы, датчик температуры растворителя, датчик и 30 регулятор расхода хладоагента растворителя, датчик состава целевого продукта, датчик и регулятор расхода теплоносителя в куб колонны десорбции, датчик состава в линии бокового отбора, корректирующий и вычислительный блоки 27.
Недостатком:известного устройства является невозможность одновременного регулирования с высокой точностью состава бокового отбора и целевого продукта.
Цель изобретения — повышение качества регулирования состава целевого продукта.
Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчик температуры и датчик давления на тарелке бокового отбора, регулятор расхода хладоагента в линии бокового отбора, блок логики и блок расчета температуры, связанный своими входами с датчиками температуры и давления на тарелке бокового отбора и первым выходом блока логики, а выходом— с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны.десорбции, при этом блок логики соединен своим входом с датчиком состава в линии бокового отбора, а вто939029 рым выходом - с корректирующим блоком, связанным своим входом также с вычислительным блоком, а выходом— с задающим входом регулятора расхода хладоагента н линии бокового отбора,а вычислительный блок своими вхо-5 дами связан с датчиком состава целево- . го продукта и датчиком температуры растворителя,а выходами - с задающими входами регулятора расхода раство.,рителя, регулятора расхода флегмы и 10 регулятора расхода хладоагента растворителя.
На чертеже изображена блок-схема " устройства для антоматического управления процессом ректификации ди- 15 винила от ацетиленоных соединений.
Устройство включает в себя колонну 1 десорбции дининила от растворителя, колонну 2 экстрактивной ректификации дивинила от ацетилено- 70 ных соединений, датчик 3 расхода теплоносителя н куб колонны десорбции, регулятор 4, клапан 5, датчик б состава бокового отбора, датчик 7 состава целевого продукта, датчик 8 тем- 25 пературы растворителя, датчик 9 расхода растворителя, регулятор 10, клапан 11, датчик 12 расхода флегмы, регулятор 13, клапан 14, датчик 15 расхода хладоагента растворителя, регулятор 16, клапан 17.
Кроме этого, устройство содержит датчик 18 температуры и датчик 19 давления на тарелке бокового отбора, датчик 20 расхода хладоагента в линии бокового отбора, регулятор 21, клапан 22, вычислительный блок 23, корректирующий блок 24, блок 25 логики и блок 26 расчета температуры, связанный своими входами с датчиками 18 и 19 и первым выходом блока 40
25 логики, а выходом — с задающим входом регулятора 4, при этом, блок
25 логики соединен своим входом о датчиком б, а вторым выходом — с корректирующим блоком 24, связанным 45 своим входом также с вычислительным блоком 23, а выходом — с задающим входом регулятора 21, причем вычислительный блок 23 своими входами связан с датчиками 7 и 8, а выходами — c задающими входами регуляторов 10, 13, 16.
Устройство работает следующим образом.
По текущей информации от датчика б блок 25 логики при выполнении условия +snip (1) где с — концентрация ацетиленовых соединений в боковом отборе; 60 с(в;„ — минимальное ограничение на концентрацию ацетиленовых соединений, вырабатывает сигнал на блок расчета температуры.
При этом блок 2б,используя информацию от датчика 19, рассчитывает оптимальное значение температуры на тарелке бокового отбора, соответствующее максимальному значению концентрации ацетиленовых соединений, исходя иэ зависимости
P = . 3 Р,; "„- х„, (2) где P "= давление на тарелке
Р. - давление чистых паров 1-ого компонента; ф„ — коэффициент активности 1ого компонента х — концентрация 1-oro компо1 нента н жидкой фазе.
Рассматривается бинарная, смесь ацетиленовых соединений (+ ) и дивинила (1-о().
Давление паров чистых компонентов выражается через уравнивание Антуана или Калингерта-Дэвиса (3)
С„.+Т где A В-Р С4 — константы ураннинания Антуана;
T - температура смеси на тарелке.
Блок 26 по рассчитанному значению температуры вырабатывает соответствующий сигнал на регулятор 4 для поддержания оптимальной температуры на тарелке бокового отбора, при этом сигнал с блока 25 логики на корректирующий блок 24 ранен О.
После нременной задержки, необходимой для переходного процесса, блок 25 логики по информации от датчика б вновь анализирует содержание ацетиленовых соединениИ и при выполнении условия (1) вырабатывает сигнал на корректирующий блок 24, при этом сигнал на блок 26 равен О.
Корректирующий блок 24 по сигналу от блока 25 логики вырабатывает сигнал на регулятор 21 для уменьшения подачи хладоагента в линии бокОвого отбора.
G„614„=GalÌ K(wi () (4) где G . „,G „ — рассчитанное и техл j+4 кущее значения расхода хладоагента;
К вЂ” постоянный коэффициент.
Если условие (1) не выполняется, то сигналы с блока 25 логики на корректирующий блок 24 и арифметическое устройство 26 равно О, а вычислительный блок 23 по информации от датчика 7 анализирует содержание ацетиленовых соединений н целевом продукте (дивиниле) а > с cx (5) где о - концентрация ацетиленовых соединений в целевом продукте;
939029 сх"„„д„ вЂ” регламентное ограничение концентрации ацетиленовых соединений в целевом продукте.
При выполнении условия (5) вычислительный блок 23 по информации от 5 датчика 8 осуществляет проверку значения температуры растворителя на минимальную установку
Тр) Тр и (6) где Т), Т „ — текущее и минимально . допустимое значения температуры растворителя.
С целью уменьшения содержания ацетиленовых соединений в целевом продукте вычислительный блок 23 при выполнении условия (6) вырабатывает соответствующие сигналы на регуляторы 10 и 16.
При невыполнении условия (6) вычислительный блок 23 вырабатывает соответствующие сигналы на регуляторы
10 и 13. Если не выполняется условие (6) и при этом рассчитанные вычислительным блоком 23 значения сигналов на регуляторы 10 и 13 превышают соответствующие максимально допустимые значения, то вычислительный блок 23 вырабатывает сигнал на корректирующий блок 24, который рассчитывает корректирующий сигнал и выдает на регулятор 21 с целью увеличения подачи хладоагента в линии бокового отбора хА 1+4 = (:хл „.+К (с — Если условие (5) не выполняется, то вычислительный блок 23 не вырабатывает новые сигналы на регуляторы 10, 13, 16, а сигнал на корректирующий 40 блок 24 равен О. Использование предлагаемого устройства позволяет снизить потери дивинила на 0,2-0,3 вес ° %, что при 45 производительности установки 110 тыс. т в год и стоимости дивинила 670 руб/т дает экономический эффект ориентировочно 210 тыс.руб. в год. Формула изобретения Устройство для автоматического управления процессом ректификации дивинила от ацетиленовых соединений, содержащее датчик и регулятор расхода растворителя, регулятор расхода флегмы, датчик температуры растворителя, регулятор расхода хладоагента растворителя, датчик состава целевого продукта, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны десорбции, датчик состава в линии бокового отбора I корректирующий и вычислительный блоки, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования состава целевого продукта, оно дополнительно содержит датчик температуры и датчик давления на тарелке бокового отбора, регулятор расхода хладоагента в линии бокового отбора, блок логики и блок расчета температуры, связанный своими входами с датчиком температуры и датчиком давления на тарелке бокового отбора и первым выходом блока логики, а выходом — с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны десорбции, при этом блок логики соединен своим входом с датчиком состава в линии бокового отбора, а вторым выходом — с корректирующим блоком, связанным своим входом также с вычислительным блоком, а выходом — с задающим входом регулятора расхода хладоагента в линии бокового отбора, а вычислительный блок своими входами связан с датчиком состава целевого продукта и датчиком температуры растворителя, а выходами — с задающими входами регулятора расхода растворителя, регулятора расхода флегмы и регулятора расхода хладоагента растворителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 689696, кл. В 01 D 3/42, 1977. 2. "Ind. and Eng. Chem. Process Des. and Develop . 1975, 14, Р 4, р. 391-398. 939029 Составитель Т.Чулкова Техред А. Бабинец Корректор А.Дзятко Редактор М.Ткач Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4531/14 Тираж 734 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
