Устройство для автоматического управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических.
Республик
В 01 0 53/14 G 05 О 27/00 9кудэрстеенный квинтет СССР Опубликовано 07,11 82 Бюллетень М 41 по аелэи нзпбретеннй (53 ) УД К 66.0121 (41 (Ó1 ° Дт; ) изобретения Конструкторское бюро Гипрококса IIo автоматизации и механизации производственных процессов на коксохимических предприятиях (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ УЛАВЛИВАНИЯ БЕНЗОЛЬНЬ1Х УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ КОКСОВОГО ГАЗА Изобретейие относится к устройствам для автоматического управления технологическими процессами в массообменных аппаратах, например, процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа, и может найти применение в коксохимической, химичес кой, нефтехимической и других отраслях промышленности. Известно устройство для автоматического регулирования расхода поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам, содержащее датчик расхода поглотительного масла, регулятор с задатчиком, исполнительный механизм и регулирующий орган, установленный на трубопроводе поглотительного масла (1), Устройство дает возможность стабилизировать расход поглотительного масла на .бензольные скрубберы. Это устройство не обеспечивает компенсации возмущающих воздействий как входных величин процесса (например, расхода и температуры соответственно коксового газа и поглотительного масла, подводимых к бензольным скрубберам, температуры наружного воздуха, содержания Ьензола в прямом газе и поглотительном масле и др.), так и выходной величины — содержания углеводородов в обратном газе, что приводит к завышенным против нормы потерям бензола. Это в свою зчередь вызывает колебания концентрации масла "бензина" и тем самым неравномерную нагрузку 1О по сырому бензолу на дистилляционную и разделительную колонны, а значит, и ухудшение технологического режима отделения дистилляции. Известно устройство для автоматического уп15 равления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа, содержащее э датчик расхода поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам, и датчик содержания бензольных углеводородов в об2о ратном коксовом газе, подключенные ко входу регулятора расхода поглотительного масла с задатчиком. Выход регулятора соединен с исполнительным механизмом регулирующе971442 3 го органа, установленного на трубопроводе поглотительного масла (2). Указанное устройство реагирует на колебания содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, однако как и предыдущее, не обеспечивает компенсации возмущающих воздействий входных величин процесса. Известно также устройство для управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового! газа, содержащее датчики расхода и температуры соответственно коксового газа и поглотительного масла, подводимых к бензольным скрубберам, датчик содержания бенэольных углеводородов в прямом коксовом газе, функциональный блок, регулятор с задатчиком, исполнительный механизм и регулирующий орган, установленный на трубопроводе поглотительного масла (3). В отличие от предыдущих это устройство обеспечивает компенсацию возмущающих воздействий части входных величин процес. са, в том числе температуры и расхода соответственно коксового газа и поглотительного масла, подводимых к бензольным скрубберам, а также содержания бензольных углеводородов в прямом коксовом газе, что способствует улучшению управления процессом улавливания бензола. Однако это устройство не имеет обратной связи по основной регулируемой величине— содержанию бензольных утлеводородов в обратном коксовом газе, в связи с чем оно не обеспечивает поддержания заданного значения этой величиньь Наиболее близко к предлагаемому устройство для автоматического управления бензольными скрубберами, содержащее датчики температуры и расхода соответственно коксового газа и поглотительного масла, подводимых к бензольным скрубберам, датчик температуры наружного воздуха, датчик содержания бензольных углеводородов в прямом коксовом газе, поглотительном масле и обратном коксовом газе, функциональный блок (вычислительное устройство), регулятор расхода поглотительного масла с задатчиком и исполнительный механизм с регулирующим органом, установленным на, трубопроводе поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам (4) . В этом устройстве все указанные датчики эа исключением датчика содержания бензольных углеводородов.в обратном коксовом газе подключены ко входу функционального блока, выход которого подключен ко входу регулятора. Датчик содержания бензольных углеводородов в обратнс м коксовом газе со4 единен непосредственно со входом регулятора. Выход регулятора соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа, установленного на трубопроводе поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам. Устройство обеспечивает компенсацию возмущающих воздействий основных входных величин процесса, а также имеет обратную связь по выходной величине — содержанию 10 бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, что способствует повышению точности регулирования н снижению потерь бенэола. Это устройство не обеспечивает поддержа35 ния заданной разности между температурой поглотительного масла и коксового газа, подводимых к бензольным скрубберам, что приводит к завышенным колебаниям содержания бензольных углеводородов в обратном 20 коксовом газе, которые в свою очередь вызывают потери бензола. Цель изобретения — повышение точности регулирования содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе путем стабилизации заданной разности между температурами поглотительного масла и коксоI вого газа, подводимых к бензольным скрубберам. Поставленная цель достигается тем, что уст50 ройство дополнительно содержит регулятор расхода воды с задатчиком, исполнительный механизм с регулирующим органом, установленным на трубопроводе воды, подводимой к холодильнику поглотительного масла, функциональный блок, датчики температуры н расхода соответственно воды и поглотительного масла, подводимых к холодильнику поглотительного масла, при этом ко входу регулятора расхода воды подключены с противоположными знаками датчики температуры соответственно коксового газа и поглотительного масла, а через функциональный блок датчики температуры и расхода соответственно воды н поглотительного масла и датчик температуры наружного воздуха. Выход регу45 лятора расхода воды подключен к исполни тельному механизму регулирующего органа, установленного на трубопроводе воды. Введением в устройство указанных регулятора расхода воды, датчиков, функционального блока и исполнительного механиз50 ма с регулирующим органом, соединенных между собой описанным выше образом, обеспечивается компенсация возмущающих воздействий на процесс улавливания бенэола колебаний разности температур между коксовым газом и поглотительпым маслом, подводимыми к бензольным скрубберам, что в свою очередь обесиечивас снижение колеба1442 35 б5 55 5 97 ний содержания бензола в обратном коксовом газе и, следовательно, снижение потерь бензола. На чертеже представлена структурная схема устройства для автоматического управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа. Ко входу регулятора 1 расхода поглотит ьного масла подключены задатчик 2, датчик содержания бензольных утлеводородов 3 в обратном коксовом газе и через функциональный блок (вычислительное устройство) 4 — датчики температуры 5, 6 и расхода 7, 8 соответственно коксового газа и поглотительного масла, подводимых к бенэольным скрубберам, датчик температуры 9 наружного воздуха, датчики содержания бензольных уЖеводородов 10, 11 соответственно в прямом коксовом газе и поглотительном масле. Выход регулятора 1 соединен с исполнительным механизмом 12 регулирующего органа 13, установленного на . трубопроводе поглотительного масла, подводимого к бензольным скрубберам. Кроме тогд, это устройство содержит регулятор 14 расхода воды, ко входу которого подключены задатчик 15, с противоположными знаками датчики температуры 5, 6 соответственно коксового газа и поглотительного масла, подходимых к бензольным скрубберам, а также через введенный в устройство функциональный блок (вычислительное устройство) 16 — датчики температуры 17, 18 и расхода 19, 20 соответственно воды и поглотительного масла и датчика температуры наружного воздуха. Выход регулятора 14 соединен с исполнительным механизмом 21 регулирующего органа 22, установленного на трубопроводе воды, подводимой к холодильнику поглотительного масла. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При изменении одной из входных величии процесса (например, расхода коксового газа на улавливание, содержания бензольных углеводородов в прямом коксо, вом газе и поглотительном масле) вычисли| тельное устройство 4 вырабатывает регулятор 1 сигнал, пропорциональный этому изменению входной величины. При этом регулятор 1 сравнивает этот сигнал с заданием эадатчика 2 и вырабатывает управляющий ситнал через исполнительный механизм 12 регулирующему органу 13, который устанавливает расход поглотительного масла на бензольные скрубберы, компенсирующий указанное возмущение. Этим самым достигается управление процессом улавливания по упреждению отклонения выходной величины процесса - содержанни бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, что весьма существенно для данного процесса, который характеризуется большими временами зайаздывания (около 2 ч) по всем каналам. В случае отклонения от заданного значения выходной величины — содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе — датчик 3 вырабатывает сигнал регулятору 1, пропорциональный этому отклонению, который! устанавливает новый расход поглотительного масла, компенсирующий это отклоненние. В случае отклонения от заданного значения разности температур между коксовым газбм и поглотительным маслом датчики температуры 5, 6 соответственно коксового газа и поглотительного масла вырабатывают регулятору 14 расхода воды сигнал, пропорциональный этому отклонению, который вырабатывает управляющее воздействие через исполнительный механизм 21 регулирующему органу 22, который устанавливает расход воды на холодильник поглотительного масла, компенсирующий это отклонение. Прн возмущении со стороны входных величин холодильника поглотительного масла соответствующие датчики (19 — 21) rlocpegством функционального блока (вычислительного устройства) 16 вырабатывают регулятору 14 сигнал, пропорциональный этим возмущениям. В дальнейшем работа схемы аналогична описанному выше. Предлагаемое устройство автоматического управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа в сравнении с принятым за прототипом базовым объектом обеспечивает стабилизацию заданной разности между температурами поглотительного масла и коксового газа, подводимых к бепзольным скрубберам, что в свою очередь позволяет снизить колебания содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, а значит, и снизить потери бензола. 1I5 30 бО Повышение точности регулирования содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе за счет обеспечения стабилизации заданной разности температур между поглотительным маслом и коксовым газом позволит сократить потери бензола примерно на 0,3 z/нмэ. Ожидаемый годовой эсономический эффект от внедрения предлагаемого устройства для автоматического управления процессом улавливания бензольных углеводородов из коксового газа в одном цехе улавливания коксохимического завода составит 45 — 50 тыс, руб. 7 97 Формула из о брет ения Устройство для автоматического управления процессом улавливания бенэольных углеводородов из коксового газа, содержащее регулятор расхода поглотительного масла с задатчиком, к входу которого подключены датчик содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе, а черех функциональный блок-датчик температуры и расхода соответственно коксового газа и поглотительного масла, подчодимых к бензольным скрубберам, датчик температуры наружного воздуха, датчики содержания бензольных углеводородов в прямом коксовом газе и погло твтельном масле, а выход соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа, установленного на трубопроводе поглотительного масла, подведенного к бензольным скрубберам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования содержания бензольных углеводородов в обратном коксовом газе путем стабилизации заданной разности между температурами поглотительного масла и коксового газа, оно дополнительно содержит регулятор расхода воды с задатчиком, исполнительный механизм с регулирующим органом, установленным на трубопроводе воды, подводимый 1442 8 к холодильнику поглотительного масла, функциональный блок, датчики температуры и расхода соответственно воды и поглотительного масла, подводимых к холодильнику погло, тительного масла, при этом к входу регулятора воды подключены с противоположными знаками датчики температуры соответственно коксового газа и поглотительного масла, а через функциональный блок — датчики р температуры и расхода соответственно воды и поглотительного масла и датчик температуры наружного воздуха, а выход регулятора расхода воды подключен к исполнительному механизму регулирующего органа, установленного на трубопроводе воды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Рабочие чертежи КИПиА цеха улавлива20 ния комплекса коксовой батареи N 5 Авдеевского коксохимзавода № 45446 А7 — С„, КБАиМ Гипрококса, 1970. 2. Справочник коксохимика, т. 5> М., "Металлургия", М., 1966, с. 236, 242. И 3. НИР № 0270, т. 1Ч, чертеж № 0270  — Сх — 7, КБАиМ Гипрококса, Харьков, 1970. 4. Журнал "Кокс и химия", N 2, 1973, с, 47. 971442 Составитель P. Клейман Техред М.Надь Кофектор Ю. Макаренко Редактор Б. Федотов Тираж 734 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8788/16 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
