Способ автоматического управления ректификационной установкой

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ри997713 ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 12. 05. 81 (21) 3284875/23-26

f51) М Кл з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 01 D 3/42

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66,012-52 (088.8) Опубликовано 23.0283. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 230293

А.A.Êîíäðàòüåâ, В.П.Кривошеев, В.Ф. Попко и Т.Г.Умергалин (72) Авторы изобретения

Уфимский нефтяной институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ

Изобретение относится к способам автоматического .управления ректификационными установками с полностью связанными материальными и тепловыми потоками и может быть использовано .при ректификации многокомпонентных смесей в нефтеперерабатывающей,нефтехимической и химической промышленности, Известен способ автоматического управления ректификационной установкой путем регулирования расхода ку-. бового продукта из второй колонны в зависимости от перепада давления в первой колонне, расхода кубового продукта, поступающего из первой во вторую колонну (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо" соб автоматического управления ректификационной установкой путем регулирования расхода орошения в первую колонну по температуре в ней, рас" хода орошения во вторую колонну в зависимости от температуры в ней, расхода продуктового потока, поступающего во вторую колонну, расхода парового потока, поступающего из вто.рой колонны в первую, в зависимости от расходов продуктовых потоков ко« лонн, расхода теплоносителя в зависимости от состава сырья (2), Известный способ не позволяет уменьшить энергозатраты на получение продуктов требуемого качества и повысить качество переходного процесса в ректификационных установках с полностью связанными материальными и тепловыми потоками при изменениях расхода и состава сырья, поступающего в головную колонну.

Целью изобретения является уменьшение энергозатрат на получение продуктов требуемого качества за счет улучшения качества переходного процесса в трехколонных ректификационных устайовках с полностью связанными материальными и тепловыми потоками при изменениях расхода и состава сырья в первую (головную) колонну.

Поставленная цель достигается тем, что расход продуктовых потоков из второй колонны регулируют в зависимости от расхода и состава сырья, расход орошения первой колонны регулируют в зависимости от расхода парового потока из первой колонны во вторую и от состава и расхода сырья, а расход парового потока, поступаю997713 (2) Сигнал с датчика 6 давления, уста- 35

40 г з

X, X, Xg

3 3

50 щего в низ.первой колонны, регулируют в зависимости от расхода сырья.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

Установка предназначена для разделения трехкомпонентной смеси. Сырье поступает в головную ректификационную колонну 1, где происходит разделение смеси на дистиллят и кубовый остаток. Дистиллят колонны 1 в и виде пара подается в питательную секцию колонны 2, Кубовый остаток колонны 1 подается на разделение в питательную секцию колонны 3. Дистиллят колонны 2 после охлаждения в конденсаторе-холодильнике 4 поступает в емкость 5. Часть сконденсированного дистиллята возвращается в ко лонну 2 в виде, внешнего орошения, другая часть выводится как готовый продукт D„ . Кубовый остаток колонны

2 частично выводится как готовый про дукт Dz, оставшаяся часть подается в виде внешнего орошения в колонну 3.

Часть внутреннего жидкостного потока из питательной секции колонны 2 подается в головную колонну 1 в виде внешнего орошения Ь„, Дистиллят колонны 3 в виде паров полностью поступает в низ колонны 2 для создания парового орошения. Кубовый остаток колонны 3 выводится как готовый продукт D>. Часть внутреннего парового потока иэ питательной секции колонны 3 подают в низ головной колонны 1 для создания парового орошения, новленного в верхней точке колонны 1, поступает на регулятор 7, управляющий регулирующим органом 8, установленным на линии подач:I паров с верха колонны 1 в питательную секцию колонны 2, Сигнал о расходе внешнего орошения в колонну 1 от датчика 9 расхода через преобразователь 10 поступает на регулятор 11, управляющий ре регулирующим органом 12, установлен. ным на линии подачи внешнего орошения в колонну 1. На регулятор 11 поступает задающий сигнал с вычисли.тельного устройства 13. Вычислительное устройство 13 обрабатывает сигналы о расходе и составе сырья, поступающие с датчиков 14 и 15 через преобразователи 16 и 17, и сигнал о расходе паров дистиллята из колонны

1, поступающий от датчика 18 расхода через преобразователь 19, и формирует задающий сигнал по соотношению

Ь„=Ч„-F (И,+ A1z), (< ) гце F — расход сырья;

2 Z — концентрация перного и второ > к

ro компонентов в сырье;

А - коэффициент, зависящий от состава сырья.

Если значение L, вычисленное из соотношения (1), не равно текущему значению L, то регулятор 11 изменяет командный сигнал на регулирующий орган 12 для выполнения указанного равенства, Давление в колонне 2 поддерживает5 ся контуром, включающим в себя датчик 20 давления, регулятор 21 и регулирующий орган 22, установленный на линии 23 подачи хладагента в конденсатор-холодильник 4. Сигнал с датчика 24 давления, установленного в верхней точке колонны 3, поступает на регулятор 25, управляющий регулирующим органом 26, установленным на линии подачи паров дистиллята с верха колонны 3 в низ колонны 2.

Уровень в флегмовой емкости 5 поддерживается регулятором 27 с регулирующим органом 28, установленным на линии подачи внешнего орошения в колонну 2.

Сигнал о расходе готового продукта Р с датчика 29 через преобразова тель 30 поступает на регулятор 31, управляющий регулирующим органом 32, установленным на линии отбора гото25 ного продукта Р„ ° На регулятор 31 поступает также задающий сигнал с вычислительного блока 33, Вычислительный блок 33 производит решение, например, методом Гаусса системы линей30 ных алгебраических уравнений следующего вида: где 7> — концентрация третьего компонента в сырье

Х, Х, X„ — заданные концентрации первого компонента в готовых продук2 тах Р„, D и D>,.

X X, Х вЂ” заданные концентра45 ции второго компонента в готовых продуктах; заданные концентрации третьего компонента в готовых продуктах.

На вычислительный блок 33 поступают сигналы о расходе и составе сырья с датчиков 14 и 15 через преобразова55 тели 16 и 17. Решением системы ураннений (2) являются значения отборов готовых продуктов D, D u D >. Если расчетное значение расхода готового продукта Dg не совпадает с текущим значением D, то регулятор 31 отраба б тывает регулирующее воздействие на. регулирующий орган 32 до выполнения укаэанного раненства.

Аналогично производится регулирование отбора готового продукта D, 997713

Если расчетное значение отбора D< йе совпадает с текущим значением D, поступающим с датчика 34 через преобразователь 35, то регулятор 36 отрабатывает регулирующее воздействие.на регулирующий орган 37, 5 установленный на линии отбора D, до выполнения указанного равенства.

Сигнал о расходе парового потока, поступающего в низ колонны 1, с датчика 38 через преобразователь 39 пос-10 тупает на регулятор 40 соотношения, управляющий регулирующим органом 41, установленным на линии подачи парового потока в низ колонны 1,На регулятор 40- поступает также сигнал о расхо- 5 де сырья с датчика 14 через преобразо. ватель 16. Уровень в кубе колонны 1 поддерживают регулятором 42 с регу-лирующим органом 43, установленным на линии подачи кубового остатка из колонны 1 в питательную секцию колонны 3. Уровень в кубе колонны 2 поддерживают регулятором 44 с регулирующим органом 45, установленным на линии подачи внешнего орошения в колонну 3. Уровень в кубе колонны 3 поддерживают регулятором 46 с регулирующим органом 4Т установленным на линии отбора готового продукта D>

Сигнал о расходе теплоносителя в кипятильник 48 с датчика 49 через преобразователь 50 поступает. на регулятор 51, управляющий регулирующим органом 52, установленным на линии подачи теплоносителя в кипятильник 48. На регулятор 51 поступает 35 также корректирующий сигнал с регулятора 53. На регулятор 53 поступает сигнал с датчика 54 состава готового продукта D через преобразователь 55. При уменьшении концентрации целевого компонента в готовом продукте D регулятор 53 отрабатывает корректирующий сигнал регулятору

51 на увеличение расхода теплоносите. ля в кипятильник 48, Предлагаемый способ автоматического регулирования обеспечивает повышение качества переходного процесса за счет использования принципа регулирования по возмущению со стороны расхода и состава сырья, что улучшает качество переходного процесса, уменьшая инерционность системы в целом.

Качество переходного процесса улуч шается также в результате поддержания необходимых соотношений между матери- альными потоками.

Формула изобретения

Способ автоматического управления ректификационной установкой путем регулирования расходов орошения, паро вых потоков, продуктовых потоков и теплоносителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения энергозатрат на получение продуктов требуемого состава эа счет улучшения качества переходного процесса, расход продуктовых потоков из второй колонны регулируют в зависимости от расхода и состава сырья в первую колонну,расход орошения первой колонны регулируют в зависимости от расхода паревого потока из первой колонны во вторую и от состава и расхода сырья, а расход парового потока, поступающеrо в низ первой колонны из третьей, регулируют в зависимости от расхода сырья.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 644497, кл. В 01 D 3/42, 1977.

2. Авторское свйдетельство СССР

Р 3214447/26, кл. В 01 D 3/42, 1980.