Способ управления тепло-массообменным процессом

Номер патента: 982708

Авторы: Красин, Дубров, Ханин, Тарханов

Скачать ZIP файл.

Текст

Смотреть

Союз Советских Социалистических РесвубликАВТОРСКО ВИДЕ ТЕЛЬСТВУ авт. свид-ву ополнительно 21) 3337161/23-26 1)М КлзВ 01 Р 3/42 В 01 0 53/14(22) Заявлено 02.09.81 с присоединением заявк кем итет. Дубров, В;К. Тарханов, Л 71) Заявител СОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНН ПРОЦЕССОМ 4 Изобретение относится к способам автоматического управления процессами тепломассообмена, применяемым в неорганической химии, в частности в управлении ректификацией, абсорбцией, в коксохимической, химической, нефтехимической, пищевой про мышленностях, а также может быть применено в автоматических системах управления, служащих для выбора оптимальных режимов работы сложных. технологических процессов с большим числом переменных, сильно взаимосвязанных между собой.По основному авт. св,654263 известен способ управления тепломассообменным процессом, в котором при регулировании угла, образованного даже при совместном транспорте газа первой и концевой ступеней сепарации, может выпадать. до 200 кг конденсата из 1000 м газа.Однако выпадение углеводородных конденсатов в газопроводах создает ряд серьезных проблем в работе нефтяной промышленности.Известно, что газ нефтяных месторождений с целью его утилизации и выработки ценного сырья для нефтехимии подают на переработку на районные газоперерабатывающие заводы (ГПЗ). Если центральный пункт сбора (ЦПС) и ГПЗ расположены на разных площадках, то газ часто приходится транспортировать на весьма значительные расстояния, Однако нефтяной газ содержит большое количество тяжелых углеводородов, которые при транспортировке в результате охлаждения до температуры, равной температуре грунта, выделяются в газопроводе. Особенно большое количество жидкой фазы выделяется из газов концевых и горячих (после нагрева нефти) ступеней сепарации нефти. Выпадение жидких углеводородов в газопроводе приводит к потере большого количества ценного углеводородного сырья, снижает производительность трубопроводов, приводит к усложнению его обслуживания при выводе жидкой фазы в конденсатосборники. Особой проблемой является при этом утилизация конденсата из сборников.- В связи с затрудненностью доступа к конденсатосборникам конденсат в большинстве слу.чаев сжигают или продувают в атмосферу, что приводит к недопустимым потерям продуктов и загрязнению окружающей средь.Несмотря на большие потери углеводородов, снижение бензинового патенцйала982708Ф 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3нефти и производительности газопроводов такие установки применяют в нефтяной промышленности весьма широко.Известна установка подготовки нефти и газа, которая содержит сепараторы первой, второй, промежуточных и горячей,(концевой) ступеней сепарации нефти, отстойники (печь), электродегйдраторы, а также компрессоры для сжатия газов второй, промежуточных и концевой ступеней сепарации нефти, воздушный холодильник, трехфазный разделитель и трубопроводы холодной и горячей нефти.Известная установка позволяет решать вопросы подготовки газов концевых и горячих ступеней сепарации нефти с резким сокращением потерь углеводородов. В этой установке охлаждение газа осуществляется в воздушных холодильниках без применения искусственного холода. Это значительно упрощает сооружения, снижает капитальные затраты и эксплуатационные расходы на подготовку газа к транспорту до ГПЗ,Недостатком установок с применением только воздушных охлаждений является отсутствие стабильности их работы по температуре охлаждения в весенне-летний период года. В это время температура воздуха достаточно велика (20 - 35 С), а температура грунта, особенно весной, низкая (О - 5 С). Это приводит к тому, что в указанный период года, когда воздушным охлаждением можно добиться температуры газа не ниже 40 С, в газопроводах выделяется при транспорте значительное количество конденсата.Цель изобретения - интенсификация процесса за счет поддержания оптимальной толщины пленки жидкости на поверхности пластин насадки.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления массообменным процессом, регулирование угла, образованного плоскостью насадки и плоскостью, проходящей через ось продольной щели и ось горизонтальной трубки оросителя, осуществляют с коррек ией по скорости несущего газа.При этом осуществляют управление технологическим процессом несущего газа по отклонениям концентрации и скорости не- сущего газа от их заданных величин.С целью сокращения потерь углеводородов при транспорте, сокращения количества газа, сжигаемого в печах для нагрева нефти при ее подготовке, установка содержит сепараторы первой, промежуточных и концевых ступеней, отстойники, электродегидраторы, печи, компрессоры для сжатия газов концевых фаз. Так, например, уменьшение скорости газа, при прочих равных условиях, приводит к увеличению времени контакта жидкость - газ, а значити к более полному извлечению бензольных углеводородов.Но на пути уменьшения скорости существует предел последней, при котором, начиная с 4некоторой высоты рабочей части аппарата. состав газа остается неизменным, что означает отсутствие процесса массообмена. Именно эта минимальная для данной кон= центрации бензольных углеводородов скорость газа и должна приниматься за нижнюю границу интервала изменения скорости газа.Аналогично, при фиксированной скорости существует два предельных значения концентраций: нижний С 1, при котором состав газа по длине рабочей части аппарата остается неизменным, так как содержание бензольных углеводородов ниже порога чувствительности механизма диффузионного массообмена; и верхний С 2, за пределами которого отбор бензольных углеводородов невыполняется.На чертеже представлена схема реализации способа уаравления тепломассообменным процессом.Ороситель состоит из ряда горизонтальных трубок 1 с продольной щелью 2, которые прилегают вплотную с обеих сторон пластины насадки 3 в верхней части так, что плоскость, проходящая через ось продольной щели и ось горизонтальной трубки, образует с плоскостью насадки острый угол сА . С помощью датчиков 4 - 7 измеряются основные параметры входных и выходных потоков: количество входящего в аппарат каменноугольного масла и коксового газа, процентное содержание во входящем и выходящем газе бензолных углеводородов и скорость газа. Способ осуществляется следующим образом.Сигналы, пропорциональные измеряемым расходам поглотительного масла, несущего газа, его концентрации и скорости, поступают на вторичные приборы 8 - 11 для регистрации. Регулирование расхода поглотитель- ного масла осуществляется изменением расхода масла при помощи исполнительного механизма 12 до тех пор, пока не исчезнет сигнал рассогласования между заданными значением соотнош ния поглотительного масла и газа его текущим значением.Сигнал, пропорциональный изменению расхода поглотительного масла, с регулятора 8 поступает на блок 13, где он умножается на постоянный коэффициент К и поступает на исполнительный механизм 14. Сигнал, пропорциональный изменению скорости газа, с вторичного прибора 11 поступает на блок 15 памяти, где производится вычисление величины корректировки угла поворота оросителя как функции скорости газового потока и данная величина также поступает на блок 13, где формируется управляющий сигнал коррекции.Сигнал, пропорциональный изменению концентрации газа, поступает со вторичного прибора 10 на пороговый элемент 16, где9827086ние ширины смоченной поверхности к средней толщине пленки.На блоке 31 производится сравнение полученного результата с заданными значе.ниями. Если в результате сравнения сигнала с блока 30 с некоторыми заданными значениями на блоке 3 появляется сигнал, показывающий, что данное значение, меньше заданного значения, на исполнительный механизм 14 поступает сигнал с блока 32, и ороситель 1 поворачивается вокруг своей1 О оси так, что угол, образованный плоскостью насадки и плоскостью, проходящей через ось продольной щели и ось горизонтальной трубки оросителя, соответственно изменяется.Учет скорости газа при коррекции угла,образованного плоскостью насадки и плоскостью, проходящей через ось продольной щели и ось горизонтальной трубки оросителя, гарантирует оптимальные условия формирования и дальнейшего существования2 О пленки жидкости на поверхности насадки.Выбор оптимальных значений параметров технологического процесса получения несущего газа по отклонению концентрации и скорости этого газа от заданных допустимых интервалов их значений способствует повышению эффективности и экономичности процесса.Предлагаемый способ управления обеспечит экономический эффект порядка 30 тыс.руб. с одного тепломассообменного аппарата в год. формула изобретения 5установлен интервал оптимальных значений концентрации несущего газа.Сигнал, пропорциональный скорости га за, поступает на пороговый элемент 17, где установлен интервал допустимых значений скорости несущего газа.С пороговых элементов 16 и 17 сигналь (0,1) поступают на элемент ИЛИ 18, выход которого связан с вычислительным устрой ством 19.Присутствие на входе элемента ИЛИ 18 хотя бы одного сигнала, равного 1, приводит к тому, что на выходе последнего появится сигнал, включающий в работу вычислитель ное устройство 19.Вычислительное устройство 19 может представлять собой набор элементов памя ти, в которых записаны мажоритарные урав нения, устанавливающие соответствие, на пример, процентного содержания бензоль ных углеводородов в коксовом газе уу от состава, помола и качества угольных шихт, а также от теплового режима про цесса коксования х.,хп,Сигнал, характеризующий изменение сос тава, помола и качества угольной шихты поступает на блок 20 управления, где он оценивается, корректируется и трансформи рованный поступает на исполнительный ор ган 21, а затем на технологический про цесс 22.Управление изменением толщины пленки жидкости на поверхности насадки и увели чение смоченной поверхности в зависимос ти от изменения случайным образом вязкости и плотности оросительного масла осуществляется следующим образом.Сигнал, пропорциональный изменению толщины пленки, с датчиков 23 поступает на командный электрический прибор (КЭП) 24, который предназначен для подключения очередного датчика и измерительной схемы. После КЭП сигнал поступает на мост 25 емкостей, где производится непосредственное измерение емкости. Сигнал рассогласования моста, пропорциональный измеренной емкости, поступает на усилитель 26 мощности и на самопищущий прибор 27, Одновременно данный сигнал поступает на блок 28, где вычисляется среднее значение толщины пленки в контролируемой области, и на блок 29, где вычисляется ширина смоченной поверхности в контролируемой области; после чего данные сигналы поступают на блок 30, где вычисляется отноше 1. Способ управления тепломассообменным процессом по авт. св. Мо 654263. отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет поддержания оптимальной толщины пленки жидкости на поверхности пластин насадки, регулирование угла, образованного плоскостью насадки и плоскостью, 40 проходящей через ось продольной щели иось горизонтальной трубки оросителя, осуществляют с коррекцией по скорости несущего газа.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что осуществляют управление технологическим процессом получения несущего газа по отклонениям концентрации и скорости несущего газа от их заданных допустимых значений.тель Т. Чулкова .Ве ес Редактор В. ИвановаЗаказ 9771/9ВНИИПИпо д13035, МоФилиал ППП СоставиТехред ИТираж 7Государственлам изобретеква; Ж - 35,Патент, г. У Р Корректор Г. Решетник Подписное го комитета СССР ий и открытий аушская наб., д. 4/5 жгород, ул. Проектная, 4

Заявка

3337161, 02.09.1981

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4220

ДУБРОВ ЮРИЙ ИСАЕВИЧ, ТАРХАНОВ ВЛАДИМИР КОНСТАНТИНОВИЧ, КРАСИН ЛЕОНИД АБРАМОВИЧ, ХАНИН ИГОРЬ ГРИГОРЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: B01D 3/42

Метки: процессом, тепло-массообменным

Опубликовано: 23.12.1982

Код ссылки

<a href="http://patents.su/4-982708-sposob-upravleniya-teplo-massoobmennym-processom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ управления тепло-массообменным процессом</a>

Похожие патенты