Устройство для автоматического управления процессом ректификации

(22) Заявлено 08.08.77 (21) 2521269,23-26с присоединением заявки-О Р 3/4 3) При ет есудврственнын квинтет СССР(7) Заявитель мское производственное объединение ОмскНЕФТЕОРГСИНТЕЗ ЛЯ АВТОМАТЧЕСКОГО ССОМ РЕКТИФИКАЦИИ(54) УСТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРО по основномуе датчик расаров, выходяИзобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом ректификации и может применяться в химической и нефтехимической промышленности.По основному авт. св.475162 известно устройство для автоматического управления процессом ректификации, содержащее датчик расхода, датчики температуры паров, выходящих из колонны и внешнего орошения, преобразователь разности температур, блок извлечения квадратного корня, програмный блок, подключенный к датчику температуры внешнего орошения и блоки умножения, один из которого связан с датчиком расхода внешнего орошения и блоком извлечения квадратного корня.Однако такое устройство не обеспечивает высокой точности регулирования. Объясняется это тем, что оно не учитывает влияния тепловых потерь от стенок колонны в окружающую среду на изменение расхода внутреннего орошения.Цель изобретения - повышение точности регулирования.Это достигается тем, чтоавт. св,475162, содержащехода, датчики температуры п щих из колонны и внешнего орошения, преобразователь разности температур, блок извлечения квадратного корня, программный блок, подключенный к датчику температуры внешнего орошения, и блоки умножения, дополнительно введены преобразователь разности температур в колонне и окружающего воздуха, блок вычисления изменения расхода внутреннего орошения и суммирующее реле. Вход блока вычисления изменения расхода внутреннего орошеония связан с преобразователем разности температур в колонне и окружающего воздуха, а выход соединен с регулирующим блоком расхода внешнего орошения через суммирующее реле, связанное с одним из 5 блоков умноженияНа чертеже показана структурная схемаустройства для автоматического управления процессом ректификациц.Устройство содержит датчики температуры 1 и 2, преобразователи 3 и 4 разности температур, датчик 5 расхода внешнего орошения, программныи блок 6, блоки умножения 7 и 8, блок 9 извлечения квадратного корня, блок 10 вычисления изменения расхода внутреннего орошения в зависимостиот тепловь)л потерь в окружаюцую среду,суммирующее реле 11, регулирующий блок12 и исполнительный механизм 13 на линиивне шнего орошения.Выход датчиков температуры 1 и 2 через преобразователь 3 разюсти температур подключен к блоку умножения 8, выход которого соединен с суммирующим реле 11. Преобразователь 3 температуры соединен через программный блок 6 с блоком умножения 7. Датчик расхода внешнего орошения 5 связан с блоком умножения 7, сигнал от которого через блок извлечения квадратного корня поступает в блок умножения 8. Сигнал от преобразователя 4 разности температур в колонне и окружающего воздуха через блок 1 О вычисления изменения расхода внутреннего орошения поступает в суммируюЕцее реле 11 сигнал на1выходе которого служит переменной величиной для регулирующего блока 12, управляющего исполнительным механизмом3. Для поддержания постоянного расхода внутреннего орошения устройство реализует зависимости, выведееные из теплового и материального балансов колонны. Расход внутреннего Орошения в зависимости от изменения температуры внеп)негГ) орошения определяется из уравненияК =.К (1+ Р Ь 1), (1)где К. - расход внутреннего орошенияколонны;К- расход внешнего орошения;С - удельная теплоемкость внешнего орошения;- теплота преобразования пароввыходящих из колонны;Ь 1 разность температур паров, В 1- ходящих из колонны и внешнегоорошения.При наличии тепловых потерь от стенок колонны в окружающую среду происходит конденсация паров в колонне и за счет этого увеличивается расход внутреннего орощения, который для выбранного сечения колонны рассчитывается из следу)ощего уравнения:КРВНУгР. , СР окргде Кт - коэффициент теплопередачи стенок колонны;Г - площадь поверхности колонны;- средняя теплота парообразованияпаров в колонне;( - средняя температура паров в колонне;- окружающая температура. Р 1 сх)д Вих 1)снн 1.го Орон 1 сни 51 В кГ)лон.ц можв расчитать из уравнений (1) и (2)Кр. - К (1-, - 1) + = - (рСр ХтР- 1 юкр,) рУстройство раоотает следующим образом.Выходной сигнал от датчика 2 температуры внешнего орошения поступает в программный блок 6, где формируется сигнал для коррекции показаний преобразователя 10расхода внешнего орошения по плотности, приведенной к фактической температуре внешнего орошения. Этот сигнал поступает в блок умножения 7, где производится умножение его на сигнал от датчика 5 расхо да внешнего орошения пропорционал)я)ыйквадрату расхода. В блоке 9 извлечения квадратного корня образуется сигнал, пропорциональный расходу внешнего орошения К .Этот сигнал в блоке умножения 8 иерем ножается с выходной величиной из преобразователя 3 разности температур пропорциональной величине (1 -Ь. ВСрэтом Олок. умножения получается Величина, пропорциональная расходу внутреннего орошения при учете изменения темеЕратуры д внешнего орошения соЕласно уравнению ( ).Учет влияния теп;овых погсрь от стенок ко,1 Онив В Окружаоп(у)0 среду произе)одит.сЯ при ИОмОИи преОбразОВаел 51 4 разнГ)сти тсмпсратур в колонне и окружающего воз;Ех х)1 ( (ср, -1)кр,) и 0510 ка 10 е)ь)числениЯ зо изменения расхода внутреинс го 1)роцения,В которс)м рассчитывается Величина К(Е, (рц). В л ммирх к)Псм рсгц 1е)и(эедел 51 е ся есрсменна я Вс;1 ич)и 1)а для регулирующего блока 12, с 1 н) гветствую)цая расходу внутреннего орошсшяСр КтГКВнЯР КВмеюн(1+ у 1) + = (1 ер рмр.)Регулирук)щий блок 12 с помощью исполнительного меха)изма 13 обеспечивает поддержание расхода внутре)Пего орошения на заданном уровне.Фор,)117 ла изс)б)ете)е)еяУстройство для автоматическоп) ) правд ления процессом ректифи кани и по а Вт.св.475162, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно дополнительно содержит преобразователь разности температур в колонне и Окруже)юцего воздуха, олок вычисления изменения расхода внутреннего орошения и суммирующее реле, причем вход блока вычисления изменения расхода внутреннего орошения связан с преобразователем разности температур в колонне и окружаю- и щего воздуха, а выход соединен с регулирующим блоком расхода внешнего орошения через суммирующее реле, связанное с одним из блоков умножения.Составитель Г. Чулкова Редактор А. Шмелькин Техред О. Луговая Корректор М. Пожо Заказ 5180/4 Тираж 877 Подписное ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 3035, Москва. Ж - 35, Раушская наб., д, 4,15 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4