Устройство для автоматического управления процессом ректификации

Союз СеетскииСОцмаямстичвскихРаспубпик " ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и 703113щ ".78 В 01 0 3/42 явки-осударствеииыи комитет СССР по делам иэаоретеиий и открытийлетень 46 5.12.7 Дата опубликования сания 25.12.79 Авторы бретен ухов и М. Р. Тучинск Д. Амоль,иков А. Г С Заявите Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом ректификации и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, например в производстве олефинов.Известно устройство для автоматического управления процессом ректификации, содержащее анализатор состава целевого продукта, блок вычисления расхода внутреннего орошения, регулятор расхода внешнего орошения и оптимизатор, входы которого соединены с выходами блока вычисления внутреннего орошения, регулятора расхода пара в подогреватель и анализатора состава целевого продукта, а выходы соединены со входами регуляторов расхода внешнего орошения и пара в подогреватель 111. 15Известное устройство стабилизирует состав целевого продукта на заданном значении воздействием на расходы внешнего орошения и пара в подогреватель.Недостатком известного устройства яв 20 ляется неудовлетворительное качество регулирования состава целевого продукта при переменных давлении, скорости и составе питания, а таКже отсутствии контроля и регулирования потерь целевого продукта спобочным.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройстводля автоматического регулирования ректификационной колонной, содержащее датчики расхода й состава сырья, состава дистиллята, расхода орошения, теплоносителя исостава кубового продукта, связанные черезкомпенсаторы со входом сумматора, другойвход которого соединен через регулятор сдатчиком состава кубового продукта, динамические фильтры и вычислительное устройство, входы которого подключены к датчикусостава кубового продукта и к выходу динамических фильтров, а выход соединен скомпенсаторами 12,Известное устройство рестраивающуюся комбиниростабилизации состава цел(кубового),ализует самона- ванную систему евого продукта Однако известное устройство не контролирует и не регулирует потерь целевого продукта с побочным. Это приводит к снижению качества управления процессом рек- тификации(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ703113 ва. 31,"елью изобретения является повышение качества управления процессом ректификации.Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено датчиком давления, блоком идентификации, блоко управления расходом орошения, блоком расчета концентрации, оптимизатором и командным блоком, один вход которого через оптимизатор, блок расчета концентрации и блок идентификации, а другой вход через блок управления расходом орошения и блок идентификации подключены к блоку динамических фильтров и к датчикам расхода сырья, состава сырья и давления, а выходы соединены через блок управления расходом орошения с функциональным блоком расчета концентрации, через сумматор с регулятором расхода теплоносителя и с регулятором расхода орошения.Известно, что основные статические характеристики процесса ректификации могут быть представлены зависимостями ключевых . концентраций в целевом продукте (примесь побочного продукта Х) и в дистилляте (уровень потерь целевого продукта Хв) от основных возмущающих (расход сырья Г, состав сырья Хр, давления в колонне Р и;ц управляющих (расход флегмы 1., расход теплоноситея б) воздействий, т. е. Х=- Х(Г,Х Р, 1.,а);Х,= Х,(Г,Х Р,1.,О) Процесс ректификации будет проходить оптимально еслйХ,=Х Хв -тпОтсыскание статических характеристик процесса осуществляют блоком идентификации. В блоке управления расходом орошения определяют расход орошения, обеспечивающий стабилизацию состава кубового продукта.Блоком расчета концетрации рассчитывают возможную концентрацию потерь целе вого продукта с дистиллятом. В блоке оптимизации анализируют уровень потерь целевого продукта с предыдущим уровнем и при минимальном его значении через командный блок реализуют найденные оптимальные значения Е и б.На чертеже изображена схема устройстУстройство для автоматического управления процессом ректификации в колонне 1 включает в себя датчики 2 расхода сырья, щ 3 состава сырья, 4 давления, 5 состава дистиллята, датчик 6 расхода орошения, связанный через регулятор 7 с клапаном 8, датчик 9 состава кубового продукта, связанный через регулятор 10 и сумматор 1 с регулятором 12 и клапаном 13 подачи теплоносителя, информация о расходе которого замеряется датчиком 14. Выходы всех датчиков подключены к блоку динамических ффильтров 15, который через блок 6 иден-тификации 18 связан с блоком 17 управления расходом орошения и блоком 18 расчета концентраций, другие входы которыхсоединены с датчиками 2 расхода сырья,3 состава .сырья и 4 давления, а выходы соптимизатором 19 и командным блоком 20.Выходы командного блока 20 связаны через блок 17 управления расходом орошения с блоком 18 расчета концентрации, через сумматор 11 с регулятором 12 расходатеплоносителя и с регулятором 7 расходаорошения,Работает устройство следующим образом.Блок 16 идентификации, используя динамически сглаженную информацию в блоке 15, поступающую с датчиков 2 расходасырья, 3 состава сырья, 4 давления, 5 состава дистиллята, 6 расхода орошения, 14расхода теплоносителя и 9 сост ава кубового продукта 9, формирует коэффициенты статических характеристикХ -- ЩР, Хр, Р, Е, 6); Хр = Хц(Г, Х, Р, 1., 6)Блок 17 управления расходом орошенияпа текущей информации с датчиков 2 расхода сырья, 3 состава сырья, 4 давления,заданной информации по составу кубовогопродукт Х, первоначально выбранномурасходу теплоносителя и на основе статической характеристики Х, = Х,(Г, Х, 1., б, Р)определяет расход флегмы, обеспечивающийстабилизаци ю состава кубового и родукта,Блок 18 расчета концентрации также по текущей информации возмущающих воздействий, по информации об управляющих воздействиях, получаемой от блока 17, и наоснове статической зависимости Х = Х 1 (Г,Х, 1., 6, Р) рассчитывает возможные потери целевого продукта с дистиллятом Хр,Оптимизатор 19 анализирует уровень потерьцелевого продукта и через командный блок20 корректирует значения управляющих воздействий 1. и 6 до достижения минимальновозможного уровня потерь. По достиженииминимального уровня потерь командныйблок 20 вырабатывает корректирующие сигналы, поступающие на задание регулятору 7расхода орошения и на вход сумматора 11.Сюда же поступает сигнал от регулятора10 обратной связи, служащий для устранения влияния неконтролируемых возмущений, Выходной сигнал сумматора 11 изменяет задание регулятору 12 расхода теплоносителя. Регулягоры 7 расхода орошенияи 12 теплоносителя, отрабатывая задающиевоздействия, устанавливают на клапанах 8и 13 новые значения управляющих воздействий, обеспечивающих оптимальный (в статике) процесс ректификации.Положительный эффект достигается засчет лучшей стабилизации концентрации метана в кубовом продукте и более точноговыбора режима работы колонны, обеспечивающего минимальные потери этилена.авитель Т, д О. Лугов 877 улкова Корректор Г. НазароПодписноетета СССРткрытийнаб., д. 4/5ул. Проектная, 4 Редактор Н. Потапаказ 7690/4ЦН ова ТехреТиражИИПИ Государстпо делам нзоб13035, Москва, Ж -иал П П П Патент э,венного ко ретений и 35, Раушск г Ужгород Устройство для автоматического управления процессом ректификации, содержащее датчики расхода сырья, состава сырья, состава дистиллята, расхода орошения, расхода теплоносителя и состава кубового продукта, связанные с блоком динамических фильтров, регулятор расхода орошения и регулятор расхода теплоносителя, связанный через сумматор с регулятором состава кубового продукта, отличающееся тем, что, с целью повышения качества управления процессом, оно дополнительно снабжено датчиком давления, блоком идентификации, блоком управления расходом орошения, блоком расчета концентрации, оптимизатором и командным блоком, один вход которого через оптимизатор, блок расчета концентрации и блок идентификации, а другой вход - через блок управления расходом орошения и блок идентификации подключены к блоку динамических фильтров и к датчикам расхода сырья, состава сырья и давления, а выходы соединены через блок управления расходом орошения с блоком расчета концентрации, а через сумматор - с регуляторомрасхода теплоносителя и с регулятором расхода орошения.16 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР357992, кл, В О 1 Р 3/42, 1971.2. Авторское свидетельство СССР472664, кл. В 01 Р 3/42, 1973 (прототип).