Устройство для автоматического регулирования процессом ректификации

Союз Советских СоциалистическихРеспубликф ге(22) Заявлено ОЫ 277 (21) 2549077/23-26с присоединением эявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 050480. Бюллетень Йо 13Дата опубликования описания 080480 В 01 0 3/42 Государственный комитет СССР по делам изобретений и отнрытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИЦелью изобретения является улучшение качества регулирования составадистиллата.Поставленная цель достигается тем,что устройство дополнительно снабжено датчиксм температуры, блоком расчета разности упругостей легких компонентов, блоком расчета измененияих соотношения и корректирующим блоком, входы которого подключены через блок расчета разности упругостейлегких компонентов к датчику температуры и через блок расчета изменения соотношения к датчику составасырья, а его выход соединен с сумматором,Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования процессом многоксмпонентной ректификации и может найти применение в химической, нефтехимической и.других отраслях промышленности, например в производстве стирола.Известно устройство для автоматического регулирования процессом ректифцкации, содержащее датчики расхо" да и состава сырья, связанные через вычислительный блок с регуляторам отбора кубового продукта, регулятОр уровня и регулятор расхода флегмы, связаный с датчиками температурв верху и в кубе колонны 11.Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество регулирования состава дистиллата, связанное с неоднозначной зависимостью между температурой и составом многокомпонентной смеси на тарелке.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению 25 является устройство автоматического регулирования процесса ректификации, содержащее датчики расхода и состава сырья, связанные через вычислительный блок с регулятором отбора кубового продукта, регулятор уровня и регулятор состава дистиллата, связанныйчерез сумматор с индикатором состава 2 .Недостатком известного устройстваявляется неудовлетворительное качество регулирования состава дистиллата впроцессе ректификации вследствие использования в контуре хрома 1 ографа,являющегося устройством периодического действия со значительной инерционностью,На чертеже представлена схема уст ройства для регулирования процесса ректификации.Устройство для автоматического регулирования ректификационной колойной 1 включает в себя датчики 2 и 3, соответственно, состава и расхода, связанные через вичислительный блок 4 с задаюцим входом регулятора 5, переменный вход которого соединен с датчиком 6 расхода кубового продукта, а выход - с клапаном 7, датчик 8 уровня в кубе колонны, свяэаннйй через регулятор 9 с клапаном 10, индикатор 11 состава, связанный через сумматор 12 и регулятор 13 с клапаном 14. Крсме того, устройство содержит корректирующий блок 15, который своими входами связан через блок 16 расчета изменения соотношения легких компонентов с датчиксм 2 состава сырья, через блок 17 расчетаразности упругостей паров компонентов - с датчиком 18 температуры, а выходом - с сумматором 12.Работа устройства Основана на использовании индикатора состава, являющегося прибором непрерывного действия.Известно, что принцип действия индикатора состава базируется на изменении разности упругостей паров эталонной жидкости, заключенной в термосильфон, и жидкости на тарелке. Применение прибора для индикации составамногокомпонентных смесей затрудняется ввиду возникающей погрешности при изменении соотношения между компонентами.Однако из опыта ректификации многокомпонентных смесей известно, что вбольшинстве случаев смеси четко де лятся на легкие, поступающие в дистиллат, и тяжелые, отбираемые иэ ку"ба колонны.Причем, как правиЛо, по концентрации двух компонентов (самому тяжелому иэ легких и самому легкому из тяжелых), которые распределяются и вдистиллат, и в куб, судят о качествепроцесса ректификации,Если термосильфон индикатора заполнить многокомпонентной эталойнойжидкостью, реально существующей натарелке, например в верху колонны,то при отсутствии изменения соотношения между легкими компонентами, индикатор будет измерять концентрациюпримеси тяжелого компонента.При изменении соотношения, например, между двумя легкими ксмпонентами на тарелке возникает погрешностьв ийдикации состава, которая можетбыть определена по Формуле:ьР= (Х- Х ) Р(1) - РЕ.(ЦЗх (1)где ьР - погрешность вйхода индикатора, ати;Х - текущая концентраций легкого компонента, мол.доли; Х," - эталонная концентрация легкого компонента, мол. доли;Р.) -)Р(1) - давление насыщенных паров 5чистых легких компонентов, ати;- температура на тарелке,%;к - конструктивный коэффициент.Изменение соотношения между легкими компонентами на тарелке, как правило, вызывается изменением соотношения между ними в питающей смеси.Эта зависимость может быть выражена Форкулой:Е 2 "з)Еф Ег(Ргде 2 и Е - текущая концентрациялегкгх компонентов впитании, мол. доли;2 - эталонная концентрациялегкого компонента впитании, подбираетсяопытным путем, мол.до 25 ли;Е - эталонная концентрацияпримеси тяжелого компонента на тарелке,м ол, доли,30: Таким образом, погрешность индикатора состава, устанавливаемого, например, на трехкомпонентные смеси,.при изменении соотношения между легкими компонентами может быть рассчи"35 тана по формуле;Е Е РР(3)Работает устройство следующим об разом.При изменении состава сырья, вычислительный блок 4 рассчитывает, исходя из показаний датчиков состава. 2и 3, новое значение состава сырья,которое стабилизируется регулятором5.Возникающие при этол колебанияуровня стабилизируются регулятором 9.Изменение состава сырья в общем слу- О. чае приводит также и к изменению соотношения в нем между легкими компонентами. В этом случае в показанияхиндикатора 11 состава возникает погрешность, которая компенсируется всумматоре 12. Величина погрешностирассчитывается корректирующим блоком15, представляющим собой множительное устройство, первый сомножителькоторого Формируется блоком 16 расчета изменения, соотношения легких фо компонентов, исходя из показаний датчика 2 состава сырья. Второй сомножитель формируется в блоке 17 расчета разности упругостей паров чистыхлегких компонентов, исходя иэ показа-. Я ний датчика 18 температуры 18.7256 ВЗ формула изобретения Составитель Т. ЧулковаРедактор Л. Курасова Техред М. Келемеш В. Синицк орр Заказ 550/5 Тираж 809 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 130 5 Филиал ППППатентф,г. Ужгород, ул. Проектная, 4 По скорректированному выходному сигналу индикатора состава регулятор стабилизирует примеси тяжелого компонента в дистиллате воздействием на клапан расхода флегмы.Устройство было испытано на ко-лонне К, предназначенной для выделения бензола и толуола из углеводородного конденсата .Учитывая, что расход бензол-толуольной фракции составляет 7000 т в год, а стоимость этилбензола 239 руб, - за 1 т, экономический эффект, достигаемый за счет уменьшения погрешности показаний прибора ИСи повышения качества регулирования, состав- - ляет 16,7 тыс . руб . в год. Устройство для автсматическогорегулирования процесса ректификации,содержащее датчики расхода и составасырья, связанные через вычислительный блок с регулятором отбора кубового продукта, регулятор уровня ирегулятор состава дистиллата, связанный через сумматор с индикатором состава, отличающеес я тем,что, с целью улучшения качества регулирования состава дистиллата, онодополнительно снабжено датчиком температуры, блоком расчета разности упругостей.легких компонентов, блокомрасчета изменения их соотношения икорректирующим блоком, входы которого подключены через блок расчета разности упругостей легких компонентовк датчику температуры и через блокрасчета изменения соотношенияк датчику состава сырья, а его выход сое"динен с сумматором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство позаявке В 23631 73/26, кл. В 01 0 3/42,1976,2. Авторское свидетельство СССРР 412902, кл. В 01 Э 3/42, 1971.