Устройство для автоматического управленияпроцессом экстрактивной ректификации

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеслубликОпубликовано 15.05.81. Бюллетень 18Дата опубликования описания 25,05.81 пв делам изобретений и вткрытий(72) Авторы изобретения В. С. Кудряшов, В. В, Кузьменко, В. В. Ка А. И. Секретарев, В. Т, Шарыгин и Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕН ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИИзобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, например в производстве изопрена из изопентана, и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.Известно устройство для автоматического управления процессом ректификации, содержащее датчики расхода и состава питания, регуляторы расходов дистиллята и пара, вычислительный блок, регулятор флег мового числа и регулятор состава продукта на контрольной тарелке 1.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащее датчики расхода и состава сырья, датчик и регулятор расхода флегмы, датчик и регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчики температуры и давления на контрольной тарелке и вычислительный блок, 30 при этом датчики температуры и давления соединены с вычислительным блоком, один из выходов которого связан с корректирующим блоком, соединенным с датчиками расхода и состава сырья, а другой выход - с согласующим блоком, связанным через динамический фильтр с регулятором расхода флегмы 2 .Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает высокого качества целевых продуктов.Цель изобретения - повышение качества целевых продуктов.Цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчики и регулятор расхода хладагента в дефлегматор, формирующий и прогнозирующий блоки, блок сравнения, связанный своими входами с датчиком давления на контрольной тарелке и выходом прогнозирующего блока,. а выходом с регулятором расхода хлад- агента. при этом входы прогнозирующего блока связаны с датчиком температуры на контрольной тарелке и первым выходом вычислительного блока, соединенного своими входами с датчиками расхода и состава сырья и выходом формирующего блока, вторым и третьим выходами - с регуляторами расхода флегмы и теплоносителя, при этомвход формирующего блока связан с датчиком расхода сырья.На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления.Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации включает колонну 1, датчик 2 расхода сырья, датчик 3 состава сырья, датчик 4 расхода флегмы, регулятор 5, клапан 6, датчик 7 расхода хладагента, регулятор 8, клапан 9, датчик 10 давления на верхней контрольной тарелке, датчик 11 температуры на верхней контрольной тарелке, датчик 12 расхода теплоносителя, регулятор 13, клапан 14. Кроме того, устройство содержит формирующий блок 15, связанный своим входом с датчиком 2, вычислительный блок 16, связанный своими входами с датчиками 2 и 3 и формирующим блоком 15, выходы которого подключены к задающим входам регуляторов 5 и 13, прогнозирующий блок 17, связанный своими входами с датчиком 11 и вычислительным устройством 16, блок 18 сравнения, связанный своими входами с датчиком 10 и прогнозирующим блоком 17, выход которого подключен к задающему входу регулятора 8.Формирующий блок 15 по сигналу от датчика 2 расхода сырья производит расчет заданного значения флегмового числаФ=Ао+АГ+Ад Р,где Ф - флегмовое число;Г - расход сырья на колонну;А 0, А ь А- постоянные коэффициенты.Вычислительный блок 16 по информации от датчиков расхода и состава сырья определяет количество легкого компонента в сырье, отбираемого с верха колонныР=Х,где Р - расход дистиллята;Х - содержание легкого компонента вГсырье.После чего. рассчитывается расход флегмы для поддержания заданного флегмового чи,слай=Ф Р,где К - расход флегмы,Для поддержания необходимого парового потока в колонне вычислительный блок 16 производит расчет значения расхода теплоносителя с учетом изменения расходов флегмы и дистиллятат= т+ К( 1+ Р)где б - расход теплоносителя;ЬК, ЬР - разница между заданным (расчетным) и текущим значениями расходов флегмы и дистиллята;К - коэффициент усиления.По информации от датчиков 2 и 3 расхода и состава сырья вычислительный блок 829126416 рассчитывает заданный состав на верхней контрольной тарелке.Хкт-ВосВ 4 ЛфбгьХе+ВС ХРФВаЛ + 5 Х, где Х. - ,. концентрация 1-того кометпонента на верхней контрольной тарелке;Во В 11, Вг;,ВЗ В,11, В; - коэффициенты аппроксимации для 1-того компонента, определенные поэкспериментальным дан 10 ным.Вычислительный блок 16 по рассчитанным значениям расходов дистиллята Р, теплоносителя, б ги состава Хг) выдает соответствующие сигналы на регуляторы 5 и13 и прогнозирующий блок 17.Прогнозирующий блок 17 по информации от датчика 11 температуры на верхней контрольной тарелке и вычислительногоблока 16 определяет значение давления, которое необходимо поддерживать на уровне20 контрольной тарелки.Р=Ы, ;Х ,где Р - расчетное давление на контрольнойтарелке;. - коэффициент активности 1-того компонента;Р - пропорциональное давление 1-тогокомпонента, которое рассчитывается по уровню Антуанагде Т 1 - температура йа контрольной та 30 релке;а, в, с - постоянные коэффициенты.В блок 18 сравнения поступают сигналыо текущем значении давления на контрольной тарелке от датчика 10 и прогнозирующего блока 17.35Блок 18 сравнения по этой информациивырабатывает сигнал, пропорциональный разнице давлений, и выдает его на регулятор 8 расхода хладагента.40б - К 1 (Р - Рр),где бц - расход хладагента в дефлегматор;К - коэффициент усиления,45 Использование данного устройства позволяет снизить расходную норму по изопентану на 1 т изопрена на 1 - 1,2 О/О, что при производительности 120 тыс. т изопрена в год и стоимости изопрена 530 руб/т дает 50экономический эффект ориентировочно 90 - 110 тыс. руб. в год.Формула изобретения55 Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащее датчики расхода и состава сырья, датчик и регулятор расхода флегмы, датчик и регулятор оасхода теплоносителя в куб колонны. датчики температуры и давления на контрольной тарелке и вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения качества целевых продуктов за счет увеличения точности регулирования, оно дополнительно содержит датчик и регулятор расхода хладагента в дефлегматор, формирующий и прогнозирующий блоки, блок сравнения, связанный своими входами с датчиком давления на контрольной тарелке и выходом прогнозирую- щего блока, а выходом - с регулятором расхода хладагента, при этом входы прогнозирующего блока связаны с датчиком 829126ьтемпературы на контрольной тарелке и первым выходом вычислительного блока, соединенного своими входами с датчиками расхода и состава сырья и выходом формирующего блока, вторым и третьим выходами - с регуляторами расхода флегмы и теплоносителя, а выход формирующего блока связан с датчиком расхода сырья. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 10 1. Авторское свидетельство СССР485346, кл, В 01 0 3(42, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке2671131, кл. В 01 0 342, 1978.едактор Ю. Петруа к аз 3595/69В Составитель о Техред А. Бонк Тираж 706 ИПИ Государственного по делам изобретений Москва, Ж - 35, Рау ППП Патент, г. УжгоКорректорПодписноекомитета СССРи открытийшскаи наб., д. 4/од ул Проектна