Способ автоматического регулирования процесса ректификации

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 1944600(22) Заявлено 200181 (21) 3237228/23-2 б с присоединением заявки Мо 51) М, Кл,В 01 Р 3/42 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 2307,82, Бюллетень Мо 27 Дата опубликования описания 2307.82(71) Заявите ВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ СПОС начен ия по величиотклонения опт и мальИзобретение относится к управлению процессом ректификации и может быть использовано при разделении бинарных и многокомпонентных смесей,Известен способ управления процессом ректификации многокомпонентных смесей путем регулирования пере пада температур в исчерпывающей и укрепляющей секции колонны измене- нием расхода тепла и орошения 1).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического регулирования процесса ректификации путем воздействия на подачу теплоносителя или орошения в зависимости от изменения значений температур на тарелках, который заключается в следующем. При отклонении суммарного температурного профиля от оптимального вырабатывается управляющее воздействие (подача теплоносителя или орошения в колонну), величина которого пропорциональна разности отклонения температур от оптимальных значениЯ на двух контрольных тарелках при отклонении суммарного температурного профиля от оптимального на величину меньшей заданного значения. При величине отклонения большей заданного звоздействие осуществляетсяне максимального значениятемпературного профиля отного профиля 2),Недостатками известного способаявляются использование только одногоуправляющего воздействия (например,подача теплоносителя), что в подавляющем большинстве практических случаев требует корректировки заданиявторого управляющего воздействия(расхода орошения) для восстановления материального и теплового баланса колонны; использование оптимального температурного профиля в качестве задания на практике затруднительно, так как оптимальный температурный профиль при любом виде,критерия оптимальности зависит откоординат (независимых переменных),определякщих процесс ректификации(минимально и = 2, где.п - числокомпонентов разделяемой смеси). Для5 определения численных значений оптимального температурного профиляс достаточной точностью необходимэиспользование отдельной цифровойЭВМ большой мощности; попытке реаО лизовать двухшкальную систему уп 944 б 00вправления без согласования в точкеВФ 1разрыва .е лТ, равной Е значениявеличины уйравляющего воздействия(и хотя бы первой производной) приводит к возникновению автоколебательных режимов; изменение перепада 5давления в колонне (например, .в динамических режимах) сильно дефарми"рует (в том числе и качественно).температурный профиль, а оптимальный профиль, используемый в качест" 10ве задания, остается неизменным,т.е. возможно возникновение ошибкикачественного характера, Все зтоприводит к повышенным энергозатратам. (5Цель изобретения - уменьшениеэнергозатрат путем улучшения качестна регулирования.Поставленная цель достигаетсятем, что подачу теплоносителя иорошения изменяют в зависимости отсуммы логарифмов отношений разноститемператур, измеренных в различныхточках колонны, поддерживая произведение расхода орошения на расходтеплоносителя постоянньм.На чертеже изображена схема дляреализации предложенного способарегулирования.Способ осуществляется следукшимобразом,ЗОВ ректификационной колонне 1устанавливается несколько датчиков2 температуры. В числительное устройство 3 вычисляет показатель Кт,который в качестве переменной подается на регулятор 4. Выходная величина с регулятора 4 поступает вкачестве задания 6 на регулятор 5расхода теплоносителя и вычислительный блок б, вырабатывающее задание 40ф регулятору 7 расхода орошения.Необходимая корректировка режимовработы всей колонны определяетсязаданием всего одной величины КВеличина Кт вычисляется как суммалогарифмов отношений температур,измеренных в разных точках колонныдатчиками 2,где 1 , ,г ,1, " тачки измерения50температуры,причем 1,3+ е,.;в - номер слагаемогов суьие,"и - число слагаемых всумме, и Ъ 1Выбор точек контроля индивидуалендля каждого типа колонны и разделяе"мой смеси и может быть определен б 0экспериментально или математическиммоделированием на ЭВИ следующим об"разом: в числителе слагаемых выбира"ются температуры, разность которыхувеличивается при увеличении подачи 65 теплоносителя (или уменьшенйи подачи орошения) и уменьшается приуменьшении подачи теплоносителя(или увеличении подачи орошения), взнаменателе слагаемьи выбираютсятемпературы, разность которых умень"шается при увеличении подачи теплоносителя (или уменьшении орошения),и увеличивается при уменьшении пода"чи теплоносителя (или увеличенииорошения), при этом используетсязначение температур в особых точкахколонны, особенно финвариантныхф,таким образом, чтобы наименьшаячувствительность была к изменениюсостава питания.Вычислительный блок б реализуетзависимостьа.(2)т.е. это устройство вырабатываетзадание регулятору расходу флегмы(ф) с учетом постоянства йроиэведе-ния задания расхода теплоносителяна задание расхода орошения (Ф О =а = сопэ),При возникновении возмущений(внешних, таких, как состав питанияили внутренних, таких как изменениеперепада давления) изменяется температурный профиль по высоте колонны,соответственно меняется и величинаК, При ее отклонении от заданногозйачения регулятор 4 вырабатываетуправлякщее воздействие в виде уставки регулятору расхода теплоносителя, одновременно уставка регулятора расхода орошения изменяется впротивоположную сторону во столькораз, во сколько изменилось заданиерегулятору расхода теплоносителяПри возможностн следует стабилизировать расход пит ания, Изме нение состава (суммы легколетучих в питании) должно быть в диапазоне 10- 20 вес,%. Функции блоков 3,4,6 может реализовать цифровая управляющая .машина 8. Регуляторы 4,5,7 реализуют стандартный Пи-закон регулирования.Формула изобретенияСпособ автоматического регулирования процесса ректификации путем воздействия на подачу теплоносителя и орошения в зависимости от изменения значений температур на тарелках, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью умень жния энергозатрат путем улучшения качества регулирования, подачу теплоносителя и орошения изменяют в зависимости от суммы логарифмов отношений разности температур, измеренных в раз личных точках колонны, поддерживая944 600 Составитель Т. ЧулковаП. Коссей Техред А. Вабинец Шарсти едак орре кто каз 5189/5 Тираж 734 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113033, Москва Ж, Раушская наб. д, 4/5исное фПатент ,. г. Уйгород, ул. Проектная лиа произведение расхода срацения иа,расход теплоносителя постоянным.Источники информацнирпринятые во .внимание при экспертизе 1. Патент СЮВ В 2684326, кл.203-2,1951.2. Авторское свидетельство СССР9 .509280, кл. В 01 О 3/42, 1974.