Устройство для автоматического регулирования остаточного давления в вакуумной колонне

СОКИ СОВЕТСНИХОРФЛЮКаетикРЕСПУБЛИК 09) 01) АНИЕ ИЗОБРЕТКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(72)Н, 0. Сафонова и Н. П, Ушатинская (71)Куйбышевское специальное конструкторское бюро научно.-производствен-. ного объединения,фйетехимавтоматикаф (53)66,012+52(088.8)(56)1Авторское свидетельство СССР В 529836, Кл. В 01 В Э/42, 1974.2. Автоматизация процессов нефтепереработки и нефтЕхимии, Труды КСКБ, 1970, с. 74-80.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО ДАВЛЕ НИЯ В ВАКУУМНОЙ КОЛОННЕ, содержащее датчик расхода сырья.в печь, датчик расхода водяного пара, связанный с одним иэ входов регулятора расхода, соединенный через ограничитель.с .исполнительным механизмом, установленным на линии подачи водяного пара в колонну, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения энерго-. затрат на процесс путем улучшения качества регулирования, оноснабжено датчиком температуры воды, поступающей в барометрический конденсатор, датчиком разности температур. сырья на выходе из печи и на входе .в эвапорационное пространство. колонны, ,сумматорами, взаимосвязанными дат.чиком, регулятором. расхода водяного пара в эжектор, датчиком, регулятором давления в колонне, при этом регулятор расхода. водяного пара в колонну связан с выходом первого сумматора, датчик разности температур и датчик расхода сырья соединены через множитель с первым входом первого сумматора, второй вход которого связан с первым выходом регу- Е лятора давления, третий вход первого сумматора соединен с датчиком температуры воды, связанным с первым входом второго суюетора, второй вход которого соединен через динамическую:емкость с вторым выходом ре- .Я гулятора давления, а, выход второго сумматора связан с входом регулято,ра расхода водяного пара на эжектор.Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования технологического режима вакуумных колонн и может быть использовано на установках АВТ в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.Известно устройство для регулиро.вания работы ректификационной колонны, содержащее датчик расхода сырья, соединенный с регулятором разности 10 температур сырья на выходе из печи и на входе в колонну, связанным с исполнительным механизмом на линии отвода бокового погона 1 .Наиболее близким по технической 15 сущности к изобретению является устройство для автоматического регулирования остаточного давления в.ва куумной колонне, содержащее датчики расхода сырья и водяного пара в низ колонны, регулятор и исполнительный механизм, установленный на линии подачи водяного пара в колонну 2 1.Недостаток известного устройства состоит в том что оно не обеспечивает требуемого качества регулирования для минимизации энергозатрат на процесс.Известно, что остаточное давление в вакуумной колонне создается за счет конденсации водяного пара 1 Р=З атм ),.подаваемого в колонну, в барометрическом конденсаторе при прямом контакте с водой и эжекции газов разложения в Несконденсированных паров эжектором, в котором в качестве эжектируемого агента применяется водяной пар (Р 10 атм ). Стоимость водяного пара, подаваемого в колонну, ниже стоимости водяного пара, используемого для эжекции, Поэтому 40 с экономической точки зрения выгоднее подавать в колонну максимально необходимое для создания остаточного давления количество водяного пара, а для эжекции испольэовать минимально 45 необходимое количество водяного пара. Максимально допустимое количество водяного пара, подаваемого в колонну, ограничивается диаметром вакуумной колонны ы производительностью баро О метрического конденсатора. Минимально необходимое количество водяного пара для эжекции определяется количеством газов разложения. Такую задачу должно решать устройство для автоматического регулирования остаточного давления.Цель изобретения - сокращение энер. гоэатрат на процесс путем улучшения качества регулирования.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком температуры воды, поступающей в барометрический коиденсатор, датчиком разности температур сырья на выходе изпечи и на входе в эвапорационное 65 пространство колонны, сумматорами, взаимосвязанными датчиком, регулятором расхода водяного пара, исполнительным механизмом на линии подачи водяного пара в эжектор, датчиком, регулятором давления в колонне, при этом регулятор расхода водяного пара в колонну связан с датчиком разности. температур и датчик расхода сырья соединены через множитель с первым входом первого сумматора, второй вход которого связан с первым вы-. ходом регулятора давления, третий вход первого сумматора соединен с датчиком температуры воды, связанным с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен через динамическую емкость с вторым выходом регулятора давления, а выход второго регулятора связан с первым входом регулятора расхода водяного пара на зжектор.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Схема содержит колонну 1, датчик 2 остаточного давления в эвапорационном пространстве колонны, регулятор 3, вьход которого соединен с первым входом сумматора 4, связанного выхо дом с первым входом регулятора 5 расхода водяного пара, второй вход кото-. рого связан с датчиком б расхода водяного пара, а выход - через ограничитель 7 с исполнительным механизмом 8, установленным на линии подачи водяного пара в колонну.Для учета количества углеводородных паров в эвапорационном пространстве колонны с помощью датчика 9 замеряется расход сырья в колонну, выходной сигнал которого соединен с первым входом множителя 10, связанного вторым входом с выходом датчика 11 разности температур, соединенного с выходами датчиков 12 и 13 температуры на выходе сырья из печи и в эвапорационном пространстве колонны, Схема также содержит барометрический конденсатор 14, датчик 15 температуры, первый выход которого соединен с третьим входом сумматора 4, а второй - с первым входом второго сумматора 16, второй вход которого соединен через динамическую емкость 17 с вторым выходом регулятора 3 давления, а выход - с первым входом регулятора 18, соединенного вторым входом с датчиком расхода водяного пара на эжекцию 19 в эжектор 20, а выходом - с исполнительным механизмом 21, установленным на линии водяного пара в эжектор 20.Устройство для автоматического регулирования остаточного давления в вакуумьой колонне имеет два главных контура регулирования, связанных . между собой; контур регулирования расхода водяного пара в низ колонныи контур регулирования расхода водя.- ного пара на эжекцию. Задание регулятору расхода водяного, пара в низ колонны Формирует сумматор 4;=К 1 КодО 3 Д)"а К,(-т,+К,т 8, М 5 где Р, - выходной сигнал сумматора 4;К - коэффициент пропорциональности, устанавливаемый регулятором 3; 30К - коэффициент преобразованияОДостаточного давления дат. -чиком 2;00 - остаточное давление в эвапорационном пространстве, 3530 - заданное остаточное давление в камеру фзаданиефрегулятора 3;К - коэффициент преобразованиярасхода сырья датчиком 9; . ;ОР - расход сырья в колонну;Т . - температура на выходе сырья1из печи;Т - температура в эвапорационном пространстве; 25К- коэффициент преобразованияразности температур датчиком 11К 3 - коэффициент преобразованиятемпературы датчиком 15Т - температура воды, поступаюокщей в барометрический конденсатор.Задение регулятору расхода водяного пара на эжекцию формирует сумма- З 5 тор 16:Р,=КЗтВ КК 0 ОД-ЗДУ(а), Игде Р - выходной сигнал сумма 2тора 16; 40КЗ,Т.,К,К- то же, что и в форму-,оД,ЗДле Ц).,текущее время;задержка по времени;осуществляемая динамической емкостью 17.Первое слагаемое формулы (1) Формируется на выходе регулятора 3, второе слагаемое формируется множителем 10, третье слагаемое Формулы 1)и первое слагаемое формулы (,2 ) на выходе датчика 15Второе слагаемоеФормулы (2) Формируется в окончательном виде на выходе из динамическойемкости 17,55Если сигнал Р на выходе регуля 1тора 5 превысит максимальное значение, на выходе ограничителя 7 емуприсвоится это максимальное значение, т.е.ли .)ф то 6 ОфВФВ установившемся состоянии регуляторы 3,5, и 18 с помощью исполнительных механизмов 8 и 21 поддер жиаают заданное остаточное давление в колонне, изменяя расход водяного пара в низ колонны и расход водяного пара на эжекцию.При изменении (например, увеличении ) остаточного давления в колонне изменяется увеличивается) выходной сигнал датчика 2 давлениячто вызывает нарушение равновесия в регуляторе 3 давления и приводит к изменению увеличению ) его выходного сигнала, поступающего на вход сумматора 4 и.одновременно на вход динами. ческой емкости 17. Измененныйувели" ченный ) выходной сигнал сумматора 4, поступая на вход регулятора 5, вызывает нарушение равновесия в нем и приводит к изменению ( увеличению) его выходного сигнала, вызывающего ,изменение положения исполнительного механизма 8, которое продолжается до тех пор, пока в регуляторе 5 не наступит равновесие за счет изменения расхода пара, замеряемого датчиком 6.Если расход пара достигнет максимально .допустимое значение, а ос-.таточное давление в колонне не установится заданным, ограничитель 7, свя-.,; занный входом с выходом регулятора 5, а выходом - с исполнительным механизмом 8, будет пЕредавать на исполнительный механизм 8 постоянный сигнал и расход пара будет поддерживаться постоянным максимально допустимым,Второй выходной сигнал регулятора 3 давления, поступивший на вход динамической емкости 17, выходит из нее.с некоторой задержкой во времени и поступает в сумматор 16, вызывая изменение его выходного сигнала, поступающего на вход регулятора 18. В регуляторе 18 нарушается равновесие и вырабатывается измененный выходной сигнал, поступающий на исполнительный механизм 21 и вызывающий изменение (увеличение ) расхода пара на эжекцию, измеряемого датчиком 19 расхода, Изменение расхода пара на эжекцию будет проходить до тех пор, пока в регуляторе 18 не наступит равновесне, Увеличенный расход пара на эжекцию увеличивает отсос несконденсированных водяных паров и понижает остаточное давление в колонне,Приизменении расхода сырья, замеряемого датчиком 9, или его качества, определяемого с помощью измерителя 11разности температур и датчиков 12 температуры, изменяется выходной сигнал множителя 10, что приводит к изменению выходного сигнала сумматора 4, и регулятор 5 через ограничитель 7 меняет положение исполнительного механизма 8, вызывающего изменение расхода водяного пара в колонну.Нри изменении повышении ) температуры воды, поступающей в баромет1018670 оставитель Т, Чулкоехред И.Гайду орректор О, Бил Редактор Ъ, Шандо Тираж 688 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, каз 3580/5 одписн ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Ф рический конденсатор 14, изменяетсяувеличивается )выходной сигнал дат.чика 15 температуры, поступающий,.одновременно на вход суьяаторов 4и 16. Выходной сигнал сумматора 4уменьшается, что с помощью регулятора 5 и исполнительного механизма8 приводит к изменению (сокращению )расхода пара в колонну. Выходной сигнал сумматора 16 при поступлении измененного выходного сигнала от датчика 15 температуры изменяеТся ( увеличивается ), приводя к изменению выходного сигнала регулятора 18 и увеличению водяного пара на эжек цию с помощью исполнительного меканиэма 21,Зкономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составляет 7,5 тыс.руб, в год на колонну.