Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 И В 01 Р 3 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕККЫИ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 829126, кл, В 01 Э 3/42, 1979,2. Авторское свидтельство СССР 9 753442, кл, В 01 0 3/42, 1978, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВ НОЙ РЕКТИФИКАЦИИ, содержащее датчики расхода и состава сырья, соединенные с корректирующим блоком, подключенным к регулятору расхода экстраген та, датчик температуры в кубе колонны, связанный с вычислительным блоком, сумматор, соединенный с регулятором расхода теплоносителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации разделительного эффекта колонны и экономии энергозатрат оно дополнительно содержит блок сравнения перепада давления в колонне, датчики температуры экстрагента и сырья, регулятор температуры куба в колонне и Формирующий блок, при этом датчики расхода и состава сырья через формирующий блок соединены с блоком сравнения перепада давления связанным с корректирующим блоком, подключенным своими выходами к регулятору расхода флегмы и к вычислительному блоку, соединенному своими входами с датчиками температуры экстрЯ агента и сырья, а выходом - с сумматором, связанным с регулятором тем пературы,С:1,ЕЛЬ ИЗОбРЕ.ЕНИ Я - .; 1 са:,иг 1 3-ЦИ ЯРазДЕЛИТРЛ Ь НОГО Э фф(3:1 са К ОПГГГЫэкономии энергозатрат.Поставленная цель дос и ас: ся тем,Чтс уотрОйотва ДЛя аЗ ОгсатИ ЕСКОГОуправления процессом э:(страктивойректификации, содержащее датчки расхода и состава сырья, соедицс:ые с 60корректирующим блоком,подключеннымк регулятору расхода экстрагента,датчцк темпРРатУРы Б КУбе кглгогны, свв -занный сз Вычислительным блоком,сумматОр, соединенныг с ревуто;)Ом ээ Изобретение относится к автомати -ческому управлению процессогл экстр -активной ректификации и может бытьи пользовано, например, Б ггроизвод -стве изопрена из изопентаа в хими -ческой, нефтехимической и других от -раслях промышленности,Известно устройство для автомати -РСКОГО УПРаВЛЕНИЯ ПРОЦЕС)ОМ ЭКСтРактЦВНОй РЕКтцфИКаЦИИ, г ОДЕРжаЩЕЗР Дат -чики расхода и состава сырья, регу Оятор расхода флегмь, регулятор рас -хода теплоносителя в куб колонны,.датчики температуры и дав)ггия наконтрольной: арелке и гзычиг)лительыйблок - регулятор расхо а хладагс нта 5ез де флР Гмат Ор, фсзрмирующи Й и про Гн Овзирующий блок, б. Ок сравнения, Уст -РОЙ С 1 ВО ПС И Н фОРЛа:И 1 ОТ Да И К ОВ Р ас"Хг)да И Ссс): ЗггЗ СЫРЬЯ Раоо ГЗ ЫВ:.,С)т,"а С Х СЭ 1 ф:1 с Г Г Ы Д г 13 П С) ДДС. Рж а:1 Ц Я:3 г г П а Ц -Г О ф)ГЛО 3:)рИ, а 1 )ОСС 15 СЗТгачение расхода теплоОит ля с уче 1 Ог и ЗМЕЕ;И Ра(ГХОа г 1 Л и ДИС"1 ИП;- ятаа 1Иаи б"3;егэ блц 3 кил:рс.,Ус 1 аэмОмуо -,ехнической сущности и г;.стигаеГЛ(МУРЕЗУЛЬтатУ ЯБЛЯСтСЯ 5 С; РОйстВОЛя автоматического упрагзл:.1 я про -ЦСС)ОЛ:ЗК, ТРБКИЕЗНОЙ РРКТф;Кс ЦИИ ггЕРжаЕЕ ГатЧИКИ РаСХО);а;1; О)та -За СЫРЬЯ, С)С)СДИЦСНЗВС) КОЕ Рг КТЕРУЮ)оИМ бЛОКОЗ:г ГОДКЛЮгС ННЫЕ 1 К РС:1 УЛЯТОРУ1 сСХОД 3 Э К Ст Ра .1" Э, ДаТи 1 Т Рмзовратурь и давления н к, бс ко:г)ь;,: ЯнзацЫЕ С ВЫНО;НТСг,Ы, бЛОКС)Л,ормальным е коррсзктир 5 ющсг;гу богу,:-СУММатОР г СС )ДИНЕ НЬЙ ЗХО,Г;аЕИ С),.Ычислительным блоком и и 1 ксл рсзс. -хода рья, а вь;ходом - с рог улятором расхода флегсы 2с )Недостатком изнс(- усг"11 С-БР 40является то, что;гри расчет) ф гсг -ЛО 301 О ГИ( Ла НР у 1 И. Ь:за(То Зрепсддавления по когое и нагрузке потеплоцосителю, а определяет :я толькопо изменению парового потока Б ук -репляющей секции олоцы бсср у гетанеобходимости нагрева экстрагента),ЧТО ПРИ ВОДИТ К (;НИКР НИО 1 Э 3 ДогИ 1 ггного эффект, колонны и оБЕ 1131.энергозатрат на; сжи.".ах бл;гг:;ких кЗаХЛЕбЫБаИЮ И гЭИ и-Мягн гавгрузки по сырью.; аг)хода тс.плоносителяпополнительносодержи бгок с)рангеия перРпада давЕНИЯ В КсзОГЕСЗ г ДатЧИКИ тСЗМПЕРатУры ) кс гаг егта и сырья, регулятор - . ем- р=туры куба 53 колонне и фг)1 мируюгИВ 5:1 К, ПРИ ЭТОГЛ Дат 1 ИКИ РаСХодасг 1 а в.-з г.ь 1, 1 РРРфг)ггм 1) к гийЛ Э Г( С 0 С: ди 11 Р Е 1 Ы гб О К О М С р а В 1 С. Н И ЯГс О,га;,1 ГанЕЕИЯ, С)ВЯ;ЗБННЫГ 1 С КОРггк ;"р гл бг); )м по югг гм - " .с) - .я и: ыхами к р Ргя с 1; 1 а одафзс 1 ме и к эезчи)1 ительцому блОку.Ое.див еннОму своими Входами с датчика"сц тС:М. РстУРЗ т КстРБГЕНта И СсРЬЯвыходогл - с сумматором, связанньмс регулятором температуры,;, тройсзто для автоматического п;.: ВгСЦИЯ 11)ОЦЕССОМ ЭКСГРактИВНОЙ РЕКг ифи аии зклВчас)т в себя колонну", г ГГ )И бОкц 2 З И 21, рЕГу)я- Ор 2)г ОУ 1 сЗТОР 2 1, СВ 513 гННЫЙ СВОИМ ВЬХ)д ." с:зад;зю.:3 Ел ходом регулятораВ:г а" - " ВЫХОгОМ рЕ ГуЛЯТОр аЕ., г;.С 1;ТЕ)ЬОГО бЛОКа21, ВХО;". Кг: );". ГО СВБЗБНЬ С .ат И ". , 1 1 ИгдцМ И Э ВЬХООВ"1:звР 1 и Я г г:с.")Рала Д,. ВЛРнив по кРОн;:.;.г:К 18 ПрОИЗВО 1 ИТ раСЧЕт ЗадаННОГЭ1, сз ЧЗНН Я ЗНСШНЕ 1 0 фгЕ ГМОВОГО ЧИСЛ си допу . Тимо ) .и аения перепада да.з -В К ОЛОЕ 1 Р(13) х - к он цент раци я ле гколету чего компонента в сырье; Р,р, - максимально допустимое значение перепада давления в колонне, определяющее границу захлебывания; 5А-АВрВ - постоянные коэффициенты,и передает соответствуюШие сигналына блок сравнения 19 перепада давления по колонне,Блок сравнения 19 по информацииот датчиков 16 и 17 определяет перепад давления в колонне где дР - перепад давления в колонне;Р,РВ - давление куба и верха колонны,и сравнивает с максимально допустимым 20 значением при текушей нагрузке Если условие (4) выполняется, то на корректирующий блок 20 передает - ся сигнал, соответствующий рассчитанному формируюшим блоком 18 Флегмовому числу ф" фЕсли условие (4) не выполняется, то процесс разделения находится вбли - зи захлебывания, Блок сравнения 19 прй этом рассчитывает новое значение флегмового числа в сторону умень- шения где К - коэффициент пропорциональности,Корректирующий блок 20 по информаЦии от датчиков 2 и 3 и сигналу от блока сравнения 19 рассчитывает значения расхода и внешней Флегмы и рас - хода экстрагента и выдает управляющие сигналы на регуляторы 5 и 14, 45 где В - расход внешней Флегы;Р - расход экстрагента в колонну;х - концентрация тяжелокипящегокомпонента в сырье;К, - коэффициент, учитывающий поглотительную способностьэкстрагента.Одновременно корректирующий блок 20 передает информацию о значениях расхода и состава сырья и рассчитанных управляющих значениях расхода 60 флегмы Р и расхода экстрагента на вы. числительный блок 21, ПослЕднйй по информации от датчиков 7, 11 и 12 и корректируюшего блока 20 рассчитывает количество теплоносителя, кото рое необходимо подать в куб колонны для попдержания соответствующей температуры в кубе, и парового потока внутри колонны при изменении внешних материальных потокоь (расход сырья, Флегмы, экстрагента) и с учетом возмущений по составу пятен. р сТ Г (8) общий рас ход теплоносителя в куб колонны;расход теплоносителя, необходимый для испарения сы - рья и обеспечения парового потока в укрепляющей секции) ). ас.:.ите, необ:,.Ревания экст агнта. Р Вкс- сх) Б (11) 1 т) т теплота испарения флегмы и сырья;теплота конденсации пара (теплоносителя);теплоемкость сырья иэкстрагента;температура, сырья, экстрагеита и куба соответстве, чо;задан:ое значение насыщаемости экстрагентауглеводородами на уровне верхней контрольнойтарелки . где Р - расход дистиллята, определяемый из материального балан- са где Я - текущее значение насыцаемости в кубе колонны.Вычислительный блок 21 выдает сигнал, соответствуюший рассчитанному значению Ст, на сумматор 23, который интегрирует его с выходным сигналом регулятора 22, Формирующимся по информации от датчика 7, и выдает управляющий сигнал на регулятор 9,Предлагаемое устройство позволяет стабилизировать разделительный эф1 105210 материальным потоСост анит ел ь Т, Чулк он аРедактор Т.Митейко Техред А,Ач Корректор А,Тяско Заказ 5411/4 Тираж б 82 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППППатент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 фект колонны и уменьшить энергозатраты процесса зкстрактивной ректификации за счет регулирования флегмового числа с учетом гидродинамической обстановки процесса по режимузахлебывания и управления паровым потоком в колонне с учетом процесса теплопередачи от энергоносителя, поступающего н куб колонны, к изменившимсякам.Использование предлагаемого ус ройства позволяет снизить потериизоамиленов с дистиллятом на 0,1%уменьшить расходные коэффициенты поэкстрагенту на 0,4 на 1 т сырья и попару - на 0,015 Гкал на 1 т изопрена,