Устройство для управления процессом ректификации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Зс 50 В 0 П 3/42 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт кибернетики АН АЗССР(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ, содержащеерасходомер и хроматограф сырья, хроматографы первого и второго продуктов,.соединенные с входами блока вычисле 801107881 А ния расхода первого продукта по материальному балансу, выход которогосвязан с первым входом сумматора,расходомеры первого и второго продуктов, регуляторы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения режима с максимальной разделительной способностью за счет повьппения качества регулирования, оно дополнительно содержит блок для определения средней концентрации легких компонентов в колонне, входы которого соединены с выходами датчиков расхода и хроматографов .сырья и продуктов, а выходы - с регулятором средней концентрации легких в колонне,выход которого соединен с вторым входом сумматора,Х-Хз:иХ-Хф П(с) с 20 30 35 если Хс - 05ней концентрации легких в колонне 11, . выход которого, в свою очередь, соединен с вторым входом сумматора 19, а его Жход соединен с камерой Задание" регулятора 10 расхода дистил-5 лята.Количество вещества, поступившего в колонну от момента пуска и до текущего момента, равно10 огде П - расход питания,Т,1 - время.Количество вещества, покинувшегоколонну за то же время, равно О огде Э - расход дистиллята;9/ - расход остатка.Разность этих двух величин представляет собой количество вещества, накопившегося в колоннеВ то же время количество легких, поступивших в колонну равно оа количество легких, покинувшихколонну, равно Э(Т)Х (Т)сУт+ ас)Х (7)сИ,о огде Х - концентрация легких в дисЭ40тилляте;ПХ - то же, в питание;Хф - то же, в остатке.Очевидно, что указанное отношение разностей представляет собой среднюю45 по колонне концентрацию легких в ней.Поскольку увеличение расхода дистиллята по сравнению с количеством, предусматриваемым материальным балансом, вызывает уменьшение концентрации легких в колонне, то, понятно,50 что, вводя коррекцию в величину расхода, предписываемую материальным балансом, можно привести концентрацию легких в колонне к любой заданной величине. После того, как средняя55 концентрация достигает заданной величины 0,5, величина коррекции становится равной нулю, Поскольку, отбор продукта, например, дистиллята (азначит, и остатка) осуществляется вотсутствие коррекции по формуле средняя концентрация сохраняется до тех пор, пока какое-нибудь случайное возмущение неуведет" колонну от режима средней концентрацией 0,5,после чего следует вновь осуществить коррекцию расхода.Устройство работает следующим образом.По информации о составе продуктов и расходе сырья устройство 18 вычисляет задание регулятору расхода дистиллята, которое и направляется на вход "Задание" соответствующего регулятора через сумматор 19.Регулятор 12 расхода пара регулирует расход пара, Одновременно по информации о расходах сырья и продук тов и по информации о составах сырья и продуктов устройство 4 формирует "Переменную" для регулятора средней концентрации легких в колонне 11. На вход "Задание" этого регулятора вручную задается величина 0,5. Выход этого регулятора корректируют сигнал, сформированный устройством 18. При достижении концентраципей заданной величины коррекция прекращается, а режим достигает максимальной разделительной способности.Вместо П или ПИ-регулятора сред-. ней концентрации может быть использован трехпозиционный регулятор, осуществляющий управление по законуахесли сР ) Оф 5 )%10 фХ-Х" если ХСР ( 0,5 и,3:ПХ -Х П р и м е р. В колонну поступает смесь изобутана и нормального бутана. В некоторый момент времени расход сырья составляет 20 т/ч, а концентрация изобутана в нем равна 0,3. В это время концентрация нормального бутана в дистилляте составляет 0,1, Концентрация изобутана в остатке 0,02, расход дистиллята равен 6,5 т/ч, а расход остатка равен 13,5 т/ч, В то же время средняя концентрация в колонне равна 0,5.1107881 делительная способность оказываетсяболее высокой. на каждую установку.Составитель Т. ЧулковаРедактор И. Касарда Техред М.Надь Корректор М. Максимишинец Заказ 5806/7 Тираж 682 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Поскольку в качестве регулятора средней концентрации использован пропорциональный регулятор (П-регулятор) с коэффициентом усиления 2003, то сигнал на его выходе в рассматриваемый момент соответствует величине коррекции 2 т/ч. С выхода устройства вычисления расхода дистиллята выходит сигнал, соответствующий 6,36 т/ч ина вход регулятора расхода дистилляо та поступает задание 8,36 т/ч, которое и отрабатывается, Далее концентрации продуктов начинают меняться, и в тот момент, когда средняя концентрация выходит на заданное значение 0,5, а сигнал ее регулятора соответствует коррекции 0 т/час, концентрация нормального бутана в дистилляте равна 0,08, а концентрация изобутана в остатке 0,017. Выход устройства вычисления расхода дистиллята становится равным 6,27 и без всякой коррекции подается на вход "Задание" регулятора расхода дистиллята. Раз 25 Проведение процесса ректификации при максимальной разделительной способности уменьшает количество случаев нарушений качества продуктов и позволяет перерабатывать большие количества сырья с меньшим риском нарушения качества продуктов. Экономическая эффективность складывается из уменьшения потерь на брак и увеличения производительности.Абсолютная величина эффекта в денежном выражении зависит от конкретных производственно-экономических условий (например, от разности цен на продукты первого и более низких сортов).В случае применения предлагаемого устройства на газофункционирующей установке производительностью по сырью 400 тыс. т в год, можно ожидать получения экономии в 150-200 тыс.р.