Способ автоматического регулирования процесса ректификации

(ч ю и с 1 сМ ,с, -,Д ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР М. 509280, кл. В 01 В 3/42, 1974.Авторское свидетельство СССР986445, кл. В 01 О 3/42, 983. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ(57) Изобретение относится к управлению процессами ректификации, может быть ис.1 очьзовано для автоматического регуИзобретение относится к управлению процессами ректификации и может быть использовано для автоматического регулирования процессов ректификации бинарных н многокомпонентных смесей.Цель изобретения уменьшение энергетических и сырьевых потерь и увеличение производительности ректификационного и роцесса.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации способа автомати ческого регулирования процесса ректификации; на фиг. 2 типы энергетических волн, имеющих место при возмугцениях вколонне.Блок-схема содержит ректификационную колонну 1, датчики 2 температуры, количество которых определяет точность работы системы управления, блок 3 определения профиля температур с коррекцией по давлению паров в верхней и нижней частях 2лирования процессов ректификации биндрных и многокомпонентных смесей и позво. ляет уменьшить энергетические и сырьевые потери и увеличить производительность процесса. Способ автоматического регулированияя процесса ректификации заключается в изменении расходов теплоносите,я и орошения в зависимости от темпсрд турного профиля ректификационной колонны, при этом температурный профиль коррс ктируют в зависимости от значений давлений в верхней и нижней ч стих ко лонны, д расходы теплоносителя и орошснн, расход и теплосодержание питающей смсс корректируют в зависимости от тем рдт ного здпаса верха и низа колонны и скорости изменения темпердтуры по высот ко лонны. 2 ил колосы и вычисления профиля скорсг и измен ния температх р по длине колонны, регулятор 4 оптимального режима работы низа колонны, регулятор 5 расхода тепл носителя, регулятор 6 оптимального режима верха колонны, регулятор 7 расхода оровс.ния, блок 8 коррекции, регулятор 9 раяхдд питающей смеси, регулятор 10 теплосодержания питающей смеси и датчики 11 и . давления.Устройство работает следующим образом Информация с датчиков 2 темпердтуры и датчиков 11 и 12 давления постпаст в блок 3, который осуществляет формирование профиля температур в колонне, скорректированных в зависимости от дав.чення паров в верхней и нижней частях колонны 1, (при расчете управляющих воздсиствий исключают изменения температуры,вызван ные изменением давлений) и вычислс не профиля скоростей изменения тсмпсрдтр и3колонне 1; по виду этих профилей регулятор 4 устанавливает задание регулятору 5 расхода теплоносителя, а регулятор 6 - задание регулятору 7 расхода орошения. При этом оптимизацию расхода теплоносителя производят по дл и не тем пературного за паса низа колонны 1 (т.е. по высоте участка колонны, на котором температура не меньше температуры кипения кубового продукта), а расхода орошения - по длине температурного запаса верха колонны 1 (т.е. по 0 высоте участка колонны, на котором температура не превышает температуры кипения дистиллята).Регуляторы 4 и 6 изменяют задание такил образом, чтобы длины температур. ного запаса верха и низа были равны заданным. Ненулевое значение заданных длин запаса позволяет скомпенсировать действие остаточных возмущаюцих волн, возникающих вследствие неточности энергетического расчета. 20Любые возмучцения, наносимые по колонне, вызывак)т изменение профиля температур и образование соответствующих волн на профиле скоростей изменения темпердту р по колонне. Для нижней (исчерпывающей) чдги колонны можне выдлить слдующие 4 типа этих волн (фиг. 2): возмущающаяя волна 1 - отрицательная, движущаяся сврху вниз, ее действие необходимо скомпенсировать до достижения куб, колонны; оптимизирующая волна 1 30 отрицатльндя, движущаяся снизу вврх, взникдг вследствие оптимизации расхода си,оноителя: условно возмугцдюпдя волна 111 положительная, движущаяся свервниз, нс ухудшдт качества продукт; хпрдвлякпдя волнд 1 л положительная, 35 движупаяся снизу вверх. Энергия, переноимдя ю, должна полностье скомпенси.ровать возлуцсние волны 1 и не достичь укрепляк)щей части колонны.,Для верхней части колонны определены днд,югичные типы волн.Регуляторы 4 и 5 (фиг. 1) производят энергетический расчет этих волн и корректирук)т у прдвляюгцее воздействие таким образом, чтобы сколпенсировать возмупение до его попадания на выход колонны.Энргтический расчет волн осуцествляют по весовым коэффициентам точек измерения.В колонну подается известное управляющее воздействие и по величине управляюшй волны рассчитываются весовые коэф фициенты точек измерения. По этим коэф.фициентдм определяют энергию, переносимук вднамид ), (ьТ55энергия, переноси лая волной;весовой коэффициент точки измерения;( - ), - величина скорости измененияаТЬТтемпературы в данной точке;х( - расстояние между датчикамипо высоте колонны;,и - границы волны.По величине энергии возмущающей волны с учетом других типов волн определяют величину изменения управляющего воздействия и по нему вновь производят корректировку весовых коэффициентов.Приращение расхода теплоносителя рассчитывают как сумму двух слагаемых; величины, пропорциональной разности между заданной и реальной высотой температурного запаса низа колонны, и величины, пропорциональной сумме положительных разностей двух плошадей волн профиля скорости изменения температур по колонне 1, рассчитанной снизу вверх по всем движущимся вниз отрицатечьным волнам исчерпывдюгцей части колонны с учетом степени в:чияния приращения расхода теплоносителя на скорость изменения темпера. туры в точках измерения.11 рирд гцение расхода дистиллята рассчитывают как сумму двух слагаемых: величины, пропорционв.чьной разности между здддншй и реальной высотой температураго дпдсд верха колонны, и величины, пропорциональной су ммпо.южительных рд ностей двух плошадей волн профиля кроти изменения температуры по колонне 1, рассчитанных сверху вниз по всем положитльным, движуцимся вверх волнам укреп ляющей части колонны с учетом степени влияния приращения расхода дистиллята нд скорость измснения температуры в точ. кдх измерения 1 ослкомпенсдции возмупений регу - ляторы 4 и 6 вновь проверяют оптимальность длин температурного запаса верха и низа колонны.Если они соответствуют заданным, управ. ление передают блоку 8, который проверяет, не поступило ли ограничение по произ. водительности колонны, по расходу тепло. носителя или орошения. Если эти ограничения не достигнуты, то производят корректировку задания регулятору 9 расхода питаюцей смеси (Е,) и регулятору 10 ее текосодерждния (б(иит ) .Изменение расхода и теплосодержания питдюгцей смеси производят при отсутствии некомпенсирова нных возмущений профиля скорости изменения температуры по колоннеи длинах температурного запаса всрха и низа колонны 1, равных заданным.Приращение расхода питающей смеси пропорционально меньшей из двух величин: процента неиспользованного ресурса расхода гплонсителя или процента неиспочьзованного ресурса расхода орошения.Приращение теплосодержания питающей смеи прямо пропорционально разисти1526723 Формула изейретения двух величин: процента неиспользованного ресурса расхода дистиллята и процента неиспользованного ресурса расхода теплоносителя.После стабилизации режима цикл повторяется. Пуск и останов колонны проводится в оптимальном режиме за счет того, что работа регуляторов 4 и 6 по поддержанию оптимальных расходов теплоносителя и орошения не зависит от нагрузки по колонне. Способ автематическеге )егулирования процесса рфктификации путем задания температурного профиля келонны и изменения подачи теплоносителя и орошения в зависимости от изменения температурного 6профиля ректификационной колонны, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергетических и сырьевых потерь и увеличения производительности процесса, допол.нительно измеряют давление в верхней и нижней частях колонны и в зависимости от измеренных значений давлений корректир) ют температурный профиль колонны, определяют высоту участка колонны, на котором температура не меньше температуры 10 кипения кубового продукта заданного состава и высоту участка колонны, на котором температура не превышает температуры кипения дистиллята заданного состава, рассчитывают скорость изменения темпера.туры по высоте колонны и в зависимости от значений определенных высот участков колонны и скорости изменения температуры по высоте колонны параметров корректи.руют расходы теплоносителя и орошения, расход и теплосодержание питающей смеси.1526723 комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССсква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5кий комбинат Патент, г Ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1 И Произв В й Редактор Л. ЗайцеваЗаказ 7432/7 Государственного113035, М дственно-издатель Сост а вителехред И. Вереси раж 600 отин Корректор М. Васильева Подписное