Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 И.ии.и.аа.а.й чнсти А. Сыромятникорежецкий СТРОЙ УПРАВ ТИВНО зобрете оцессов быть и(54) У КОГО СТРАК (57) И ции пр может ОСУДДРСТНЕННЬИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 И ОТКРЫТИЯМРИ ГННт ССС(56) Авторское свидетельство ССС954413, кл. В 01 Р 3/42, 1979.Авторское свидетельство СССР718120, кл. В 01 Р 3/42, 1978. СТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКЙ РЕКТИФИКАЦИИ ние относится к автоматизаэкстрактивной ректификации, спользовано в производствах ЛО 15990 дивинила из бутана и изопрена из изопентана в химической и других отраслях промышленности и позволяет снизить потери продуктов при разделении. Устройство включает соединенные между собой соответствующим образцом датчики 1 О, 11 расхода сырья, датчики 8, 9 состава сырья, датчик 5 и регулятор 6 расхода растворителя, клапан 7, датчик 4 расхода дистиллята, датчик 17 состава тяжелокипящей фракции, датчик 12 перепада температуры в исчерпывающей секции колонны, блок 28 соотношения. Устройство также содержит регулятор 25 перепада температуры, датчик 14 и регулятор 15 расхода рецикла, клапан 16 датчик 13 состава дистиллята, шесть блоков 18, 19, 22, 23, 30, 32 умножения, пять сумматоров 20, 24, 29, 31, 34, блок 33 деления, коммутатор 27. функциональный блок 21 и блок 26 сравнения. 1 ил.и коммутатора 27, сумматор 29, связанныйсвоими входами с датчиком 17 и вторым выходом коммутатора 27, блок 30 умножения,связанный своими входами с датчиком 14 40и выходом сумматора 29, сумматор 31, связанный своими входами с датчиком 13 итретьим выходом коммутатора 27, блок 32 умножения, связанный своими входами с датчиком 4 и выходом сумматора 31, блок 33 деления, связанный своими входами с датчиком 17 и выходом блока 32 умножения,сумматор 34, связанный своими входами свыходами регулятора 25 перепада температуры, блока 30 умножения и блока ЗЗ деления. 50Устройство работает следующим образом.Блок 18 умножения по сигналам от датчиков 8, 10, рассчитывает произведениеГ 1 Х,где г 1 - расход сырья; 55Хг - концентрация тяжелокипящей фракции в сырье,Блок 19 умножения по сигналам от датИзобретение относится к автоматическому управлению процессом экстрактивной ректификации и может быть использовано, например, в производстве дивинила из бутана и изопрена из изопентана в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности,Целью изобретения является снижение потерь продуктов при разделении.На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации,Устройство содержит колонны 1, 2 экстрактивной ректификации (КЭР), колонну 3 десорбции (КД), датчик 4 расхода дистиллята КЭР 1, датчик 5 расхода растворителя, регулятор 6, клапан 7, датчики 8, 9 состава сырья, датчики 10, 11 расхода сырья, датчик 12 перепада температуры в исчерпывающей секции КЭР 1, датчик 13 состава дистиллята КЭР 1, датчик 14 расхода рецикла, регулятор 15, клапан 16, датчик 17 состава тяжелокипящей фракции, блок 18 умножения, связанный своими входами с датчиками 8, 1 О, блок 19 умножения, связанный своими входами с выходами блоков 18, 19 умножения, сумматор 20, связанный своим выходом с входом функционального блока 21, блок 22 умножения, связанный своим входом с выходом сумматора 20, блок 23 умножения, связанный своим входом с выходом функционального блока 21, сумматор 24, связанный своими входами с выходми блоков 22, 23 умножения, регулятор 25 перепада температуры, связанный своими входами с выходом сумматора 24 и датчиком 12, блок 26 сравнения, связанный своими входами с датчиками 13, 17, коммутатор 27, связанный своим входом с выходом блока 26 сравнения, блок 28 соотношения, связанныйсвоими входами с выходами сумматора 20 5 10 15 20 25 30 35 чиков 9, 11 рассчитывает произведение2 Хггде- расход сырья;Хв - концентрация тяжелокипящей фракции в сырье 2.Сигналы с блоков 18, 19 умножения поступают в сумматор 20, в котором производится вычисление суммы1 гС выхода сумматора 20 сигнал поступает в функциональный блок 21, блок 22 умножения и блок 28 соотношения. Функциональный блок 21 производит операцию возведения в квадрат2 ф. ( Х Р 1 ХР 1)1 си подает сигнал на блок 23 умножения,который вычисляет произведенией юА, (где А 2 - постоянный .коэффициент.Блок 22 умножения вычисляет произведениегА 1 Х Г 1 Хц,Ьгде А 1 - постоянный коэффициент,Вычисленные величины с блоков 22 и 23поступают в сумматор 24, где осуществляетсясуммирование и тем самым рассчитываетсязаданное значение перепада температуры висчерпывающей части КЭР 1:огЛТ;=Ао+А 1 Х Р 1 Хг 1+А 2+ф Р 1 Хг 1),где АО,А 1,А 2 - коэффициенты аппроксимации;ЛТ; - заданное значение перепадатемпературы;- номер цикла измерения.Рассчитанное значение перепада температуры ЛТ; поступает на задающий вход регулятора 25 перепада температуры. На второй вход регулятора 25 поступает текущее значение перепада температуры в исчерпывающей секции КЭР 1 от датчика 12. Регулятор 25 сравнивает текущее и рассчитанное значения перепада температуры;е = ЛТ, - ЛТ;и вычисляет расход рецикла по ПИД-закону:ар 1 - 1 р 1+ Кп (в в 1 - 1) +КФ/++Кр (ЛТ; - 2 ЛТ 1+ОТ; г)где ея; 1 - сигнал рассогласования на 1-ми (1 - 1)-м циклах измерения;Рр; - рассчитанное значение расходарецикла на 1-м цикле;К 11,К 1,кд - коэффициенты настройки ссютветственно пропорциональной интегральной и дифференциальной составляющих.Рассчитанная величина расхода рецикла с регулятора 25 поступает на первый вход сумматора 34.1599037 Р (Хо - Х" .) 5 10 15 формула изобретения Одновременно на вход блока 26 сравненияпоступают сигналы от датчиков 13, 17.Блок сравнения проверяет условия соблюдения регламентагде Хи Х- концентрация тяжелокипящих компонентов соответственно в дистилляте КЭР 1и КЭР 2;о вгХ , Х, -- максимально допустимая иноминальная концентрациятяжелокипящей фракции вдистилляте КЭР 1 и КЭР 2в соответствии с регламентом.Возможны четыре варианта соотношениизначений текущих и регламентных концентраций:(4)С выхода блока 26 сравнения информацияпоступает на вход коммутатора 27, которыйв первых двух случаях ( ), (2) подает сигналы на блок 28 соотношения и сумматор 29.Блок 28 соотношения по сигналу от коммутатора 27 и информации от сумматора 20для поддержания соотношения между расходом тяжелокипящих компонентов в сырье ирасходом растворителя рассчитывает необходимый расход рстворителяГ=К Д .;Х.,где К - коэффициент, учитывающий поглотительную способность растворителя.Блок 28 соотношения выдает сигнал назадающий вход регулятора 6. Сумматор 29 посигналу от коммутатора 27 и информацииот дутчика 17 рассчитывает разность (1 -- Х ) и передает информацию на блок 30гумножения, где происходит расчет изменениярасхода рециклаДР Р ( Х 2)где Гр; - текущее значение расхода рецикла,которое подается на вход блока 30умножения с датчика 14.С выхода блка 30 умножения сигнал подается на второй вход сумматора 34.В третьем случае (3) коммутатор 27подает сигнал на блок 28 соотношения и сумматор 31. Блок 28 соотношения в этом случае будет работать так же, как и в двух первых (1), (2).Сумматор 31 по информации от датчиков13 рассчитывает разностьХ- Хи передает ее на блок 32 умножения. Блок32 умножения по информации от сумматора 31 и датчика 4 вычисляет произведениеР 1(Х- Х;),где Р 1 - расход дистиллятора КЭР 1.Из блока 32 умножения информации поступает в блок 33 деления, связанный с датчиком 17, который производит вычислениеизменения расхода рецикла С выхода блока 33 деления сигнал поступает на третий вход сумматора 34, где происходит сложение значений изменения расхода рецикла дГР, и рассчитанного значения расхода рецикла Г, поступающего с выхода регулятора 25 перепада температуры. Из сумматора 34 рассчитанное значение"и=С+д "иподается на задающий вход регулятора 15.В случае (4) регламентные ограничения выпоняются и с коммутатора 27 сигналы не поступают, а блок 28 соотношения, блок 30 умножения и делитель ЗЗ дублируют значения расхода растворителя и изменения расхода рецикла на предыдущем цикле. Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащее датчики расхода и состава сырья, датчик и регулятор расхода растворителя, датчик расхода дистиллята, датчик состава тяжелокипящей фракции, датчик пе-репада температуры в исчерпывающей секции колонны с блок соотношения, отличаю- иееся тем, что, с целью снижения потерь продуктов при разделении, оно дополнительно содержит регулятор перепада температуры, датчик и регулятор расхода рецикла, датчик состава дистиллята, шесть блоков умножения, пять сумматоров, блок деления, коммутатор, функциональный блок и блок сравнения, при этом датчик состава тяжело- кипящейфракции соединен с первым входом блока сравнения, с вторым входом второго сумматора и с вторым входом блока деления, датчик состава дистиллята соединен с вторым входом блока сравнения и с вторым входом четвертого сумматора, выход блока сравнения соединен с входом комму О татора, первый выход которого соединен спервым входом блока соотношения, второй - с первым входом второго сумматора, а третий - с первым входом четвертого сумматора, выход первого сумматора соединен с вторым входом блока соот ношения и входами третьего блока умножения и функционального блока, выход блока соотношения соединен с задающим входом регулятора расхода растворителя, выход второго сумматора соединен с первым входом первого блока умножения, вто рой вход которого соединен с датчикомрасхода,рецикла, а выход - с первым входом третьего сумматора, выход четвертого сумматора соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с датчиком расхода дистиллята, а выход - с первым входом блока деления, выход блока деления соединен с вторым входом третьего сумматора, третий вход которого соединен с выходом регулятора перепада1599037 Составитель Б, ДолотинРедактор М. Циткина Техред А. Кравчук Корректор Н. КорольЗаказ 3103 Тираж 56 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 01 температуры, а выход - с задающим входом регулятора расхода режима, входы регулятора перепада температуры соединены с датчиком перепада температуры в исчерпывающей секции колонны и выходами пятого сумматора, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого блоков умножения, выход функционального блока соединен с входом четвертого блока умножения, а датчики расходов и состава сырья через пятый и шестой блоки умножения соединены с входами первого сумматора.