Способ автоматического управления ректификационной установкой

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.,(23) Приоритет В 01 П 3/42 Государственный комитет ССС Р по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 230293 А.А.Кондратьев, В.П,Кривошеев,и Т,Г.Умергалин(72) Авторы изобретени опко имский нефтяной институт 71) Заявитель 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕН РЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ5 5 5 0 Изобретение относится к способамавтоматического .управления ректификационными установками с полностьюсвязанными материальными и тепловымипотоками и может быть использовано.при ректификации многокомпонентныхсмесей в нефтеперерабатывающей,нефтехимической и химической промышленности,Известен способ автоматическогоуправления ректификационной установкой путем регулирования расхода ку-,бового продукта из второй колонныв зависимости от перепада давленияв первой колонне., расхода кубовогопродукта, поступающего из первой вовторую колонну (1),Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является спо"соб автоматического управления ректификационной установкой путем регулирования расхода орошения в первуюколонну по температуре в ней, рас"хода орошения во вторую колонну взависимости от температуры в ней,расхода продуктового потока, поступающего во вторую колонну, расходапарового потока, поступающего из вто.рой колонны в первую, в зависимостиот расходов продуктовых потоков колонн, расхода теплоносителя в эависи.мости от состава сырья 2),Известный способ не позволяетуменьшить энергоэатраты на получениепродуктов требуемого качества и повысить качество переходного процесса в ректификационных установках сполностью связанными материальнымии тепловыми потоками при измененияхрасхода и состава сырья, поступающего в головную колонну.Целью изобретения является уменьшение энергозатрат на получение продуктов требуемого качества эа счетулучшения качества переходного процесса в трехколонных ректификационных устайовках с полностью связанными материальными и тепловыми потоками при изменениях расхода и составасырья в первую (головную) колонну,Поставленная цель достигается тем,что расход продуктовых потоков извторой колонны регулируют в зависимости от расхода и состава сырья,расход орошения первой колонны регу"лируют в зависимости от расхода парового потока из первой колонны вовторую и от состава и расхода сырья,а расход парового потока, поступаю 997713(2) Сигнал с датчика б давления, уста 40 г эХ, Х, ХЭ 350 щего в низ.первой колонны, регулируют в зависимости от расхода сырья.На чертеже представлена схема осуществления способа,Установка предназначена для разделения трехкомпонентной смеси. Сырье поступает в головную ректификационную колонну 1, где происходитразделение смеси на дистиллят и кубовый остаток Дистиллят колонны 1 вйвиде пара подается в питательную сек.цию колонны 2, Кубовый остаток колонны 1 подается на разделение в питательную секцию колонны 3. Дистиллят колонны 2 после охлаждения .вконденсаторе-холодильнике 4 поступает в емкость 5, Часть сконденсированного дистиллята возвращается в колонну 2 в виде, внешнего орошения,другая часть выводится как готовыйпродукт О . Кубовыйостаток колонны 2 частично выводится как готовый про дукт Ог, оставшаяся часть подаетсяв виде внешнего орошения в колонну 3,Часть внутреннего жидкостного потока из питательной секции колонны 2 подается в головную колонну 1 в виде внешнего орошения Ь, Дистиллят колонны 3 в виде паров полностью поступает в низ колонны 2 для созданияпарового орошения, Кубовый остатокколонны 3 выводится как готовый продукт О 3. Часть внутреннего паровогопотока иэ питательной секции колонны 3 подают в низ головной колонны 1для создания парового орошения,новленного в верхней точке колонны 1,поступает на регулятор 7, управляющий регулирующим органом 8, установленным на линии подач:( паров с верха колонны 1 в питательную секцию колонны 2, Сигнал о расходе внешнего орошения в колонну 1 от датчика 9 расхода через преобразователь 10 поступает на регулятор 11, управляющий ре регулирующим органом 12, установлен. ным на линии подачи внешнего орошения в колонну 1, На регулятор 11 поступает задающий сигнал с вычислительного устройства 13. Вычислительное устройство 13 обрабатывает сигналы о расходе и составе сырья, поступающие с датчиков 14 и 15 через преобразователи 1 б и 17, и сигнал о расходе паров дистиллята из колонны 1, поступающий от датчика 18 расходачерез преобразователь 19, и формирует задающий сигнал по соотношению ЦЧ-Г И,+Аг), И)гце Г - расход сырья;2 у - концентрация перного и второ го компонентов в сырье;А - коэффициент, зависящий отсостава сырья.Если значение 1.(, вычисленноеиз соотношения (1), не равно текущему значению Ь, то регулятор 11 изменяет командный сигнал на регулирую.щий орган 12 для выполнения указанного равенства,Давление в колонне 2 поддерживает 5 ся контуром, включающим в себя датчик 20 давления, регулятор 21 и регулирующий орган 22, установленныйна линии 23 подачи хладагента в конденсатор-холодильник 4, Сигнал сдатчика 24 давления, установленногов верхней точке колонны 3, поступает на регулятор 25, управляющий регулирующим органом 26, установленнымна линии подачи паров дистиллята сверха колонны 3 в низ колонны 2.Уровень в флегмовой емкости 5 под.держивается регулятором 27 с регули"рующим органом 28, установленным налинии подачи внешнего орошения в колонну 2,Сигнал о расходе готового продукта О с датчика 29 через преобразователь 30 поступает на регулятор 31,управляющий регулирующим органом 32,установленным на линии отбора гото 25 ного продукта О, На регулятор 31поступает также задающий сигнал свычислительного блока 33, Вычислительный блок 33 производит решение, например, методом Гаусса системы линей 30 ных алгебраических уравнений следующего вида: где 7 - концентрация третьего компонента в сыг 3 рье;Х,(, Х,(, Х - заданные концентрации первого компонен.та в готовых продук 2 тахР, Р иО 3,Х , Х , Х - заданные концентра 45ции второго компонен.та в готовых продуктах;заданные концентрации третьего компонента в готовых продуктах,На вычислительный блок 33 поступают сигналы о расходе и составе сырьяс датчиков 14 и 15 через преобразова.55 тели 1 б и 17. Решением системы ураннений (2) являются значения отборовготовых продуктов О, О и О 3. Еслирасчетное значение расхода готовогопродукта О( не совпадает с текущимзначением О , то регулятор 31 отраба.Утывает регулирующее воздействие нарегулирующий орган 32 до выполненияукаэанного раненства.Аналогично производится регулирование отбора готового продукта О.г.40 Если расчетное значение отбора Р йе совпадает с текущим значением Р, поступающим с датчика 34 через преобразователь 35, то регулятор 36 отраба" тывает регулирующее воздействие . .на регулирующий орган 37, 5 установленный на линии отбора Р, до выполнения указанного равенства,Сигнал о расходе парового потока, поступающего в низ колонны 1, с датчика 38 через преобразователь 39 поступает на регулятор 40 соотношения, управляющий регулирующим органом 41, установленным на линии подачи парового потока в низ колонны 1,На регуля" тор 40 поступает также сигнал о расхо де сырья с датчика 14 через преобразо ватель 16, Уровень в кубе колонны 1 поддерживают регулятором 42 с регулирующим органом 43, установленным на линии подачи кубового остатка из колонны 1 в питательную секцию колонны 3. Уровень в кубе колонны 2 поддерживают регулятором 44 с регулирую" щим органом 45, установленным на линии подачи внешнего орошения в колон. ну 3. Уровень в кубе колонны 3 поддерживают регулятором 46 с регулирующим органом 41, установленным на линии отбора готового продукта Р 3Сигнал о расходе теплоносителя в кипятильник 48 с датчика 49 через преобразователь 50 поступает на регулятор 51, управляющий регулирующим органом 52, установленным на линии подачи теплоносителя в кипятильник 48, На Регулятор 51 поступает 35 также корректирующий сигнал с регулятора 53. На регулятор 53 поступает сигнал с датчика 54 состава готового продукта Р через преобразователь 55. При уменьшении концентрации целевого компонента в готовом продукте Рь регулятор 53 отрабатывает корректйрующий сигнал регулятору 51 на увеличение расхода теплоносителя в кипятильник 48,Предлагаемый способ автоматического регулирования обеспечивает повы.шение качества переходного процессаза счет использования принципа регулирования по возмущению со сторонырасхода и состава сырья, что улучшает качество переходного процесса,уменьшая инерционность системы в целом.Качество переходного процесса улучшается также в результате поддержаниянеобходимых соотношений между матери-альными потоками.Формула изобретенияСпособавтоматического управленияректиФикационной установкой путем регулирования расходов орошения, паровых потоков, продуктовых потоков итеплоносителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшенияэнергозатрат на получение продуктовтребуемого состава эа счет улучшениякачества переходного процесса, расходпродуктовых потоков из второй колоннырегулируют в зависимости от.расходаи состава сырья в первую колонну,расход орошения первой колонны регулируют в зависимости от расхода парово"го потока из первой колонны во вторую и от состава и расхода сырья, арасход парового потока, поступающего в низ первой колонны из третьей,регулируют в зависимости от расходасырья.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 644497, кл. В 01 Р 3/42, 1977.2. Авторское свйдетельство СССРР 3214447/26, кл, В 01 Р 3/42, 1980.НИИПИ Заказ 991/5 Тираж 686 Подписное Филиа ПП "Пате 997713 г, Ужгород, ул.Проектная,4