Устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) 11) 4 А 3150 В О 1 0 3 42 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Патент США У 3338664,кл. 23-2, 1967.2. Авторское свидетельство СССРР 753442, кл. В 01 0 3/42, 1978,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ иэопрена от пиперилена, содержащее регулятор расходарастворителя, датчики расхода и состава сырья, регулятор расхода тепло"носителя в куб колонны, датчик температуры в кубе колонны и вычислительный блок, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью уменьшения потерьцелевого продукта с тяжелым остатком, оно дополнительно содержит датчик состава продукта колонны десорбции, регулятор температуры в кубе, регулятор расхода рецикла в куб ко.лонны, блок соотношения, блок предварения, динамический компенсатор и сумматор, связанный своими входами с, выходами регулятора температуры в кубе, динамического компенсатора и блока предварения, а выходом - с задающим входом регулятора расхода теплоносителя в куб колонны, а блок соотношения соединен своими входами ,с датчиками расхода и состава сырья и: первым выходом вычислительного блока, а выходами - с входом блока предва-рения и с задающим входом регулятора расхода растворителя, при этом вычислительный блок связан своим входом с датчиком состава продукта колонны десорбции, а вторым и третьим выхо- д дами - с входом динамического компенсатора и с задающим входом регулятора расхода рецикла в куб колонны.10999Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, например, в производстве изолрена из изопентана и может найти приме 5 нение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности,Известно устройствО для автоматического управления процессом разделения, содержащее датчик содержания компонента и расхода сырья, датчик концентрации компонента в целевом продукте, датчик расхода рецикла в колонну, соединенные с вычислительным блоком, связанным с клапаном15 подачи рецикла, датчик температуры, соединенный с клапаном подачи теплсносителя 1.Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество регулирования составов выходных потоков колонн из-за отсутствия компенсации возмущений по расходу и составу входных потоков колонны на тепловой режим работы основной колоннь: - 2 экстрактивной ректификации, что приводит к нарушению температурного профиля колонны и снижению разделительного эффекта.Наиболее близким по техническойЗОсущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для автоматического управления про. цессом экстрактивной ректификации, содержащее датчик и регулятор расхода экстрагента, датчик расхода и состава сырья, датчик и регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик температуры в кубе колонны, датчик давления в кубе колонны, датчик и регулятор расхода флегмы, датчики концентраций примесей на верхней и нижней контрольных тарелках, вычислительнык блок и корректирующий блок, связанный своими входами с датчиками расхода и состава сырья вычислительньв блоком, а выходом - с задающим входом регулятора расхода экстрагента, динамический Фильтр и согласующий блок, при этом динамический Фильтр своими входами связан с датчиками концентраций примесей на контрольных тарелках и согласующим блоком, а .выходами - с задающими входами регулятора расхода флегмы и 55 регулятора оасхода теплоносителя, входы согласующего блока соединены с датчиком расхода сырья и вычисли 14 1тельным блоком, связанным своимивходами с датчиками температуры идавления куба колонны 121 .Недостатком известного устройстваявляется невысокое качество регулирования концентрации примесей в продуктах разделения из-за отсутствиякомпенсации внешних возмущений, вызывающих нарушение температурногорежима в кубе колонны.Цель изобретения - уменьшение потерь целевого продукта с тяжелым остатком.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащее регулятор расхода растворителя, датчики расхода и состава сырья, регулятор расхода теплоносителя в куб колонны, датчик температуры в, кубе колонны и вычислительный блок, дополнительно содержит датчик составапродукта колонны десорбции, регулятор температуры в кубе, регуляторрасхода рецикла в куб колонны, блоксоотношения, блок предварения, динамический компенсатор и сумматор, связанный своими входами с выходами ре"гулятора температуры в кубе, динами"ческого компеисатора и блока предварения, а выходом - с задающим входомрегулятора расхода теплоносителя вкуб колонны, а блок соотношения соединен своими входами с датчиками расхода и состава сырья и первым выходомвычислительного блока, а выходами -с входом блока предварения и с задающим входом регулятора расхода растворителя 1 ри этом вычислительныйблок связан своим входом с датчикомсостава продукта колонны десорбции,а вторым и третьим выходами - с входом динамического компенсатора и сзадающим входом регулятора расходарецикла в куб колонны,На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматического управления процессом зкстрактивной ректиФикации изопрена от пиперилена.Устройство для автоматическогоуправления процессом экстрактивнойректификации изопрена от пипериленавключает колонну 1 экстрактивнойректификации, колонну 2 десорбциипиперилена от растворителя, датчик 3расхода растворителя, регулятор 4,1099 Прй невыполнении условия (4) вычислительный блок 12 рассчитывает 2)5 Оновое значение расхода рецикла Г .=Г, +к, дГ",Г Г Эх И Иаах 14 Фи, ХИ. 1 ПРИ Хи ХК х.1 Ъ Г 5) зклапан 5, датчики 6 и 7 расхода исостава сырья, датчик 8 расхода теплоносителя в куб колонны, регулятор9, клапан 10, датчик 11 температурыв кубе колонны, вычислительный5блок 12Устройство содержит также датчик13 состава продукта с колонны десорбции, регулятор 14 температуры в кубе, датчик 15 расхода рецикла в куб, 10колонны, регулятор 16, клапан 17,блок 18 соотношения, блок 19 предварения, динамический компенсатор 20и сумматор 21, связанный своими входами с выходами регулятора 14, динамического компенсатора 20 и блока 19предварения, а выходом - с задающимвходом регулятора 9, а блок 18 соотношения соединен своими входами сдатчиками 6 и 7 и первым выходом вычислительного блока 12, а выходами -с выходом блока 19 предварения и сзадающим входом регулятора 4, приэтом вычислительный блок 12 связансвоим входом с датчиком 13 а вторым и третьим выходами в . с входомдинамического ком/енсатора 20 и сзадающим входом регулятора 16.Устройство работает следующим образом, 30Блок соотношения 18 йо информацииот датчиков 6 и 7 определяет изменение нагрузки на колонну по тяжеломукомпоненту (пипернлену)дЕ:Г; Х;-ГХ .35где Г;, Г;., - текущее и предыдущеезначения расхода сы, рья (изопрен-пипериле-,новой Фракции) на колонну,Х ,Х , - текущее и предыдущеезначения концентрациипиперилена в сырье,рассчитывает количество растворителя, которое необходимо подать на ко-.лонну для поГлощения всего пиперилена, поступившего в колонну с сырьем,из соотношения 974 4где Г;, Г - текущее и предыдущеезначения расходарастворителя на колонну,- постоянный коэффициент, определяющий соотношение подаваемогорастворителя и поглощаемого компонента,и вырабатывает соответствующие сигналы на рвгулятор 4 н блок предварения 19, который с целью стабилизациитемпературы в кубе определяет прира"щение по расходу теплоносителя где ьС, - приращение по расходутеплоносителя в куб колонны,К - коэффициент теплопередачи, учитывающий теплосодержание энергоносителя и физические характеристики разделяемыхкомпонентов,и через сумматор 21 с упреждениемвыдает сигнал на регулятор 9 с учетом динамики по каналу расход сырьятемпература в кубе. По сигналу отдатчика 11 регулятор 14 осуществляет стабилизацию температуры в кубепо отклонению. Вычислительный блок 12 по информации от датчика, 13 анализирует содержание целевого продукта (изопрена) в тяжелом остатке пипериленовой фракции)3где Хи - концентрация целевого продукта в тяжелом остатке,ЭХЪ,Х ,х регламентные ограничения на содержание целевого продукта в тяжеломостатке.1099974 6поддержания температуры в кубе на заданном уровне вырабатывает на сумматор 21 сигнал на изменение расхода теплоносителя в куб колонны где ГГ- текущее и предыдущеезначения расхода.рецикла,11,ХХ ; - текущее и предыдущееН 1 ф И, 1значения концентрациицелевого продукта в тяжелом остатке,М,1( - настроечные коэффициенты дискретного ПИ-регулятора, 10и вырабатывает соответствующий сигналрегулятору 16.Вычислительный блок 12 при этомвыдает сигнал блоку соотношения 18об изменении расхода пилерилена в рецикле Блок соотношения 18 корректируетзначение расхода растворителя Г =Г . +1 ЬРр . 8) и вырабатывает соответствующий сигнал на регулятор 4,Одновременно вычислительный блок 12 при невыполнении условия (4) передает динамическому компенсатору 20 информацию об изменении расхода рецикла ( Рр- Г р;, ) , который с целью Сщ 3" р 1 р- т (8) где К - постоянный коэффициент,5Если условие (4) выполняется, то вычислительный блок 12 не вырабатывает новых сигналов на регулятор 16, блок соотношения 18, и динамический компенсатор 20.Данное изобретение позволяет повысить качество регулирования составов выходных продуктов процесса экстрактивной ректификации за счет компенсации возмущений (расход и состав сырья, расход рецикла, расход растворителя), вызывающих нарушение температурного режима колонны, имеющей большую инерционность, ито дает уменьшение потерь дорогостоящего конечного продукта производства. Использование устройства позволит снизить потери целевого продукта с пипериленовой фракцией на 0,8 вес.2, эа счет чего увеличивается объем выпуска изопрена на 1,0 тыс,т,1099974 ректор Л.Шеньо Патент", г,Ужг ул.Проектная, 4 иал Составитель Т.Чулковр В.Ковтун Техред А.Бабинец каз 4457/7 Тираж 682 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыты 113035, Москва, Ж, Раущская наб