Способ автоматического управления процессом жидкостной экстракции

(54) СПОСОБ АВТ НИЯ ПРОЦЕССОМ Ж (57) Изобретени автоматического жидкостной экст пользовано в хи и и позволяет евого продук но егулирова ется системои а тРа арье Уестра ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ МАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИотносится к способу управления процессом ракции,может быть ис - ической промышленно- уменьшить потери цеза счет повышения точния. Способ реализутоматического регули 1)4 В 01 0 11/04 С 05 рования, включающей контур стабилизации соотношения подачи сырья и экстрагента изменением расхода экстрагента: датчик (Д) 2 расхода сырья,блок 3 соотношения расходов и клала(К) 4 подачи экстрагента, контур корекции подачи экстрагента по темпертуре и качеству сырья: Д 5,6 расходов экстрагента и экстракта, инвертор(И) 7, сумматор 8, блок 9 деления,Д 10 температуры среды, инвертирующийусилитель 11 и схему 12 сравнения.Система содержит также контур стабилизации уровня раздела фаз изменениемвеличины отвода рафината: Д 13 уровня, К 14, контур управления скоростьювращения ротора: И 15, сумматор 16,схема 17 сравнения, арифметическийблок 18, сумматоры 19, 20, Д 21 скорости вращения ротора, К 22 и электродвигатель 23. 1 ил.соответственно поверхностное натяжение, вязкость и плотность среды при начальной температуре;соответствующие температурные коэффициенты; 1температура среды вэкстракторе, С 5 О можно записать 15 ктама водой аствора при ода, сплош- капролактаРс Для экстракции капрол 03-ного толуольного(дисперсная фаза- толуольный раствор соотношение подачи м:,8 .10 7 6 10 огда Таким образом, при повышении температуры на 1 С скорость вращения ротора необходимо увеличить на 17 ( ы = 1,01 юо); при изменении температуры на 10 С - на 137 ( и1,13 Юо) при изменении на 20 С - на 327 ( м = 1,32 ыо).На чертеже представлена схема си стемы для реализации способа.Система автоматического управления процессом жидкостной экстракции включает роторно-дисковый экстрактор 1, контур автоматической стабилизации соотношения подачи сырья и экстрагента путем изменения расхода экстрагента, содержащий датчик 2 расхода сырья, блок 3 соотношения расходов и регулируемый клапан 4 подачи экстрагента, контур коррекции подачи экстрагента в зависимости от температуры и качества сырья, содержащий датчики 5 и 6 расходов соответственно экстрагента и экстракта, инвертор 7, сумматор 8, блок 9 деления, датчик 10 температуры сре 4 4 5У = -0,082 на основании Схема 12 сравненсигналов Х и У форми 2 = А (Х - У) + иг руе3,обра наст где А - коэффициентустанавливается приусловий заданной точивости системы. ои связи;йке изи устойо ды в экстракторе, инвертирующий усилитель 11 и схему сравнения 12, контур автоматической стабилизации уров- ня раздела фаз путем изменения величины отвода рафината, содержащий датчик 13 уровня раздела фаз и регулируемый клапан 14, контур автоматического управления скоростью вращения ротора, содержащий инвертор 15, сумматор 16, схему 17 сравнения, арифметический блок 18, сумматоры 19 и 20, датчик 21 скорости вращения ротора, исполнительный механизм 22 и электродвигатель 23.Способ осуществляется следующим образом.Датчиком 2 измеряют расход сырья и сигнал М величины расхода подают в блок 3 соотношения, который управляет клапаном 4 подачи экстрагента, реализуя зависимость Т = 2М, где Т - величина расхода экстрагента; М в . величина расхода сырья; 2 - (3,3 - 4,2) - коэффициент, зависящий от состава сырья и температуры ведения процесса.Коэффициент 2 определяют следующим образом. Расход Т экстрагента замеряют датчиком 5 и после инвертирования инвертором 7 сигнал Т подают на первый вход сумматора 8, на второй вход которого подают сигнал С количества экстракта, замеренный датчиком 6. На выходе сумматора 8 формируется сигнал К = С - Т, соответствующий количеству извлеченного из сырья целевого продукта. Сигнал К заводят на первый вход блока 9 деления, на второй вход которого заводят сигнал С количества экстрак-.а. Выходной сигнал Х = К/С блока 9 деления представляет собой текущую концентрацию экстракта. Эталонная концентрация У для данной температуры формируется усилителем 11 на основании сигнала с датчика 10 температуры среды в экстракторе согласно зависимости5 131При понижении (повышении) температуры С уменьшается (увеличивается) величина г эталонной концентрации экстракта, при этом коэффициент Е повышается (уменьшается) и количество Т подаваемого экстрагента автоматически увеличивается (уменьшается).Аналогично отрабатывается изменение состава сырья. При повышении (снижении) содержания целевого продукта в сырье увеличивается (уменьшается) текущая концентрация Х экстракта, что приводит к увеличению (уменьшению) количества Т подаваемого экстрагента.Полная зависимость управления клапаном 4 подачи экстрагента имеет вид:Зт 5 А (9 т 37 + Ог 082 И)С+ АМ 3480 бсклонности сырья к эмульгированию,частоты экстрагента и т.д.Сигнал В формируется следующимобразом. Датчик 13 уровня разделафаз управляет клапаном 14, прикрывая его при понижении уровня и открывая при повышении уровня разделафаз, стабилизируя его тем самым приработе экстрактора на нестабильныхнагрузках и с сырьем переменногокачества, Кроме того, сигнал , несущий информацию о величине отводимого рафината, подают на первый входсхемы 17 сравнения, на второй вход 15 которой подают сигнал Я = М - КРрасчетной величины потока рафината,формируемый сумматором 16, Выходнойсигнал Е схемы 17 сравнения представляет собой сигнал рассогласованияреальной и расчетной величин выходного потока рафината:Управление скоростью вращения ротора в зависимости от нагрузки и температуры среды в экстракторе осуществляют следующим образом, В качестве нагрузки экстрактора используют сигнал С количества отводимого экстракта. Арифметический блок 18 на основании сигнала 1 температуры среды в экстракторе и сигнала С количества экстракта формирует сигнал скорости вращения ротора на основании зависимости-1 С + 1И где к 1, к- постоянные коэффициенты, определяемые из опытных данных для конкретного экстрактора. С уменьшением нагрузки С экстрактора скорость вращения ротора увеличивается, компенсируя снижение диспергирования фаз.Окончательный сигнал ы " расчетной величины скорости вращения ротора формируется сумматором 19 на основании зависимостиш = 03+ В, где В - сигнал коррекции с выходасхемы 17 сравнения. Сигнал В зависит от факторов, не учтенных в процессе регулирования, т.еот количества примесей в сырье,В Таким образом, расчетная величина ш" скорости вращения ротора определяется согласно зависимости 30 Сигнал ы" расчетной скорости вращения ротора подают на первый входсумматора 20; на второй вход которо- го подают с датчика 21 сигнал ц)действительной скорости вращения.40 Выходной сигнал сумматора 20 черезисполнительный механизм 22 управляет двигателем 23, поддерживания равенство расчетной и действительной скоростей вращения ю = Ю .45 Таким образом, обеспечивается вращение ротора со скоростью, максимально возможной для данной нагрузки,данного качества сырья и текущегозначения температуры среды в экстрак 50 торе,Формула изобретения Способ автоматического управления процеСсом жидкостной экстракции,включающий регулирование соотношения расходов сырья и экстрагента изменением расхода экстрагента, регулирование количества рафината по уровню разСоставитель Т.ГоленшинаТехред М. Ходанич Корректор С.Черни Редактор И.Рыбченко Заказ 2155/6 Тираж 657 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 7 131 дела фаз, регулирование скорости вращения ротора экстрактора в зависимости от расходов сырья, экстрагента и количества рафината, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью уменьшения потерь целевого продукта за счет повышения точности регулирования, дополнительно измеряют температуру среды в экстракторе и расход экстракта, по температуре среды рассчитывают заданную концентрацию экстракта, по величине разности расходов зкстрагента и экстракта рассчитывают количество извлеченного целевого продукта, по 3480 8величине отношения которого к расходу экстракта рассчитывают текущее значение концентрации экстракта, по раз-.ности расхода сырья и количества из влеченного целевого продукта определяют расчетную величину количестварафината, при этом расход экстрагента корректируют обратно пропорционально отклонению текущей концентра ции экстракта от заданной, а скоростьвращения ротора экстрактора корректируют пропорционально температуре среды и отклонению количества рафинатаот его расчетной величины.