SU1107881A1 - Apparatus for monitoring the process of rectification - Google Patents

Apparatus for monitoring the process of rectification Download PDF

Info

Publication number
SU1107881A1
SU1107881A1 SU813319098A SU3319098A SU1107881A1 SU 1107881 A1 SU1107881 A1 SU 1107881A1 SU 813319098 A SU813319098 A SU 813319098A SU 3319098 A SU3319098 A SU 3319098A SU 1107881 A1 SU1107881 A1 SU 1107881A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
column
products
flow
concentration
output
Prior art date
Application number
SU813319098A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сейран Ахмед Оглы Азизов
Зия Али Рза Оглы Искендер-Заде
Габиль Зияд Оглы Хасиев
Расул Байрам Оглы Кулиев
Вульф Маркович Слободкин
Шамиль Абдул-Бадирович Миндубаев
Роальд Иосифович Рапопорт
Original Assignee
Институт Кибернетики Ан Азсср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Кибернетики Ан Азсср filed Critical Институт Кибернетики Ан Азсср
Priority to SU813319098A priority Critical patent/SU1107881A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1107881A1 publication Critical patent/SU1107881A1/en

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ, содержащее расходомер и хроматограф сырь , хроматографы первого и второго продуктов, соединенные с. входами блока вычислени  расхода первого продукта по материальному балансу, выход которого св зан с первым входом сумматора, расходомеры первого и второго продуктов , регул торы, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  режима с максимальной разделительной способностью за счет повьщ ени  качества регулировани , оно дополнительно содер;кит блок дл  определени  средней концентрации легких компонентов в колонне, входы которого соединены с выходами датчиков расхода и хроматографов сырь  и продуктов , a выходы - с регул тором средней концентрации легких в колонне, § выход которого соединен с вторым л входом сумматора.A DEVICE FOR THE MANAGEMENT OF THE RECTIFICATION PROCESS, containing a flow meter and chromatograph of raw materials, chromatographs of the first and second products, connected with. the inputs of the first product calculation unit for the material balance, the output of which is connected with the first input of the adder, the flowmeters of the first and second products, the controllers, characterized in that, in order to ensure the mode with the maximum separation capacity due to an increase in the quality of regulation, it additionally ; kit; unit to determine the average concentration of light components in the column, the inputs of which are connected to the outputs of flow sensors and chromatographs of raw materials and products, and the outputs - with the regulator average lung concentration in the column, the output of which is connected to the second l input of the adder.

Description

1 Изобретение относитс  к процессам ректификации и может быть использо , вано в химической, нефтеперерабатывающей и пищевой отрасл х народного хоз йства. Известно устройство дл  управлени  процессом ректификации, содержащее датчик расхода и хроматограф сьфь , датчик расхода первого продук та и хроматограф второго продукта, соединенные с блоком вычислени  расхода первого продукта СО. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  процессом ректификации , содержащее датчики расхода и хроматографы сьфь , первого и второго продуктов, соединенные с входами вычислительного блока, содержащего блок вычислени  расхода первого продукта , сумматор, регул торы 2J. Недостатком этого устройства  вл  етс  то, что процесс ректификации при таком управлений не достигает ма симума разделительной способности. Если процесс проводитс  при низкой или недостаточной разделительной спо собности, повышение нагрузки или зна чительное изменение состава сырь  вызывает нарушение качества продуктов . Гарантированное получение проду тов высокого качества в мен ющихс  производственных услови х требует обеспечени  максимума разделительной способности. Это объ сн етс  тем, что управление не зависит от разделительной способности колонны. И, хо т  концентрации примесей легких в остатке и т желых в дисталл те уЧиты ваютс  при формировании управл ющих воздействий, никаких действий, напра ленных на максимизацию именно разделительной способности не предпринима етс  . Цель изобретени  - обеспечение режима с максимальной разделительной способностью. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  управлени  процессом ректификации, содержащее датчик расхода и хроматограф сырь , хро матографы первого и второго продуктов , соединенные с входами блока вычислени  расхода первого продукта по материальному балансу, выход кото рого св зан с первым входом.сумматора , дачтики расходов первого и второ 81 го продуктов, регул торы, дополнительно содержит блок дл  определени  средней концентрации легких компонентов в колонне, входы которого соединены с выходами датчиков расхода и хроматографов сырь  и продуктов, а выходы - с регул тором средней концентрации легких компонентов в колонне, выход которого соединен с вторым входом сумматора. На чертеже показана принципиальна  схема устройства. Устройство содержит ректификационную колонну 1 хроматограф 2 сырь , расходомер 3 сырь , вычислительный блок 4 дл  определени  средней концентрации легких вколонне, рефлюксна  емкость 5, регул тор 6 уровн  в рефлюксной емкости, конденсаторхолодильник 7, хроматограф 8 дистилл та , расходомер 9 дистилл та, регул тор 10 расхода дистилл та, регул тор 11 средней концентрации легких в колонне, регул тор 12 расхода пара, ребойлер 13, расходомер 14 пара, регул тор 15 уровн  в ребойлере , расходомер 16 остатка, хроматограф 17 остатка, блок 18 дл  вычислени  расхода дистилл та по материальному бaлaнcy сумматор 19. Вычислительный блок 4 дл  определени  средней концентрации легких в колонне представл ет собой соединение сумматоров, интеграторов и устройство перемножени  сигналов дл  автоматической обработки формулы (п (t} X (t)x(r)-w{t) x tijat in(t)-D(qW()dt Блок 18 дл  вычислени  расхода дисилл та представл ет собой соединение умматоров и множителд но-делительного стройства дл  обработки формулы. . Выходы хроматографов 2, 8 и 17 одсоединены к входам вычислительных локов 18 и 4, выходы расходомеров , 9 и 16 подсоединены к входам выислительного блока 4, а выход расодомера 3 сырь  - еще и к входу блоа 18. Выход блока 18 соединен с вхоом сумматора 19, а выход вычислителього блока 4 - с входом регул тора сред3 .1 ней концентрации легких в колонне 1 выход которого, в свою очередь, соединен с вторым входом сумматора 19 а его М.1ХОД соединен с камерой Задание регул тора 10 расхода дистил л та. Количество вещества, поступившег в колонну от момента пуска и до текущего момента, равно П( , где П - расход питани , f.t - врем . Количество вещества, покинувшего колонну за то же врем , равно t i f D(t)oljr+ w(tlc3ir, о где D - расход дистилл та; W - расход остатка. Разность этих двух величин представл ет собой количество вещества, накопившегос  в колонне.. В то же врем  количество легких, поступивших в колонну равно t П(с-)Х (i:), а количество легких, покинувших колонну, равно tt D (t) X V) °С W (Я X V)ЗС, концентраци  легких в дистилл те; X - то же, в питание; X - то же, в остатке. Очевидно, что указанное отношени разностей представл ет собой средню по колонне концентрацию легких в не Поскольку увеличение расхода дис тилл та по сравнению с количеством, предусматриваемым материальным балансом , вызывает уменьшение концент рации легких в колонне, то, пон тно что, ввод  коррекцию в величину рас хода, предписываемую материальным балансом, можно привести концентрацию легких в колонне к любой заданн величине. После того, как средн   концентраци  достигает заданной величины 0,5, величина коррекции стан витс  равной нулю. Поскольку, отбор продукта, например, дистиллйта (а,, значит, и остатка) осуществл етс  в отсутствие коррекции по формуле j(Vl xD-x средн   концентраци  сохран етс  до тех пор, пока какое-нибудь случайное возмущение не уведет колонну от режима средней концентрацией 0,5, , после чего следует вновь осуществить коррекцию расхода. Устройство работает следующим образом. По информации о составе продуктов и расходе сырь  устройство 18 вычисл ет задание регул тору расхода дистилл та , которое и направл етс  на вход Задание соответствующего регул тора через Сумматор 19. Регул тор 12 расхода пара регулирует расход пара. Одновременно по информации о расходах сырь  и продуктов и по информации о составах сырь  и продуктов устройство 4 формирует Переменную дл  регул тора средней концентрации легких в колонне 11. На вход Задание этого регул тора вручную задаетс  величина 0,5. Выход этого регул тора корректируют сигнал, сформированный устройством 18. При достижении концентраци 1ей заданной величины коррекци  прекращаетс , а режим достигает максимальной разделительной способности. Вместо П или ПИ-регул тора средней концентрации может быть использован трехпозиционный регул тор, осуществл ющий управление по закону ХСР 0,5; D D х°-х если ХСР 0,5 и ,D n если XCD 0,5. Пример. В колонну поступает смесь изобутана и нормального бутана. В некоторьй момент времени расход сырь  составл ет 20 т/ч, а концентраци  изобутана в нем равна 0,3. В .это врем  концентраци  нормального бутана в дистилл те составл ет 0,1. Концентраци  изобутана в остатке 0,02, расход дистилл та равен 6,5 т/ч, а рас- ., ход остатка равен 13,5 т/ч. В то же врем  средн   концентраци  в колонне равна 0,5. $11 Поскольку в качестве регул тора средней концентрации использован пропорциональный регул тор (П-регул тор ) с коэффициентом усилени  200%, то сигнал на его выходе в рассматриваемый момент соответствует величине коррекции 2 т/ч. С выхода устройства вычислени  расхода дистилл та выходит сигнал, соответствующий 6,36 т/ч и на вход регул тора расхода дистилл та поступает задание 8,36 т/ч, которое и отрабатываетс . Далее концентрации продуктов начинают мен тьс , и в тот момент, когда средн   концентраци  выходит на заданное значение 0,5, а сигнал ее регул тора соответствует коррекции О т/час, концентраци  нормального бутана в дистилл те равна 0,08, а концентраци  изобута на в остатке 0,017. Выход устройства вычислени  расхода дистилл та становитс  равным 6,27 и без вс кой коррекции подаетс  на вход Задание регул тора расхода дистилл та. Раз1 делительна  способность оказываетс  более высокой. Проведение процесса ректификации при максимальной разделительной способности уменьшает количество случаев нарушений качества продуктов и позвол ет перерабатывать большие количества сырь  с меньшим риском нарушени  качества продуктов. Экономическа  эффективность складываетс  из уменьшени  потерь на брак и увеличени  производительности.Абсолютна  величина эффекта в денежном выражении зависит от конкретных производственно-экономических условий (например , от разности цен на продукты первого и более низких сортов). В случае применени  предлагаемого устройства на газофункционирующей установке производительностью по сырью 400 тыс. т в год, можно ожидать получени  экономии в 150-200 тыс.р. на каждую установку.1 The invention relates to rectification processes and can be used in the chemical, petroleum refining and food industries of the national household. A device for controlling the rectification process is known, comprising a flow sensor and a chromatograph, a flow sensor of the first product, and a chromatograph of the second product connected to a flow calculation unit of the first product CO. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a device for controlling the rectification process, containing flow sensors and chromatographs of the first and second products connected to the inputs of the computing unit containing the flow calculator of the first product, adder, controllers 2J. A disadvantage of this device is that the rectification process with such controls does not reach the maximum of separation capacity. If the process is carried out with low or insufficient separation capacity, an increase in the load or a significant change in the composition of the raw material causes a violation of the quality of the products. Guaranteed production of high quality products in varying operating conditions requires maximum separation capacity. This is due to the fact that the control does not depend on the separation capacity of the column. And, while the concentration of light impurities in the residue and the distal districts are difficult to read when forming control actions, no action is taken to maximize the separation capacity. The purpose of the invention is to provide a mode with maximum separation ability. This goal is achieved by having a device for controlling the rectification process, which contains a flow sensor and a chromatograph of the raw material, chromatographs of the first and second products connected to the inputs of the flow calculator of the first product according to the material balance, the output of which is connected to the first inlet. the flow rates of the first and second products, the regulators, additionally contain a unit for determining the average concentration of light components in the column, the inputs of which are connected to the outputs of the flow and chromatics sensors afov feedstock and products, and outputs - regulator with an average concentration of light components in the column, the output of which is connected to the second input of the adder. The drawing shows a schematic diagram of the device. The device contains a distillation column 1 chromatograph 2 of the raw material, a flow meter 3 of the raw material, a computing unit 4 for determining the average concentration of the lungs in the column, a reflux tank 5, a level 6 regulator in the reflux tank, a condenser / refrigerator 7, a distillate chromatograph 8, a regulator 10 distillate flow rate, a lung concentration controller 11 in the column, a steam flow controller 12, a reboiler 13, a steam flow meter 14, a reboiler level controller 15, a residue flow meter 16, a residue chromatograph 17, unit 18 for calculating p the distillate is derived from a material balance adder 19. Computing unit 4 for determining the average concentration of lung in a column is a compound of adders, integrators and a signal multiplying device for automatically processing the formula (n (t} X (t) x (r) -w { t) x tijat in (t) -D (qW () dt) The unit 18 for calculating the consumption of the distillate is a combination of multipliers and multipliers for the processing of the formula. . The outputs of chromatographs 2, 8 and 17 are connected to the inputs of computational locks 18 and 4, the outputs of the flow meters 9 and 16 are connected to the inputs of the computing unit 4, and the output of the flow meter 3 of the raw material is also connected to the input of block 18. The output of block 18 is connected to the input of the adder 19 and the output of the calculating unit 4 is with the input of the regulator of the environment3. 1, its concentration of the lungs in the column 1, the output of which, in turn, is connected to the second input of the adder 19 and its M.1KHOD is connected to the chamber. The amount of the substance that entered the column from the moment of start up to the current moment is equal to П (, where П is the power consumption, ft is the time. The amount of the substance that left the column during the same time is equal to tif D (t) oljr + w (tlc3ir, o where D is the distillate consumption; W is the residue consumption. The difference of these two quantities is the amount of substance accumulated in the column .. At the same time, the number of lungs entering the column is t P (s-) X (i :), and the number of lungs leaving the column is tt D (t) XV) ° C W (I XV) ES, the concentration of lungs in the distillate; X is the same in the feed; X is the same in the rest Obviously, this difference ratio represents the average concentration of the lung in the column. Since the increase in the consumption of the distillate in comparison with the amount envisaged by the material balance causes a decrease in the concentration of lung in the column, it is clear that entering a correction in the amount of flow prescribed by the material balance can bring the concentration of the lungs in the column to any given value. After the average concentration reaches a predetermined value of 0.5, the magnitude of the correction is equal to zero. Since, the selection of a product, for example, a distillate (and, therefore, a residue) is carried out in the absence of a correction according to the formula j (Vl xD-x, the average concentration is maintained until some random disturbance distracts the column from the average a concentration of 0.5, and then the flow adjustment must be carried out again. The device works as follows. According to the information on the composition of the products and the consumption of raw materials, the device 18 calculates the reference to the distillate flow controller, which is sent to the input. through the adder 19. The steam consumption controller 12 controls the steam consumption. At the same time, according to the information on the consumption of raw materials and products and on the information on the composition of raw materials and products, device 4 forms a variable for the controller of the average concentration of the lungs in the column 11. To the input Setting this regulator manually the value is set to 0.5. The output of this controller corrects the signal generated by the device 18. When the concentration reaches 1, the preset value of the correction stops and the mode reaches the maximum separation capacity. Instead of a P or PI regulator of average concentration, a three-position regulator can be used, controlling according to the law ХСР 0,5; D D x ° - x if XSR 0.5 u, D n if XCD 0.5. Example. The column receives a mixture of isobutane and normal butane. At some point in time, the raw material consumption is 20 t / h, and the concentration of isobutane in it is 0.3. At this time, the concentration of normal butane in the distillate is 0.1. The concentration of isobutane in the residue is 0.02, the distillate consumption is equal to 6.5 t / h, and the dissolution, the course of the residue is equal to 13.5 t / h. At the same time, the average concentration in the column is 0.5. $ 11 Since a proportional regulator (P-regulator) with a gain of 200% was used as an average concentration controller, the signal at its output at the considered moment corresponds to a correction value of 2 t / h. A signal corresponding to 6.36 t / h is output from the output of the device for calculating the flow rate of the distillate and a task of 8.36 t / h arrives at the input of the flow rate controller, which is worked out. Further, the product concentrations begin to vary, and at the moment when the average concentration reaches a predetermined value of 0.5, and its regulator signal corresponds to the correction Ot / hr, the concentration of normal butane in distillate is 0.08, and the concentration of isobut is in the balance of 0.017. The output of the device for calculating the flow rate of the distillate becomes equal to 6.27 and, without any correction, is fed to the input of the setting of the distillate flow control. The divisional power is higher. Carrying out the rectification process with maximum separation capacity reduces the number of cases of product quality violations and allows to process large quantities of raw materials with less risk of product quality problems. Economic efficiency consists of reducing waste losses and increasing productivity. The absolute value of the effect in monetary terms depends on the specific production and economic conditions (for example, on the difference in prices for products of the first and lower grades). In the case of using the proposed device on a gas-generating unit with a feed capacity of 400 thousand tons per year, one can expect savings of 150-200 thousand rubles. for each installation.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ, содержащее расходомер и хроматограф сырья, хроматографы первого и второго продуктов, соединенные с входами блока вычисле- ния расхода первого продукта по материальному балансу, выход которого связан с первым входом сумматора, расходомеры первого и второго продуктов, регуляторы, отличающееся тем, что, с целью обеспечения режима с максимальной разделительной способностью за счет повышения качества регулирования, оно дополнительно содержит блок для определения средней концентрации легких компонентов в колонне, входы которого соединены с выходами датчиков расхода и хроматографов сырья и продуктов, а выходы - с регулятором средней концентрации легких в колонне, выход которого соединен с вторым входом сумматора.DEVICE FOR CONTROL OF RECTIFICATION PROCESS, containing a flow meter and a chromatograph of raw materials, chromatographs of the first and second products connected to the inputs of the unit for calculating the flow of the first product according to the material balance, the output of which is connected to the first input of the adder, flow meters of the first and second products, regulators, characterized in that, in order to ensure a regime with maximum separation ability by improving the quality of regulation, it additionally contains a unit for determining the average concentration of easily x components in the column having inputs connected to the outputs of the flow sensors and chromatographs raw materials and products, and outputs - with average lung regulator concentration in the column, the output of which is connected to the second input of the adder. SU „,.1107881SU „, .1107881
SU813319098A 1981-09-24 1981-09-24 Apparatus for monitoring the process of rectification SU1107881A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813319098A SU1107881A1 (en) 1981-09-24 1981-09-24 Apparatus for monitoring the process of rectification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813319098A SU1107881A1 (en) 1981-09-24 1981-09-24 Apparatus for monitoring the process of rectification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1107881A1 true SU1107881A1 (en) 1984-08-15

Family

ID=20969769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813319098A SU1107881A1 (en) 1981-09-24 1981-09-24 Apparatus for monitoring the process of rectification

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1107881A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент US № 3394053, кл. 202-160, 1968. 2. Авторское свидетельство СССР № 526366, кл. В 01 D 3/42, 19,74. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1107881A1 (en) Apparatus for monitoring the process of rectification
US3322650A (en) Control of ratio of rate of heat flow to rate of feed in distillation responsive to bottoms analysis
US3668078A (en) Fractional distillation bypass control process
SU1111783A1 (en) Apparatus for automatic regulation of the process of extractive rectification
SU725684A1 (en) Apparatus for automatic control of fractionating process
SU753442A1 (en) Apparatus for automatic control of extractive rectification process
SU939029A1 (en) Apparatus for ac control of rectification process
SU412902A1 (en)
SU973141A1 (en) Device for automatic regulation of extractive rectification process
SU509279A1 (en) Method for automatic control of sequentially operating rectification and distillation columns
SU798114A1 (en) Methof of control of solvent purification process from impurities
SU625734A1 (en) Apparatus for automatic control of extraction process
SU683763A1 (en) Apparatus for automatic regulation of the process of extractive fractionating
SU896341A1 (en) Rectification process automatic control method
JPS6247407B2 (en)
SU1118619A2 (en) Device for automatic control of waste water neutralization process
SU1278350A1 (en) Device for automatic control of load distribution between n-parallel connected apparatus of soda ash production departments
SU546359A1 (en) The method of automatic control of the distillation column
SU829126A1 (en) Apparatus for automatic control of extraction rectification process
SU1275389A1 (en) Device for controlling level in gas separating column
SU858862A1 (en) Extraction process automatic control method
RU2063262C1 (en) Method and device for control of rectification in air separating plant
SU810728A1 (en) Method of control of purification process
SU806052A1 (en) Apparatus for automatic control of rectification column
SU558042A1 (en) Method for automatic control of heat supply to columns of a screening apparatus