SU408153A1 - Способ автоматического регулирования процесса ректификации - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к способам автоматического регулнровапи  химических процессов , в частности процесса ректификации смеси бензольных углеводородов, и может быть использовано в химической и коксохими ческой промышленности.

Известен способ автоматического регулировани  процесса ректификации, заключающийс  в регулировании подачи пара в колонну дл  получени  продукта определеииой чистоты при минимальном расходе тепловой энергии. Этот способ состоит в определении измене .ий скорости питающего колоппу потока , выработке сигналов, чувствительных к измеиению скорости потока; анализе исходного сырь  дл  определени  концентрации комнопентов в нем, выработке сигналов, отражающих концентрацию высококин щих компонентов в дистилл те и легкокип щего компонента в остатке. При этом анализатор высококнп щего (т желого) компонента в дистилл те корректирует регул тор расхода остатка из колонны п выдает импульс в счетчик реальной энтальпии. Счетчик энтальпии нитаии  иснользует в качестве корректирующего импульса сигпалы анализатора питани  КОЛ01П1Ы. Как счетчик реальной энтальппн , так и счетчик энтальпии питани  определ ют теплосодержание потоков, реша  управление , учитывающее температуру, теплоемкость и состав потоков. Сигнал, отражающий оптимальиую эитальиию питани , сравиивают с сигналом, определ ющим реальпую энтальпню нитанн  и в результате обрабатываетс  импульс, корректирующий подачу пара в подогреватель. режим колопны регулируетс  по уровню остатка в колонне, телгиературе на ко 1трольной тарелке, а также по содержанию легкокип щего компопе1гга после колоииы или состава иоступающего сырь  п колонну.

Однако способы автоматнческого per ;inровани  процесса ректификации ие полностью учитывают динамику процесса разделени , не обеснечивают должиой чистоты разделени  смеси и требуют зиачительного количества тепловой энергии.

Дл  создани  теплового режима колонны, обеспечивающего требуемую чистоту разделени  смеси и экономию тепловой энергии импульс, характеризующий чистоту процесса ректификации, формируетс  в блоке соотиошени  качественного контура регулнровани  и в зависимости от его величииы корректирует количество пара или рефлюкса, подаваемых в колопну. Блок соотношени  или функциональный блок оперирует только имнульсами , характеризующими величину содержани  легкокип щего компонента в исчерпывающей части колонны (хО и после

псе (Х2) и решаетс  уравнением - i 1, отXl

ражающим скорость процесса перехода легкокпп щего компонента в исходном сырье с нсчернывающей части ко.юнпы в укрепл юЩЗЮ ее часть.

Схе.ма иллюстрирует предлагаемый способ .

Дл  обеспечени  требуе.мой чистоты разделени  смеси, состо щей из легкокип щего и высококип щего компонентов, стабилизированное количество исходного сырь  поступает в середину ректификационной колонны /, нагреваетс  парами нродуктов, ноступающих из иижней части колонны, где тепло к ним подводитс  паровыми подогревател ми 2. При этом верхн   (укрепл юща ) часть колонны У получает нродукт, свободный от примесей высококип щих компонентов , а пижн   часть колонны (исчернывающа ) выдел ет остатки легкокнн щего компонента из Еысококнн щих фракций.

Стенень разделени  ио чистоте исходной смеси в ректификационной колонне отрабатываетс  в предварительно1М контуре «сырьерефлюкс , основном контуре качественной стабилизации и измен ет количество рефлюкса , подаваемого в колонну.

Предварительиый контур «сырье-рефлюкс состоит из дифмаиометров-расходомеров 5, 4, 5 и 6, которые соответственно измер ют количество сырь  и рефлюкса, иоступающих в колоину блока соотнощени  7, термонары 8 и иотенцнометра 9. Основной контур качественной стабилизации работы колониы имеет ко.мплект хроматографа, включающего датчик /(, электронный потенциометр /У, пневматическую приставку или дещифратор /2, иидикатор состава 13, вторичный прибор /#, регулирующий и функциональный блоки соотнощени  J5 и 16.

Тепловой режим в колонне стабилизируетс  нодачей нара в нодогреватели 2 в зависимости от количества сырь  и темнературы вннзу колонны. Пневматический импульс, хара теризующий расход сырь  от дифманометра-расходомера 3, поступает в регулирующий блок соотпошсни  17, а от электронневмоиреобразовател  18 поступает пмпульс в зависимости от темиературы внизу колопны , измер емой термопарой 19.

Дл  получеии  продуктов определеииого состава и физико-химических свойств, и учитыва , что из колонны ие может быть выведеио больще компонента, чем его поступает 15 колонну, функциональный блок соотнощени  16 качественного контура стабилизации настраивают на определенную чистоту разделени  поступающей в колонну смеси по компоиентам в зависимости от соотношени  содержаии  легкокии щего компонента после колоииы и в исчерпывающей части ее. Отработанный такнм образом в блоке соотношени  16 пмпульс качественного контура регулировани  нснользуетс  не только дл  регулировани  количества рефлюкса, подаваемого в колоину, но и виекоторых режимах дл  корректироваин  расхода пара, подаваемого в подогреватель колонны.

При стабильном тепловом режиме процесса и посто нном содержании требуемого количества легкокип щего комнонеита в исходиом сырье, поступающего в исчерпывающую часть колоииы, а соответствеиио на выходе

после иее регулирующий импульс, сформированный в блоке соотношени  16 качественного контура регулировани , будет равен «1, т. е. весь легкокин щий комиоиент в исходно .м сырье с исчерпывающей части колонны

с учетом к. п. д. процесса перешел в укрепл ющую часть колонны. При этом рефлюксв колонну ие подаетс , а регулирующее воздействие на мембранной иневматический кланаи 20 нодачн рефлюкса в колонну отрабатываетс  только контуро.м «сырье-рефлюкс.

Количество нара, подаваемого в колопну в этом режиме работы, регулируетс  только в зависимости от количества исходного сырь  и температуры внизу колонны. Регулирующий блок соотнощенн  17 по количеству сырь , подаваемого в колонну / и температуре внизу колонны, измен емой термопарой 19, управл ет пневматическим мембранным клананом 21 подачи пара в подогреватели 2.

При измепеиии количества легкокии щего комионента в исходном сырье в нределах допустимой ироизводительности колониы и стабильном тепловом режиме колоины регулирующий импульс, сформированный в фуикциональном блоке соотношени  16 качественного контура регулировани  с учетом задаии  по качеству компонентов, станет меньше «1 и дл  получеии  нродуктов иосто нного

состава и физико-химических свойств в колоииу иодаетс  рефлюкс. Регулирующее воздействие на мембранный пневматический клапан 20, подающнй рефлюкс в колонну, отрабатываетс  в зависимости от соотношени 

содержани  легкокип щего компонента в нсчернывающей части колонны и после пее.

Количество пара, подаваемого в колоииу в этом режиме работы, также регулируетс  с учетом соотиошени  содержани  легкокии щего компоиента в исчерпывающей части колоииы и после пее. Дл  этого регулирующий нмпзльс из блока соотношени  16 качественного контура регулировани  корректирует блок соотношени  17 нодачи нара в колоииу . Величина и наиравление указанного корректирующего импульса во всех режимах работы определ етс  количеством рефлюкса, подаваемого в колонну или количеством легкокин щего комионента в исходном сырье с

учетом дииамики процесса разделепи .

При увеличении количества легкокии щего компоиента в нсходном сырье и сохранении установленного ранее режима подачи рефлюкса п пара п колонну, с целью нормализании процесса, импульс качествеиного

контура регулировани , сформированный и блоке соотношени  16, увеличит иодачу пара и уменьшит количество рефлюкса в колонну. При уменьшении количества легкокни ш,его комнонента в исходном сырье до оиределениых граничных условий режима нодачи рефлюкса в колонну, имнульс качественного контура регулировани  возможно скорректирует расход пара, подаваемого в колоину, в сторону уменьшени .

При стабильном количестве требуемого исходиого состава сырь  в переходный период нарушени  теплового режима работы колоииы , вызванного уменьшением параметров пара (Р, Т); подаваемого в колонну, не весь легкокип ш,ий комнонент перейдет с исчернываюш ,ей частн колонны в укрепл ющую. Дл  обеспечени  требуемой чистоты отбираемых фракиий в этом режиме работы колои 1ы импульс качественного контура регулиро ванн  одновременно увеличит иодачу рефлюкса н скорректирует количество пара, необходимое дл  обеспечени  требуемой чистоты отбираемых фракций. Импульс качествеикого контура регулировапи  воздействует на регул тор расхода пара до тех пор, иока соотношение содержаии  легкокии щего компонента в исчернываюш,ей частн колоины и после нее не станет равным «1, после чего весь легкокин ш,ий комнопеит, иостуиаюший иа питаюш,ую тарелку исчериываюшей части

колонны, псрсходнт в укреил юи1;ую часть и тснлосой режим колонны стабилизир етс  за счет восстановлени  требуемых нараметров нара или подачи увеличенного его количества

при поннжеииых параметрах.

Во всех режимах работы колопны, использу  импульс качественного контура регулнровани , можно получать чнстые готовые продукты требуемого состава н физикохимических свойств за счет измеиепи  количества пара и рефлюкса, подаваемых в колоину . При этом поддерживаютс  оптимальпые расходы рефлюкса, подаваемого в колонну , и мииимальные расходы нара на пропесс разделени .

Пред м е т изобретен и  

Снособ автоматического регулировани  проиесса ректификации, иаиример смеси беизольиых углеводородов, путем изменени  количества пара, подаваемого в иодогревателн , в зависимости от количества сырь , температуры ииза колонны, отлича О1Ц1Шс тсм, что, с целью создани  теплового режима колопны , обеспечивающего требуемую чистоту разделени  смеси иэкоиомию тенлоБОЙ энергии , количество иара, иодаваемого в подогреватели колониы, корректируют по отношеиию содержаии  легкокип щего компонента в исчерпывающей части колонны и после нее.