SU703113A1

SU703113A1 - Device for automatic control of periodic rectification process

Info

Publication number: SU703113A1
Application number: SU782564200A
Authority: SU
Inventors: Юрий Дмитриевич Амоль; Николай Романович Бобровников; Анатолий Григорьевич Свинухов; Макс Рафаилович Тучинский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8296
Priority date: 1978-01-03
Filing date: 1978-01-03
Publication date: 1979-12-15

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ(54) DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF RECTIFICATION PROCESS

Изобретение относитс к устройствам дл автоматического управлени процессом ректификации и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности , например в производстве олефинов.The invention relates to devices for the automatic control of the rectification process and can be used in the chemical and petrochemical industry, for example in the production of olefins.

Известно устройство дл автоматического управлени процессом ректификации, содержащее анализатор состава целевого продукта , блок вычислени расхода внутреннего орошени , регул тор расхода внешнего орошени и оптимизатор, входы которого соединены с выходами блока в,ычисленич внутреннего орошени , регул тора расхода пара в подогреватель и анализатора состава целевого продукта, а выходы соединены со входами регул торов расхода внешнего орошени и пара в подог; еаатель 1.A device for automatic control of the rectification process is known, comprising a composition analyzer of the target product, an internal irrigation flow calculation unit, an external irrigation flow regulator and an optimizer, the inputs of which are connected to the outputs of the internal irrigation unit, the vapor flow regulator of the heater and the composition analyzer of the target the product, and the outlets are connected to the inputs of flow controllers for external irrigation and steam for heating; eaatel 1.

Известное устройство стабилизирует состав целевого продукта на заданном значении воздействием на расходы внешнего орошени и пара в подогреватель.The known device stabilizes the composition of the target product at a predetermined value by influencing the costs of external irrigation and steam into the heater.

Недостатком известного устройства вл етс неудовлетворительное качество регулировани состава целевого продукта при переменных давлении, скорости и составе питани , а тakжё отсутствии контрол иA disadvantage of the known device is the unsatisfactory quality of regulation of the composition of the target product at varying pressures, speeds and composition of the feed, as well as lack of control and

регулировани потерь целевого продукта с побочным.controlling the loss of the target product with a side.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл автоматического регулировани ректификационной колонной, содержащее датчики расхода и состава сырь , состава дистилл та , расхода орошени , теплоносител и состава кубового продукта, св занные через компенсаторы со входом сумматора, другой вход которого соединен через регул тор с датчиком состава кубового продукта, динамические фильтры и вычислительное устройство , входы которого подключены к датчику состава кубового продукта и к выходу динамических фильтров, а выход соединен с компенсаторами 2.The closest in technical essence to the invention is a device for automatic control of a distillation column containing flow sensors and the composition of the feedstock, the composition of the distillate, the flow rate of the reflux, the heat carrier and the composition of the bottom product connected through compensators to the input of the adder, the other input being connected to a torus with a sensor for the composition of the bottom product, dynamic filters and a computing device, the inputs of which are connected to the sensor for the composition of the bottom product and to the output of the dynamic f iltrov, and the output is connected to the compensators 2.

5five

Известное устройство реализует самонастраивающуюс комбинированную систему стабилизации состава целевого продукта (кубового).The known device implements a self-adjusting combined stabilization system for the composition of the target product (vat).

Однако известное устройство не контро0 лирует и не регулирует потерь целевого продукта с побочным. Это приводит к снижению качества управлени процессом ректификации . Целью изобретени вл етс повышение качества управлени процессом ректификации .. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дополнительно снабжено датчиком давлени , блоком идентификации, блоком управлени расходом орошени , блоком расчета концентрации, оптимизатором и команднь1м блоком, один вход которого через оптимизатор, блок расчета концентрации и блок идентификации, а другой вход - через блок управлени расходом орошени и блок идентификации подключены к блоку динамических фильтров и к датчикам расхода сырь , состава сырь и давлени , а выходы соединены через блок управлени расходом орошени с функциональным блоком расчета концентрации, через сумматор с регул тором расхода теплоносител и с регул тором расхода орошени . Известно, что основ.ные статические характеристики процесса ректификации могут быть представлены зависимост ми ключевых концентраций в целевом продукте (примесь побочного продукта Х-) и в дистилл те (уровень потерь целевого продукта XD) от основных возмущающих (расход сырь F, состав сырь XF , давлени в колонне Р и управл ющих (расход флегмы L, расход теплоносите.ш G) воздействий, т. е. Xv,, X(F,Xp,P, L,G);XD Xi,(F,Xp,P,L,G Процесс ректификации будет проходить оптимальна если XD - rnin Отсыскание статических характеристик процесса осуществл ют блоком идентификации . В блоке управлени расходом орошени определ ют расход орошени , обеспечивающий стабилизацию состава кубового продукта . Блоком расчета концентрации рассчиты,вают возможную концентрацию потерь целевого продукта с дисти.тл том. В блоке оптимизации анализируют уровень потерь целевого продукта с предыдущим уровнем и при минимальном его значении через командный блок реализуют найденные оптимальные значени L и G. На чертеже изображена схема устройства . Устройство дл автоматического управлени процессом ректификации в колонне 1 включает в себ датчики 2 расхода сырь , 3 состава сырь , 4 давлени , 5 состава дистилл та, датчик 6 расхода орошени , св занный через регул тор 7 с клапаном 8, датчик 9 состава кубового продукта, св занный через регул тор 10 и сумматор И с регул тором 12 и клапаном 13 подачи теплоносител , информаци о расходе которого замер етс датчиком 14. Выходы всех датчиков подключены к блоку динамических фильтров 15, который через блок .16 идеитификации 18 св зан с блоком 17 управлени расходом орошени и блоком 18 расчета концентраций, другие входы которых соединены с датчиками 2 расхода сырь , . 3 состава сырь и 4 давлени , а выходы с оптимизатором 19 и командным блоко.м 20. Выходы командного блока 20 св заны через блок 17 управлени расходом орошени с блоком 18 расчета концентрации, через сумматор 11 с регул тором 12 расхода теплоносител и с регул тором 7 расхода орошени . Работает устройство следующим образом. Блок 16 идентификации, использу динамически сглаженную информацию в блоке 15, поступающую с датчиков 2 расхода сырь , 3 состава сырь ,4 давлени , 5 состава дистилл та, 6 расхода орошени , 14 расхода теплоносител и 9 состава кубового продукта 9, формирует коэффициенты статических характеристик ,X,P,P,L,Q);XO. XB(F,XP,P,L,G). Блок 17 управлени расходом орошени по текущей информации с датчиков 2 расхода сырь , 3 состава сырь , 4 давлени , заданной информации по составу кубового продукта Xi|y, первоначально выбранному расходу теплоносител и на основе статической характеристики Х,;, X(F, Хр, L, G, Р) определ ет расход флегмы, обеспечивающий стабилизацию состава кубового продукта. Блок 18 расчета концентрации также по текущей информации возмущающих воздействий , по информации об управл ющих воздействи х , получаемой от блока 17, и на основе статической зависимости Xj, Xj)(F, , L, G, Р) рассчитывает возможные потери целевого продукта с дистилл том Хр. Оптимизатор 19 анализирует уровень потерь целевого продукта и через командный блок 20 корректирует значени управл ющих воздействий L и G до достижени мйни.мально возможного уровн потерь. По достижении минимального уровн потерь командный блок 20 вырабатывает корректирующие сигналы , поступающие на задание регул тору 7 расхода орощени и на вход сумм-атора 11. Сюда же поступает сигнал от регул тора 10 обратной св зи, служащий дл устранени вли ни неконтролируемых возмущений . Выходной сигнал сумматора 11 измен ет задание регул тору 12 расхода теплоносител . Регул торы 7 расхода орошени и 12 теплоносител , отрабатыва задающие воздействи , устанавливают на клапанах 8 и 13 новые значени управл ющих воздействий , обеспечивающих оптимальный (в статике ) процесс ректификации. Положительный эффект достигаетс за счет лучшей стабилизации концентрации метана Б кубовом продукте и более точного выбора режима работы колонны, обеспечивающего минимальные потери этилена.However, the known device does not control and does not regulate the loss of the target product with a side. This leads to a decrease in the quality of control of the rectification process. The aim of the invention is to improve the quality of control of the rectification process. The goal is achieved in that the device is additionally equipped with a pressure sensor, an identification unit, an irrigation flow control unit, a concentration calculation unit, an optimizer and a command unit, one input of which is through the optimizer, a concentration calculation unit and the identification unit, and the other input through the irrigation flow control unit and the identification unit are connected to the dynamic filter unit and to the raw material consumption sensors, the composition feed and pressure, and the outputs are connected via a flow control unit with the function block wetting calculate concentration through the adder with a heat medium flow regulator and flow regulator reflux. It is known that the basic static characteristics of the rectification process can be represented by the dependences of key concentrations in the target product (admixture of byproduct X-) and in the distillate (loss level of the target product XD) on the main disturbing (raw material consumption F, raw material composition XF, pressure in the column P and control (reflux consumption L, heat flow rate G) of impacts, i.e. Xv ,, X (F, Xp, P, L, G); XD Xi, (F, Xp, P, L, G The rectification process will be optimal if XD - rnin. The search for the static characteristics of the process is carried out by the identification block. In the irrigation flow control unit, the irrigation flow rate is determined to stabilize the composition of the bottoms product. The concentration calculation unit calculates the possible concentration of losses of the target product with distillate. In the optimization unit, the level of losses of the target product is analyzed with the previous level and with the minimum value, the optimal values of L and G are realized through the command block. The drawing shows a device diagram. The device for automatic control of the rectification process in column 1 includes raw material consumption sensors 2, 3 raw material compositions, 4 pressures, 5 distillate components, a reflux flow sensor 6 connected via regulator 7 to valve 8, bottom product composition sensor 9, connected through regulator 10 and adder I to regulator 12 and coolant supply valve 13, the flow rate information of which is measured by sensor 14. The outputs of all sensors are connected to the dynamic filter unit 15, which is connected to unit 17 via block 16. management The irrigation flow rate and the concentration calculation unit 18, the other inputs of which are connected to the raw material consumption sensors 2,. 3 raw materials and 4 pressures, and outputs with optimizer 19 and command block m 20. The outputs of the command block 20 are connected through the irrigation flow control unit 17 to the concentration calculation unit 18, through the adder 11 to the coolant flow controller 12 and to the regulator 7 irrigation flow. The device works as follows. The identification block 16, using dynamically smoothed information in block 15, coming from sensors 2 of raw material consumption, 3 raw material compositions, 4 pressures, 5 distillate compositions, 6 irrigation flow rates, 14 coolant flow rates, and 9 components of the bottom product 9, form coefficients of static characteristics, X, P, P, L, Q); XO. XB (F, XP, P, L, G). The unit 17 controls the flow of irrigation according to current information from sensors 2 of raw material consumption, 3 composition of raw materials, 4 pressures, given information on the composition of the bottom product Xi | y, the initially selected flow rate of the heat carrier and based on the static characteristic X,;, X (F, Xp, L, G, P) determines the reflux rate for stabilizing the composition of the bottom product. The concentration calculation unit 18 also, using the current information of disturbing influences, according to the information about the control actions received from block 17, and based on the static dependence Xj, Xj) (F, L, G, P) calculates possible losses of the target product from distillates Tom Chr. The optimizer 19 analyzes the loss level of the target product and, through the command block 20, corrects the values of the control actions L and G to reach the minimum possible loss level. Upon reaching the minimum loss level, the command unit 20 generates correction signals arriving at the task of the irrigation flow controller 7 and at the input of the sum-atator 11. Signal from the feedback controller 10, which serves to eliminate the effect of uncontrolled disturbances, comes here. The output signal of the adder 11 changes the setting of the controller 12 to the flow rate of the coolant. Regulators 7 of the irrigation flow rate and 12 coolant, working out the set influences, install on valves 8 and 13 new values of the control actions providing the optimal (statically) rectification process. The positive effect is achieved due to better stabilization of methane B concentration by the bottom product and more accurate selection of the operating mode of the column, which ensures minimal ethylene loss.