SU735881A1 - Method of regulating gas-mixture separation process in fractionating column - Google Patents
Method of regulating gas-mixture separation process in fractionating column Download PDFInfo
- Publication number
- SU735881A1 SU735881A1 SU772549477A SU2549477A SU735881A1 SU 735881 A1 SU735881 A1 SU 735881A1 SU 772549477 A SU772549477 A SU 772549477A SU 2549477 A SU2549477 A SU 2549477A SU 735881 A1 SU735881 A1 SU 735881A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- flow
- expander
- level
- gas
- flow rate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
Изобретение относится к способу автоматического регултфования ректификационных колонн установок разделения газовых смесей методом глубокого охлаждения и может быть применено в химической и металлургической промышленности.The invention relates to a method for automatically adjusting distillation columns of gas mixture separation plants by deep cooling and can be used in the chemical and metallurgical industries.
Известен способ регулирования процесса разделения газовых смесей в ректификационной колонне путем изменения потоков газовой смеси в зависимости от расхода газовой смеси на входе в аппараты и давления перед компрессором и уровня продукта в нижней части ректификационной колонны.A known method of regulating the process of separation of gas mixtures in a distillation column by changing the flow of the gas mixture depending on the flow of the gas mixture at the inlet of the apparatus and the pressure in front of the compressor and the level of the product in the lower part of the distillation column.
Известен способ регулирования Пронес-,$ са разделения газовых смесей в верхней ректификационной колонне воздухоразделительной установки путем дросселирования газа перед трубодетандером в зависимости от уровня продукта в колонне. О1нако д, такой способ не является экономически огдэавданным, так как приводит к недоиспользованию располагаемого изоэнтропййного теплоперепада, определяемого давле2 нием в нижней и верхней колоннах и потерями в коммуникациях.There is a known method for controlling Prones, gas separation of gas mixtures in the upper distillation column of an air separation unit by throttling the gas in front of the pipe expander depending on the level of the product in the column. However, such a method is not economically feasible, since it leads to underutilization of the available isoentropic heat transfer, determined by pressure in the lower and upper columns and losses in communications.
Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ регулирования процесса разделения газовых смесей в ректификационной колонне путем изменения холодопроизводительности детандера при отклонении уровня в верхней ректификационной колонне от заданного значения.Closest to the proposed invention is a method of regulating the process of separation of gas mixtures in a distillation column by changing the cooling capacity of the expander when the level in the upper distillation column deviates from the set value.
Однако управление по отклонению уровня в верхней колонне приводит к низкому качеству регулирования при изменении деоиэводительности установки, так как регулятор не получает опережающих импульсов, связанных с изменением расхода воздуха в блок, а срабатывает только гфи отклонении уровня в верхней ректифи^ канионной колонне от заданного значения.However, control over the deviation of the level in the upper column leads to poor control quality when the unit’s de-energy is changed, since the regulator does not receive leading pulses associated with a change in air flow into the unit, and only the deviation in the upper rectification column from the set value is triggered.
Цепь изобретения - повышение качества регулирования, уменьшение времени запаздывания объекта регулирования, сокращение длительности переходного процесса при изменении производительности установки.The chain of the invention is improving the quality of regulation, reducing the delay time of the regulatory object, reducing the duration of the transition process when changing the performance of the installation.
II
Это достигается тем, что изменение холодопроизводительности детандера осуществляют в зависимости от расхода газовой смеси с коррекцией по уровню в верхней части ректификационной колонны. 5 Известно, что увеличение расхода газа, поступающего в блок разделения, требует увеличения расхода детандерного потока. Поэтому поддержание определенного соотношения расхода газа, поступающего в 10 лок, и расхода детандерного потока позволит управлять уровнем в верхней ректификационной колонне по возмущению, связанному с изменением производительности установки, не дожидаясь отклоне- 15 ния уровня. Но так как трудно точно определить закон изменения детандерного потока в зависимости от изменения расхода газа в блок и для различных установок он получается не одинаковым, возни- 2θ кает необходимость корректировать величину расхода детандерного потока по уровню в верхней ректификационной колонне.This is achieved by the fact that the change in the cooling capacity of the expander is carried out depending on the flow rate of the gas mixture with a level correction in the upper part of the distillation column. 5 It is known that increasing the flow rate of gas entering the separation unit requires increasing the flow rate of the expander stream. Therefore, maintaining a certain ratio of gas flow supplied to the lock 10 and allow flow of expander flow control the level of the top of the distillation column disturbances associated with the change of installation performance, without waiting for the level-15 deviation. But because it is difficult to accurately determine the law of variation of expander flow in response to changes in gas flow and flow for various settings, it is obtained not the same, vozni- repents θ 2 need adjust the magnitude of expander flow rate in the upper level of the distillation column.
На чертеже дана схема установки, 25 осуществляющей предлагаемый способ регулирования процесса разделения газовых смесей.The drawing shows a diagram of an installation 25 implementing the proposed method for regulating the process of separation of gas mixtures.
Она состоит из блока 1 регенераторов , ректификационной колонны 2, верх- 30 ней колонны 3, датчика 4 расхода, программного задатчика 5, сумматора 6, регулятора 7, детандера 8, механизма 9 изм енения холодопр оизводитёпьности, датчика 10 расхода, датчика 11 уровня, 35 регулятора 12, задатчика 13 моторного задатчика' 14.It consists of a block 1 of regenerators, a distillation column 2, an upper 30 column 3, a flow sensor 4, a program setter 5, an adder 6, a regulator 7, an expander 8, a mechanism 9 for changing the cold performance, a flow sensor 10, a level 11 sensor, 35 of the regulator 12, the knob 13 of the motor knob '14.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Газ, поступающий в установку разде- 40 пения, проходит блок 1 регенератора и подается в нижнюю ректификационную колонну 2. При установившемся состоянии уровень в верхней колонне 3 находится в среднем положении. При изменении про- 45 изводительности установки сигнал И4 с датчика 4 расхода поступает на прог- . раммный задатчик 5, реализующий зависимость между расходом газа Gr, поступающим в .установку, и расходом де- 50 тендерного потока Известно, что ' величина детандерного потока, необходимая для компенсации хоподопотерь воздухоразделительной установки большой'производительности, может быть найдена из 55 выражения =0,125+---(190000-Gr) Ъг 280000 (1) гдеС.,т - величина детандерного потокаThe gas entering the separation unit 40 passes through the regenerator unit 1 and is supplied to the lower distillation column 2. In the steady state, the level in the upper column 3 is in the middle position. When the installation productivity changes, the I4 signal from the flow sensor 4 is fed to prog. frame adjuster 5, which realizes the relationship between the gas flow rate G r entering the unit and the flow rate of the de-flow stream. It is known that the value of the expander stream necessary to compensate for the loss of the high-capacity air separation unit can be found from 55 expressions = 0.125 + --- (190000-G r ) br 280,000 (1) where C., T - magnitude of the expander flow
Дс.| ч. ’ нм д/ч;Ds. | h. 'nm d / h;
G - расход газа, поступающего в установку, нм3/ч.·G is the flow rate of gas entering the installation, nm 3 / h.
Выражение (1) справедливо при изменении расхода газа GfB пределах от 12000 до 190000 нм5/ч. Следовательно, расход детандерного потока при новой производительности установки можно определить какExpression (1) is valid when the GfB gas flow rate varies from 12,000 to 190,000 nm 5 / h. Consequently, the expander flow rate at a new installation capacity can be defined as
6Δρ.·Γ“0>1254Γ+--L--- (190000-Gij)6 Δ ρ. · Γ “ 0> 1254 Γ + - L --- (190000-Gij)
2800000 (2)2,800,000 (2)
Программный задатчик 5 реализует зависимость (2) между расходом газа G г поступающим в установку, и расходом детандерного потока бдет· Выходной сигнал программного задатчика 5, пропорциональный величине Сдет> найденной из выражения (2), поступает на вход сумматора 6. Выходной сигнал сумматора 6 является переменным' заданием регулятора 7 изменения холодопроизводительности детандера 8 и равен и2М + из (з)The program master 5 realizes the dependence (2) between the gas flow rate G g entering the installation and the flow rate of the expander stream. The output signal of the program master 5 proportional to the value Сд> found from expression (2) is input to the adder 6. The output signal of the adder 6 is a variable 'task of the regulator 7 changes the cooling capacity of the expander 8 and is equal to 2 M + and s (s)
При неизменном сигнале (Hj=cons-tl моторного задатчика 14 изменение выходного сигнала И^ программного задатчика 5 (связанное с изменением производительности установки) вызывает изменение задания регулятора 7. Сигнал с сумматора 6, подаваемый на регулятор 7, вызывает изменение регулирующего воздействия на механизм. 9 изменения холодопроизводительности, в частности поворачивает лопатки направляющего аппарата детанд&т· ра 8 на такую величину, чтобы выходной сигнал Πρε сумматора 6 (являющийся заданием регулятора 7) сравнялся с сигналом Ид датчика 10 расхода.With a constant signal (Hj = cons-tl of the engine master 14, a change in the output signal I ^ of the program master 5 (associated with a change in the installation capacity) causes a change in the controller 7. The signal from the adder 6 supplied to the controller 7 causes a change in the regulatory effect on the mechanism. 9 changes in cooling capacity, in particular, rotates the blades of the guiding apparatus of expander 8 by such a value that the output signal Πρε of the adder 6 (which is the task of controller 7) is equal to the signal Id of the sensor 10 expense.
Следовательно, при изменении производительности установки регулятор 7 установил новое значение расхода детандерного потока в соответствии с выражением (2). Если закон изменения детандерного потока в зависимости от изменения расхода газа в блок разделения установлен правильно, то уровень в верхней колонне не изменится. Действительно, зависимость величины уровня в верхней колонке от расхода детандерного потока приблизительно может быть описана следующими зависимостями: при расходе газа в блок разделения р авном 170000 нм 3/чTherefore, when changing the performance of the installation, the controller 7 set a new value for the flow rate of the expander stream in accordance with expression (2). If the law of variation of the expander flow depending on the change in gas flow rate to the separation unit is set correctly, then the level in the upper column will not change. Indeed, the dependence of the level in the upper column on the flow rate of the expander stream can be approximately described by the following relationships: when the gas flow rate to the separation unit is equal to 170,000 nm 3 / h
Н=ф400 + -~ (G20000) (4) при расходе газа в блок разделения равном 180000 нм^/чН = ф400 + - ~ (G20000) (4) at a gas flow rate in the separation unit equal to 180,000 nm ^ / h
Η=1350+γ=· (Gдет 20000 ) (5)Η = 1350 + γ = · (Gdet. 20,000) (5)
I ' где W - уровень в верхней копонне кгс /м 2 I 'where W is the level in the upper pile kgf / m 2
Расхоя Детандерного потока, нм^/ч.P askhoy Expander flow, nm ^ / h.
Зависимости (4) и (5) получены при изменении детандерного потока в пределах от 20000 до 26000 нм ^/ч.Dependencies (4) and (5) were obtained when the expander flow changed in the range from 20,000 to 26,000 nm ^ / h.
Согласно выражению (2) при расходе воздуха в блок, равном 170000 нм^/ч, требуется 22460 нм^/ч детандерного потока, а при расходе воздуха в блок, равном 180000 нм Vh, требуется 23140hm3/4 детандерного потока. Из выражений (4) и (5) следует при этом, что уровень.в верхней колонне не изменится.According to expression (2), when the air flow into the unit is 170000 nm ^ / h, 22460 nm ^ / h of expander flow is required, and when the air flow into the block is equal to 180,000 nm Vh, 23140hm 3/4 of the expander flow is required. From the expressions (4) and (5) it follows that the level in the upper column will not change.
В противном случ,ае (когда закон изменения детандерного потока в зависимости от изменения расхода газа в блок разделения установлен не точно), изменится уровень, и сигнал И^ от датчика 11 уровня, поступающий на регулятор 12, будет отличаться от сигнала Изадатчика 13. Импульсный сигнал регулятора 12 и7=к7 (и5-и6) ' (6) пропорциональный величине разности сигналов И^· и Ир поступит на моторный задатчик 14, который изменяет величину отслеживаемого им аналогового сигнала, подаваемого на сумматор 6 по следующему закону. 0 и8=иа+к1и7 где И° - величина отслеживаемого аналогового сигнала до прихода импульсного сигнала И72- 35 ,Otherwise, ae (when the law of variation of the expander flow depending on the change in gas flow rate to the separation unit is not set exactly), the level will change, and the signal I ^ from the level sensor 11 to the controller 12 will differ from the signal of the transmitter 13. Pulse the signal of controller 12 and 7 = k 7 (and 5 and 6 ) '(6) is proportional to the value of the difference of the signals I ^ · and Ip will go to the motor master 14, which changes the value of the analog signal that it tracks, supplied to the adder 6 according to the following law. 0 and 8 = and a + k 1 and 7 where AND ° is the value of the monitored analog signal before the arrival of the pulse signal And 72 - 35 ,
(7)(7)
К2 - коэффициент усиления;K2 - gain;
Ηθ- новая величина отслеживаемого аналогового сигнала.Ηθ is the new value of the monitored analog signal.
Сигнал с сумматора 6 поступает на регудртор 7, который вызывает изменение регулирующего воздействия на механизм 9.The signal from the adder 6 is fed to the regulator 7, which causes a change in the regulatory effect on the mechanism 9.
Контур коррекции по отклонению уровня в верхней копонне будет включаться в работу также при других возмущениях (например, при переключении адсорберов петлевого потока), влияющих да уровень в верхней колонне.The correction loop for the level deviation in the upper pile will be included in the work also with other disturbances (for example, when switching the loop flow adsorbers), which affect the level in the upper column.
Предлагаемый способ автоматической стабилизации уровня в верхней колонне в значительной степени стабилизирует процесс ректификации в верхней копонне, уменьшает потери продуктов разделения. Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составит 1ОООО руб. в год на одну воздухораэделительную установку, производительностью 30000-35000 м^ кислорода в 1 ч.The proposed method of automatic stabilization of the level in the upper column significantly stabilizes the rectification process in the upper column, reduces the loss of separation products. The expected economic effect of the use of the invention will be 1OOOO rub. per year for one air separation unit, with a productivity of 30,000-35,000 m ^ oxygen per 1 h.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772549477A SU735881A1 (en) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | Method of regulating gas-mixture separation process in fractionating column |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772549477A SU735881A1 (en) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | Method of regulating gas-mixture separation process in fractionating column |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU735881A1 true SU735881A1 (en) | 1980-05-25 |
Family
ID=20735634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU772549477A SU735881A1 (en) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | Method of regulating gas-mixture separation process in fractionating column |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU735881A1 (en) |
-
1977
- 1977-12-02 SU SU772549477A patent/SU735881A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB1420671A (en) | Automatic control system for optimizing performance of process units | |
SU735881A1 (en) | Method of regulating gas-mixture separation process in fractionating column | |
KR100425802B1 (en) | How to Control One or More Fluid Flows Circulating in a Simulated Moving Layer Chromatography Separation Loop | |
SU390137A1 (en) | METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF THE VARIABLE COLUMN BRAHRECTIFICATION APPARATUS | |
SU648075A3 (en) | Device for actomatic control of sulphir production | |
SU1555323A1 (en) | Method of controlling process of propylene hydroformylation in unit | |
SU581958A1 (en) | Method of controlling operation of fractionating column | |
SU538721A2 (en) | The method of automatic regulation of the rectification process | |
SU941287A1 (en) | Method for controlling process of ammonia synthesis | |
SU725684A1 (en) | Apparatus for automatic control of fractionating process | |
SU771422A1 (en) | System for regulating process duty of low-temperature gas separation installation | |
SU757171A1 (en) | Rectification-processes automatic control method | |
SU1671694A2 (en) | Periodic fermentation automatic control system | |
SU947595A1 (en) | Method of regulating process of air separation in cryogenic apparatus | |
SU460879A1 (en) | Method for automatic regulation of the rectification process | |
SU893865A1 (en) | Method of ammonia synthesis automatic control | |
SU767091A1 (en) | Method of control of ammonium carbamate recuperation process | |
SU510698A1 (en) | Method for automatic adjustment of the flow ratio | |
SU1421359A1 (en) | Method of automatic regulation of two rectifying towers | |
SU783296A1 (en) | Method of control of dimethyldioxane synthesis | |
SU1677463A1 (en) | Method of automatic control of process of argon cleaning from oxygen | |
SU1281279A1 (en) | Method of automatic controlling of fractionating towers | |
SU517309A1 (en) | Method for automatic control of complex distillation column | |
SU773578A1 (en) | Pneumatic flowrate regulator | |
SU1731817A1 (en) | System of automatic control of first carbonation process |