SU789478A1 - Способ автоматического управлени температурным режимом в колонне синтеза метанола и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

ройство,. регулирующее данный способ, дополнительно содержит два нелинейных звена, блок предварени  и дополнительный сумматор, первый вход которого через первое нелинейное звено и блок предварени  подключен к датчи температуры, второй вход дополнитель ного сумматора через второе нелинейное звено соединен со вторым выходом основного регул тора, а выход дополнительного сумматора св зан со входом регул тора расхода циркул ционного газа. Реализаци  данного способа управлени  и устройства дл  его осуществлени  основываетс  на следующей взаи :мосв зи- параметров процесса. Увеличение расхода охлаждающей воды приводит к уменьшению температуры в колонне синтеза метанола и наоборот. Змеевики-системы охлаждени  имеют малую инерционность, и уровень воды в сосуде высокого давлени  быстрее реагирует на изменение температурного режима, чем сигнал с тер мопары, измер ющей температуру в колонне синтеза. Но при этом следует отметить, что абсолютное значение уровн  воды ничего не говорит об абсолютном значении температуры, поэто му в качестве корректирующего сигнала необходимо использовать не значение уровн  воды, а скорость изменени  уровн . По услови м работы оборудовани , в частности мощного турбоциркул ционно го компрессора, нежелательно посто н но измен ть расход циркул ционного газа, так как при этом посто нно мен ютс  режимы работы, нагрузки на оборудование, что приводит к быстрому износу оборудовани , частым ремон там и остановкам. Дл  обеспечени  наибольшей производительности колонны синтеза метано необходимо держать расход циркул цио ного газа на максимальном уровне,так как чем выше циркул ци ,тем больше о разуетс  ме.танола в единицу времени. Вследствие того, что температура циркул ционного газа на входе в коло ну довольно низка  () по сравнению с температурой в зоне реакции (370с), увеличение расхода циркул ционного газа приводит к уменьшению температуры в колонне и наоборотi Поэтому при увеличении расхода циркул ционного газа, чтобы температура в колонне оставалась посто нной, надо уменьшать расход охлазкдающей воды до определенного минимального , предела после чего снижение температуры из-за увеличени  расхода циркул ционного газа будет нечем компенсировать . Из этого услови  и o9ipeдел етс  максимальное значение расхода циркул ционного газа дл  данного режима работы агрегата. На чертеже приведена принципиальна  схема устройства, реализующего данный способ управлени . Устройство состоит из объектов регулировани , где свежий синтез-газ через смеситель 1 подают в колонну 2 синтеза, зона реакции которой состоит из четырех катализаторных корзин, разделенных змеевиками 3/ 4 и 5 охлажден и  . Система охлаждени  состоит из котла-утилизатора б,сосуда 7 йысокого давлени  и циркул ционного насоса 8,Прореагировавший газ из колонны синтеза проходит затем через конденсатор 9,сепаратор 10 и резервуар И готового продукта,Оставша с  часть газа всасываетс  турбоциркул ционным компрессором 12 и через клапан 13 и смеситель 1 рециркулируетс  в колонну синтеза . Дл  предотвращени  значительного накоплени  в системе инертнь1х примесей часть циркул ционного газа отводитс  в виде продувочных газов. Сигнал от датчика 14 температуры поступает на первый сумматор 15, куда поступает также сигнал с дифференциатора 16, снизанного с датчиком 17 уровн  воды в сосуде высокого давлени . Выход сумматора соединен с вспомогательным регул тором 18 и основным регул тором 19, воздействующими на клапаны 20-23 подачи воды в систему и змеевики охлаждени . Сигнал с выхода основного регул тора 19 поступает на вход второго нелинейного звена 24, выход которого соединен со вторым входом дополнительного сумматора 25; с первым входом дополни- тельного сумматора соедин етс  выход первого нелинейного звена 26, вход которого подключен к выходу блока 27 предварени . На вход блока 27 предварени  поступает сигнал от -датчика 14 температуры. Выход сумматора 25 подключен ко входу регул тора 28 расхода циркул ционного газа, выход которого воздействует на клапан 13 подачи циркул ционного газа в колону. Нелинейные звень  24,26 имеют характеристики типа настраиваемой зоны нечувствительности. Так, при изменени х выходного сигнала регул тора 19 вне допустимых верхнего и нижнего пределов на выходе нелинейного звена 24 по вл етс  отличный от нул  сигнал. Аналогично .при выходе сигнала с блока 27 предварени  за задранные пределы изменени  отличный от нул  сигнал по вл етс  на выходе нелинейного звена 26. Способ с прмощью устройства осуществл етс  следующим образом. Небольшие изменени  температурного режима компенсируютс  с помощью регул тора 19, Если контролируемые параметры , т.е. выходы основного регул тора и блока предварени , наход тс 

в установленных пределах, то выход регул тора 28, а значит и расход циркул ционного газа остаютс  посто нными , зафиксированными на значени х, достигнутых к данному моменту времени .

При наличии больших возмущающих воздействий на колонну синтеза (например , резкие изменени  расхода све-жего синтез-газа, когда величина выходного сигнала основного регул тора измен етс  за допустимыми пределами , т.е. в сущности, когда канал управлени  основного регул тора размкаетс  или расход циркул ционного га дл  нового режима работы колонны син за не равен максимальному значению, а больше или меньше его на выходе нелинейного звена 24 по вл етс  ненулевой сигнал. Этот сигнал поступает затем на вход рег л тора 28, который в свою очередь, воздейству  на клапан 13, измен ет Be- личину расхода циркул ционного газа до тех rtop, пока выход основного регул тора не возвратитс  в установленные пределы. Аналогична  .картина наблюдаетс  при изменени х выходного сигнала блока 27 предварени  за заданными пределами. Эта ситуаци  возможна в случае выхода из стро  или неудовлетворительной работы основного регул тора, когда значени  температуры и скорости ее изменени  выход т за заданные пределы. В этом случае регул тор 28, воздейству  на канал расхода циркул ционного газа обеспечивает дальнейшее регулирование температурного режима, что значительно повышает надежность всей системы управлени .

За счет установки заданных (допустимьах пределов значений температуры и скорости ее изменени , выходнрго сигнала основного регул тора канал регулировани  по расходу циркул ционного газа подключаетс  в работу только при выходе контролируемых параметров за установленные пределы изменени , что также повышает надежность системы управлени  и качество регулировани  (повышаетс  устойчивость системы регулировани , так как расход циркул ционного газа остаетс  посто нным при изменени х контролируемых параметров в установленных пределах).

С повышением качества регулировани  температуры и надежности системы управлени  повышаетс  производительность колонны синтеза метанола, увеличиваетс  срок службы катализатора , змеевиков системы охлаждени  и другого оборудовани .

Claims (2)

1.Способ автоматического управлени  температурным режимом в колонне синтеза метанола путем регулировани  температуры в - гор чей точке колонны синтеза изменением расхода охлаждающей воды из сосуда высокого давлени  в систему охлаждени  с коррекцией по скорости изменени  уровн  в сосуде высокого дав0 лени  и регулировани  расхода циркул ционного газа, отличающийс   тем, что, с целью увеличени  производительности колонны за счет повьЕиени  качества и надежности ре5 гулировани  температуры, регулирование расхода циркул ционного газа осуществл ют в зависимости от расхода охлаждающей воды, температуры и скорости ее изменени .

0

2.Устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее датчик температуры гор чей точки колонны синтеза, подключенный к первому вхо5 ду сумматора, второй вход которого св зан через дифференциатор с датчиком уровн  воды в сосуде высокого давлени , основной и вспомогательный регул торы , входы которых параллельно подключены к выходу сумматора, первый

0 выход основного регул тора соединен

с клапаном подачи воды в систему охлаждени , выход вспомогательного регул тора подключен к клапанам подачи воды в змеевики охлаждениг и регул 5 тор расхода циркул ционного газа, выход которого св зйн со своим клапаном, отличающеес  тем,что оно дополнительно содержит два нелинейных звена, блок предварени  и допол0 нительный сумматор, первый вход которого через первое нелинейное звено и блок предварени  подключен к датчику температуры,- второй вход дополнительного сумматора через второе

5 нелинейное соединен со вторым выходом основного регул тора, а выход дополнительного сумматора св зан со входом регул тора расхода циркул ционного газа.

0

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Комбинированна  установка дл  производства аммиака и метанола. Окончательный проект. Отдел ус5 тановка синтеза метанола,т. 1. Общее описание, с.30,46.

2. Авторское, свидетельство СССР В 532598, кл. С 07 С 31/06, 04.11.74 (прототип).