SU865319A1 - Способ автоматического управлени процессом жидкостной экстракции в пульсационной колонне - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению массообменными процессами, в честности, процессом жидкостной экстракции в пульсационных колон'нах, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен способ автоматического управления процессом экстракции путем регулирования интенсивности пульсации в колонне в зависимости от уровня од- ^,0 ной из фаз [ 1 ].

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического регулирования процессом жидкостной экстракции в пульсационной колонне, заключающийся в стабилизации концентрации экстрагируемого вещества в колонне изменением „ 2и расхода экстрагента в колонну и величины задержки дисперсной фазы в колонне воздействием на амплитуду пульсации жидкости в колонне [2 ].

Однако при известном способе управления в неустановившемся режиме рабо-; ты аппарата при различных частотах возмущающих воздействий (изменение состава и расхода сырья, экстрагента) возможны проскоки некондиционных продуктов из-за небольшого количества рафината, находящегося в колонне, или снижения разделительной способности процесса из-за большого времени перехода аппарата на новей оптимальный режим работы.

Цель изобретения - повышение эффективности и экстракционных процессов и исключение проскока некондиционных продуктов в динамических режимах работы при нестационарных возмущающих воздействиях.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют уровень раздела фаз в колонне и регулируют его с коррекцией по частоте изменения концентрации экстрагируемого вещества в рафинате.

Изменение положения уровня раздела фаз в колонне приводит к изменению массы рафината в аппарате, обеспечивая тем самым соответствующее изменение инерционности объекта регулирования к входным воздействиям, т.е. свойства самого объекта регулирования.

Благодаря изменению инерционности аппарата достигается возможность изменять диапазон времени регулирования в системе автоматической стабилизации основного регулируемого пара|метра процесса экстракции - концентрации экстрагируемого вещества в рафинате .

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа автоматического управления.

Система автоматического управления процессом жидкостной экстракции . включает колонну 1, пульсатор 2; систему автоматической стабилизации концентрации экстрагируемого вещества на определенном участке колонны путем изменения расхода экстрагента в колонну, содержащей датчик 3 концентрации, регулятор 4 с вторичным прибором и регулирующий клапан 5J систему автоматической стабилизации задержки дисперсной фазы за счет воздействия на амплитуду пульсаций жидкости в колонне, содержащей датчик 6, регулятор 7 с вторичным прибором и регулирующий клапан 8| систему автоматической стабилизации уровня раз- ₍ дела фаз путем изменения слива тяжелой фазы, содержащей датчик 9, регулятор 10 с вторичным прибором и регулирующий клапан 11J систему автоматической коррекции уровня раздела фаЗ| содержащей датчик 12 измерения частоты колебаний концентрации в рафинате с дифференциатором, регулятор 13 с вторичным прибором.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Датчиком 3 измеряют концентрацию экстрагируемого вещества в рафинате на определенном участке колонны, которая может отклоняться от заданного значения при изменении состава и расхода сырья, экстрагента, задержки Дисперсной фазы и других возмущающих воздействий. При повышении величины концентрации в рафинате выше заданной, измеряемой на выходе датчиком 3, регулятором 4 путем открытия регулирующего клапана 5 увеличивают расход экстрагента в колонну, увеличивая тем самым и степень извлечения экстрагируемого компонента. При понижении величины концентрации в рафинате ниже заданной регулятором 5 4 уменьшают расход экстрагента в колонну, снижая тем самым степень извлечения распределяемого компонента. В результате этого концентрация рафината в колонне поддерживается 10 на определенном заданном значении.

В процессе регулирования концентрации экстрагируемого вещества в рафинате из-за изменения расхода экстрагента происходит изменение величины ₁₅ задержки дисперсной фазы в колонне, которая измеряется датчиком 6. Это изменение величины задержки дисперсной фазы компенсируется регулирующим воздействием регулятора 7 через ре₂₀ гулирующий клапан 8 изменением амплитуды пульсаций жидкости в колонне. Тем самым восстанавливается номинальное заданное значение задержки дисперсной фазы и поддерживается опти₂₅ мальная интенсивность массоперёноса.

Измерение положения уровня раздела фаз в колонне производится датчиком 9. Изменение положения уровня раздела фаз от заданного значения, вызванного изменениями расходов исход³⁰ ных растворов, компенсируется регулятором 10 через регулирующий клапан 11 изменением слива тяжелой фазы. Таким образом, стабилизируется уровень раздела фаз на заданном 35 значении и поддерживается материаль, ный баланс в аппарате.

Датчиком 12 измеряется частота колебаний концентрации экстрагируемого вещества в рафинате, вызванные не⁴⁰ стационарными возмущающими изменениями состава и расхода сырья экстрагента. Датчик 12 содержит последовательно включенное дифференцирующее звено, настроенное таким образом, 45 что оно пропускает преимущественно более высокие частоты колебаний концентрации в рафинате, которые регулятор 4 не может компенсировать.

При повышении интенсивности высо50 кочастотных колебаний концентрации в рафинате сигнал на выходе датчика 12 увеличивается, и корректирующий регулятор 13 уменьшает величину задания регулятора 10. Регулятор 10 по55 нижает уровень раздела фаз в колонне и тем самым увеличивает массу рафината в верхней части колонны, т.е. увеличивает инерционность аппарата к

86 возмущающим воздействиям. В результате колебания концентрации в рафинате уменьшаются за счет поглощения их большей массой рафинатау благодаря чему уменьшается вероятность проскока некондиционных продуктов на выход колонны.

При повышении интенсивности низкочастотных колебаний концентрации в рафинате сигнал на выходе датчика 12 уменьшается, что приводит соответственно к увеличению регулятором 13 величины задания регулятора 10, который повышает уровень раздела фаз в колонне и уменьшает количество рафината в верхней части колонны. Инреционность аппарата к регулирующему воздействию регулятора 4 уменьшается, увеличивается быстродействие систеьил автоматического регулирования концентрации,в колонне, и регулятор 4 становится способным компенсировать низкочастотные возмущающие воздействия.

При отсутствии колебаний концентрации в рафинате регулятор 10 поддерживает уровень раздела фаз в верхней части колонны.

В результате повышается точность поддержания заданного значения концентрации экстрагируемого вещества в продукте - рафинате и уменьшается расход экстрагента.

Использование предлагаемого способа автоматического управления процессом жидкостной экстракции позволяет в широких пределах изменять инерционность аппарата к возмущаю5319 6 щим воздействиям (расход и концентрации исходных продуктов) и тем самым изменять в нужную сторону время регулирования переходного режима.

Это, в свою очередь, поз'воляет по сравнению с известными способами уменьшить расход экстрагента, а также обеспечить более высокую точность поддержания, заданного значеЮ ния концентрации экстрагируемого вещества в продукте.

Claims (2)

1. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ В ПУЛЬСАЦИОННОЙ Изобретение относитс  к автоматиче кому управлению массообменными процес сами, в ЧАСТНОСТИ, процессом  аадкостной экстракции в пульсационных колоннах , и может быть использовано в хими ческой, нeфтexи aIчecкoй и других отра л х промышленности. Известен способ автоматического управлени  процессом экстракции путем регулировани  интенсивности пульсации в колоние в зависимости от уровн  одной из фаз 1 3« Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ автоматического регулировани  процессом жидкостной экстракции в пульсационной колонне, заключаюцийс  в стабилизации концентрации экстрагируемого вещества в колонне измене1}ием расхода экстрагента в колонну и величины задержки дисперсной фазы в колоине воздействием на амплитуду пульсации жидкости в колонне 121. КОЛОННЕ Однако при известном способе управлени  в неустановившемс  режиме работы аппарата при различных частотах возмущающих воздействий (изменение состава и расхода сырь , экстрагента ) возможны проскоки некондиционных продуктов из-за небольшого количества рафината, наход щегос  в колонне, или снижени  разделительной способности процесса из-за большого времени перехода аппарата на новьй оптимальный режим работы. Цель изобретени  - повышение эффективности н экстракционных процессов и исключение проскока некондиционных продуктов в динамических режимах работы при нестационарных возмущакщих воздействи х. Поставленна  цель достигаетс  тем, что дополнительно измер ют уровень раздела фаз в колонне и регулируют его с коррекцией по частоте изменени  концентрации зкстрагируемого вещества в рафинате. 3 Изменение положени  уровн  раздел фаз в колонне приводит к изменению массы рафиката в аппарате, обеспечива  тем самым соответствующее изменение инерционности объекта регулировани  к входным воздействи м, т.е. свойства самого объекта регулировани Благодар  изменению инерционности аппарата достигаетс  возможность измен ть диапазон времени регулирован и  в системе автоматической стабшти ,зации основного регулируемого пара|метра процесса экстракции - концент|рации экстрагируемого вещества в раЬинате , На чертеже представлена схема реа лизации предлагаемого способа автоматического управлени . Система автоматического управлени  процессом жидкостной экстракции включает колонну 1, пульсатор 2; систему автоматической стабилизации концентрации экстрагируемого вещества на определенном участке колонны путем изменени  расхода зкстрагента в колонну, содержащей датчик 3 концентрации, регул тор 4 с вторичным прибором и регулирующий клапан 5 систему автоматической стабилизации задержки дисперсной фазы за воз действи  на амплитуду пульсаций жидко тк в колонне, содержащей датчик 6, регул тор 7 с вторичным прибором и регулирующий клапан 8j систему ав- оматической стабилизации уровн  раздела фаз путем изменени  слива т желой фазы, содержащей датчик 9, регул тор 10 с вторичным прибором и регулирующий клапан 11J систему автоматической коррекции уровн  раздела фаз. содержащей датчик 12 измерени  частоты колебаний концентрации в ра- финате с дифференциатором, регул тор 13с вторичным прибором. Предлагаемый способ осуществл ет с  следующим образом, Датчиком 3 измер ют концентрацию экстрагируемого вещества в рафинате на ойределенном участке колонны, котора  может отклон тьс  от заданного значени  при изменении состава и расхода сырь , экстрагента, задержки дисперсной фазы и других возмущакици воздействий. При повышении величины концентрации в ра4н1нате вьше заданной , измер емой на выходе датчиком 3, регул тором 4 путем открыти  регулирующего клапана 5 увеличивают расход экстрагента в колонну, увеличива  тем самым и степень извлечени  экстрагируемого компонента. При понижении величины концентрации в рафинате ниже заданной регул тором 4 уменьшают расход экстрагента в колонну, снижа  тем самым степень извлечени  распредел емого компонента , В результате этого концентраци  рафината в колонне поддерживаетс  на определенном заданном значении. В процессе регулировани  концентрации экстрагируемого вещества в рафинате из-за изменени  расхода экстрагента происходит изменение величины задержки дисперсной фазы в колонне, котора  измер етс  датчиком 6. Это изменение величины задержки дисперсной фазы компенсируетс  регулирующим воздействием регул тора 7 через регулирук ций клапан 8 изменением амплитуды пульсаций жидкости в колонне. Тем самым восстанавливаетс  номинальное заданное значение задержки дисперсной фазы и поддерживаетс  оптимальна  интенсивность массоперёноса. Измерение положени  уровн  раздела фаз в колонне производитс  датчиком 9. Изменение положени  уровн  раздела фаз от заданного значени , вызванного изменени ми расходов исходных растворов, компенсируетс  регул тором 10 через регулирующий клапан 11 изменением слива т желой фазы . Таким образом, стабилизируетс  уровень раздела фаз на заданном значении и поддерживаетс  материальный баланс в аппарате. Датчиком 12 измер етс  частота колебаний концентрации экстрагируемого вещества в рафинате, вызванные нестационарными возмущающими изменени ми состава и расхода сырь  экстрагента . Датчик 12 содержит последовательно включенное дифференцирующее звено, настроенное таким образом, что оно пропускает преимущественно более высокие частоты колебаний концентрации в ра(1иате, которые регул тор 4 не может кокшенсировать. При повьшении интенсивности высокочастотных колебаний концентрации в рафинате сигнал на выходе датчика 12 увеличиваетс , и корректирующий регул тор 13 уменьшает величину задани  регул тора 10. Регул тор 10 понижает уровень раздела фаз в колонне и тем самым увеличивает массу рафината в верхней части колонны, т.е. увеличивает инерционность аппарата к возмущающим воздействи м. В результате колебани  концентрации в рафин те уменьшаютс  за счет .поглощени  и большей массой рафинатау благодар  чему уменьшаетс  веро тность проско ка некондиционных продуктов на выхо колонны. При повьш1ении интенсивности низдс частотных колебаний концентрации в рафинате сигнал на выходе датчика 12 уменьшаетс , что приводит .соответственно к увеличению регул т ром 13 величины задани  регул тора 10, который повьшгает ур.овень раздел фаз в колонне и уменьшает количеств в верхней части колонны, Инреционность аппарата к регулирукмц му воздействию регул тора 4 уменьшаетс , увеличиваетс  быстродействие CHCTeNbi автоматического регулировани  концентрации,в колонне, и регул тор 4 становитс  способным компенсировать низкочастотные возмущающие воздействи . При отсутствии колебаний концент рации в рафинате регул тор 10 под держнвает уровень раздела фаз в верхней части колонны, В результате повьш1аетс  точность поддержани  заданного значени  ко центрации экстрагируемого вещества продукте - рафинате и уменьшаетс  расход экстрагента. Использование предлагаемого способа автоматического управлени  процессом жидкостной экстракции позвол ет в широких пределах измен ть инерционность аппарата к возмущагощим воздействи м (расход и концентрации исходных продуктов) и тем самым измен ть в нужную сторону врем  регулировани  переходного режима. Это, в свою очередь, позвол ет по сравнению с известными способами уменьшить расход экстрагента, а также обеспечить более высокую точность поддержани , заданного значени  концентрации экстрагируемого веществ в продукте. Формула изобретени  Способ автоматического управлени  процессом жидкостной экстракции в пульсационной колонне, включакщий стабилизацию концентрации экстрагируемого вещества в колонне изменением расхода экстрагента и величины задержки дисперсной фазы в колонне воздействием на амплитуду пульсаций жидкости в колонне, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процессов жидкостной экстракции и исключени  проскока некокдиционнык продуктов в динамическом режиме работы,.дополнительно измер ют уровень раздела фаз в колонйе и регулируют его с коррекцией по частоте изменени  концентрации экстрагируемого вещества в рафинате, Источю1ки информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 230748, к , В 01 D 11/02, 1966.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 8 645670, кл. В 01 D 11/04, 1974.

   Т

   Ф