Claims (2)
Изобретение относитс к автоматическому управлению и регулированию работы ректификационных установок и может быть использовано в нефт ной, нефтегазоперерабатывающей, пищевой и других отрасл х промышленности. Известно устройство дл автоматического регулировани ректификационной колонны с боковым отбором фракции , состо щее из датчиков расхода жидкой и газообразной фаз отбираемой с глухой тарелки фракции, соединенны через регул тор соотношени с исполнительным механизмом, воздействующим на расход жидкой фазы, датчика темпе ратуры, установленного на тарелке вы ше промежуточного отбора фр)акции и св занного через датчик и регул тор температуры с исполнительным механиз мом, воздействующим на расход газеобразной фазы, и датчика нежелательных примесей в боковом отборе, соединенного с камерой Задание регул тора соотношени П. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл автоматического управлени ректификационной колонной, содержащее регул тор уровн в емкости орошени , св занный с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи орошени в колонну, регул тор температуры (состава), вход которого соединен с датчиком температуры на контрольной тарелке в укрепл ющей части колонны, соединенный своим выходом с входом регул тора расхода бокового погона (верхнего продукта), регул тор уровн в кубе колонны, св занный с исполнительным механизмом, установленным на линии отбора кубового продукта 2. Недостатком данного устройства вл етс неполное извлечение целевого продукта (бокового погона) при нарушени х режима колонны, вызванных возмущени ми по составу и количеству подаваемого сырь , а также колебани ми энтальпии и расхода подаваемого в куб колонны теплоносители . Цель изобретени - максимальный отбор бокового погона требуемого качества при изменении состава и ко личества подаваемого сырь в широком диапазоне. Поставленна цель достигаетс тем, что известное устройство, содержащее регул тор уровн в емкости орошени , св занный с исполнительным механизмом, установленным н линии подами орошени в колонну, ре гул тор температуры с датчиком температуры на контрольной тарелке в укрепл ющей части колонны, соединенный своим выходом с входом регул тора расхода бокового погона, регул тор уровн в кубе колонны, св занный с исполнительным механизмом , установленным на линии отбора кубового продукта, дополнитель но содержит датчик расхода орошени регул тор минимального орошени , да чик и регул тор температуры низа ко лонны, сумматоры и регул тор расход теплоносител в куб колонны, при эт выход регул тора температуры на контрольной тарелке соединен с пе вой плюсовой камерой первого сумматора и с минусовой камерой второго сумматора, датчик температуры низа колонны св зан через регул тор с второй плюсовой камерой первого сум матора, выход которого соединен с входом регул тора расхода бокового погона и с второй плюсовой камерой второго сумматора, перва плюсова камера которого соединена с выходом датчика расхода орошени через регул тор минимального орошени , а выход второго сумматора св зан с входом регул тора расхода теплоноси тел в куб коЛонны. На чертеже представлена принципиальна схема устройства. Устройство содержит ректификационную колонну 1, снабженную емкостью 2 орошени и боковым погойом 3 дл отбора верхнего целевого продук та и состоит из регул тора. уровн в емкости 2 орошени с исполнительным механизмом на линии орошени в колонну 1, регул тора 5 уровн в кубе колонны с исполнительным механизмом на линии отбора кубового про дукта, датчик 6 температуры на кон рольной тарелке в укрепл ющей части колоннь, св занного через регул тор 7 температуры с первой плюсовой камерой первого сумматора 8, у которого втора плюсова камера св. зана через регул тор 9 с датчиком 10 температуры низа колонны, а выход соединен одновременно с входом регул тора 11 расхода бокового погона и с второй плюсовой камерой второго сумматора 12, у которого перва плюсова камера св зана через регул тор 13 минимального орошени с датчиком 1 расхода орошени , минусова камера св зана с выходом регул тора 7 температуры, а выход соединен с входом регул тора 15 расхода теплоносител в куб колонны. Устройство работает следующим образом . Изменени расхода или состава исходного сырь , состо щего, например, из углеводородов моноциклической ароматики бензола, толуола и ксилола в виде т желой примеси, вызывают нарушение установившегос в колонне 1 режима, которое выражаетс в отклонени х температур, измер емых датчиком 6 температуры на контрольной тарелке и датчиком 10 температуры низа колонны. При уменьшении количества легких углеводородов (например бензола) в исчерпывающей части колонны 1 (или по другим причинам) повышаетс температура низа колонны, а температура на контрольной тарелке в укрепл ющей части колонны остаетс неизменной . В этом случае регул тор 9, получив сигнал от датчика 10 температуры низа колонны, своим выходным сигналом через вторую плюсовую камеру и выход первого сумматора 8 уменьшает (так как регул тор 9 имеет обратный выход) задание регул тору 11, а следовательно, и расход бокового погона 3. что вызывает увеличение расходов кубового продукта, а затем и орошени соответственно регул торами 5 и 4 уровн по условию сохранени материального баланса, а также нарушение теплового баланса в колонне 1. Одновременно выходной сигнал регул тора 9 через вторую плюсовую камеру и выход первого сумматора 8 и далее через вторую пгиосовую камеру и выход второго сумматора 12 и регул тор 15 уменьшает расход теплоносител в куб колонны 1, восстанавлива нарушенный тепловой баланс . Уменьшение подачи тепла в куб колонны возвращает к заданному знач нию температуру низа и уменьшает паровой поток в колонне 1, что вызы вает уменьшение количества паров, в ход щих верхом, вследствие чего начинает падать уровень в емкости оро шени , регул тор k уровн которой со ответствующим образом уменьшает рэсход орошени в колонну 1, устанавли ва новый соответствующий величине бокового погона и вновь установившемус тепловому балансу расход оро шени и обеспечива тем самым заданное качество целевого продукта несмотр на то, что расход бокового погона 3 уменьшаетс . Дл исключени возможности возникновени в колонне 1 вследствие недопустимого снижени расхода орошени аварийного режима устройство снабжено регул тором 13 минимального орошени , своим выходом через первую плюсовую камеру и выход второго сумматора 12 и регул тор 15, в случае необходимости ,последовательно увеличивает (так как регул тор 13 имеет обратный выход) расход теплоносител в куб колонны, паровой поток в колонне уровень в емкости 2 орошени и расхо орошени до минимально допустимого. Регул тор 13 включаетс в работу если количество тепла, подаваемого в колонну, не обеспечивает заданного минимально допустимого расхода орошени . Во всех других случа х (т.е. если расход орошени равен или выше заданного минимально допустимого значени ) регул тор 13 в управлении не участвует. Если в результате уменьшени т желого компонента (например толуола) в сырье, или по другим причинам, про исходит снижение температуры низа колонны 1 при посто нной температуре на контрольной тарелке регул тор 9| получив соответствующий нал от датчика 10, через первый сумматор 8 и регул тор 11 увеличивает расход бокового погона 3, что позвол ет сохранить заданный коэффициент отбора верхнего целевого продукта (например бензола), но вызывает уменьшение в первую очередь расхода кубового продукта, а затем и орошени и нарушает тепловой баланс. В то же врем регул тор 9 через сумматоры 8 и 12 и регул тор 15 увеличивает подачу тепла в куб колонны 1 , восстанавлива тем самым заданную температуру низа колонны и нарушенный тепловой баланс. Увеличение подами теплоносител в куб колонны вызывает последовательные увеличени парового потока, уровн в емкости 2 орошени и через регул тор i расхода орошени , что обеспечивает заданное качество бокового погона, расход которого увеличиваетс . Если в результате уменьшени количества легких углеводородов в колонне 1 (или по другим причинам) повышаетс температура в исчерпывающей и укрепл ющей част х колонны регул торы 7 и 9 получив сигналы от своих датчиков 6 и 10 температур на контрольной тарелке и низа колонны , уменьшают свои выходные сигналы, поступающие в плюсовые камеры первого сумматора 8, который своим выходом , пропорционально алгебраической сумме этих двух сигналов, через регул тор 11 уменьшает расход тем самым через процесс расходы кубового продукта и орошени , не нарушив при этом тепловой баланс. Одновременно регул тор 9 через первый сумматор 8, второй сумматор 12 и регул тор 15 уменьшает расход теплоносител в куб колонны, возвраща к заданным значени м температуры низа и контрольной тарелки колонны 1 , восстанавлива тепловой баланс и, как показано выше, уменьша через процесс расход орошени . Таким образом, устанавливаетс новый уменьшенный расход орошени , соответствующий величине выводимого бокового погона 3 требуемого качества. Устройство выполнено таким образом, что изменение температуры на контрольной тарелке в укрепл ющей части колонны на расход теплоносител в Куб колонны не вли ет, так как управл ющий сигнал от регул тора 7 поступает одновременно в минусовую камеру и, через первую плюсовую камеру и выход первого сумматора-8, в плюсовую камеру второго сумматора 12, не вызыва изменени его выходного сигнала. Если температуры на контрольной тарелке и низа колонны одновременно понижаютс , .устройство по описанным выше каналам управлени увеличивает расход бокового погона 3 расход теплоносител , восстанавлива этим заданные знайени температур низа к контрольной тарелки, уменьшает ра ход кубового продукта и, наконец, увеличивает расход орошени в соответствии с новым значением расхода бокового погона. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет, контролиру хара терные температуры в колонне 1 , отб рать максимальное количество верхнего целевого продукта за счет управлени расходами бокового погона 3 и теплоносител в куб колонны 1, а также сохран ть при этом заданное качество бокового погона 3i управл расходом орошени и автоматически поддержива материальный и тепловой балансы. Наличие в устройстве регул тора 13 минимального орошени обеспечивает безопасность его работы. Годовой экономический эффект от использовани предлагаемого изобретени составл ет 3 тыс. руб. Формула изобретени Устройство дл автоматического управлени ректификационной колонно с боковым погоном, содержащее регул тор уровн в емкости орошени , св занный с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи ороше ни в колонну, регул тор температур вход которого св зан с датчиком тем пературы на контрольной тарелке в укрепл ющей части колонны, соединен ным своим выходом с входом регул то « ра расхода бокового погона, регул тор уровн в кубе колонны, св занный с исполнительным механизмом, установленным на линии отбора кубового продукта, отличающеес тем, что, с целью максимального отбора бокового погона Tpe6yeMoho качества за счет повышени точности регулировани , оно дополнительно содержит датчик расхода орошени , регул тор минимального орошени , датчик и регул тор температуры низа колонны, сумматоры и регул тор расхода теплоносител в куб колонны, при этом выход регул тора температуры на контрольной тарелке в укрепл ющей части колонны соединен с первой плюсовой камерой первого сумматора и с минусовой камерой второго сумматора , датчик температуры низа колонны св зан через регул тор температуры низа колонны с второй плюсовой камерой сумматора, выход которого соединен с входом регул тора расхода бокового погона и с второй плюсовой камерой второго сумматора, перва плюсова камера которого соединена с выходом датчика расхода орошени через регул тор минимального орошени , а выход второго сумматора св зан с входом регул тора расхода теплоносител в куб колонны. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 570371, кл. В 01 D , 1976. The invention relates to the automatic control and regulation of the operation of distillation plants and can be used in the oil, oil and gas processing, food and other industries. A device for automatic control of a distillation column with a side selection of a fraction, consisting of liquid and gaseous phase flow sensors of a fraction taken from a blank plate, is connected via a ratio controller to an actuator acting on the liquid phase flow rate sensor mounted on a plate. Above the intermediate take-off of the FF, which is connected through the sensor and temperature controller to the actuator acting on the flow rate of the gaseous phase, and the sensor is undesirable impurities in the side selection connected to the chamber. Setting the ratio controller P. The closest to the proposed technical essence is a device for automatic control of a distillation column containing a level regulator in the reflux tank associated with an actuator installed on the irrigation supply line in the column, a temperature controller (composition), the inlet of which is connected to the temperature sensor on the control plate in the reinforcing part of the column, connected by its output to the regulator inlet Side discharge flow (top product), level regulator in the bottom of the column associated with an actuator installed on the bottom product withdrawal line 2. The disadvantage of this device is the incomplete extraction of the target product (side cut) in case of column disturbances caused by perturbations in the composition and quantity of the feedstock, as well as enthalpy fluctuations and the flow rate of the coolants supplied to the cube of the column. The purpose of the invention is to maximize the selection of a side cut of the required quality with a change in the composition and quantity of the feed material in a wide range. The goal is achieved by the fact that a known device containing a level controller in an irrigation tank is connected to an actuator installed on the column irrigation flow line, a temperature controller with a temperature sensor on the control plate in the reinforcing part of the column, connected by its output with the input of the side stream flow regulator, the level controller in the cube of the column associated with the actuator installed on the bottom line of the bottom product, additionally contains an irrigation flow sensor the minimum irrigation controller, the bottom of the column and the temperature controller, the accumulators and the flow controller in the cube of the column, with this output of the temperature regulator on the control plate connected to the first positive chamber of the first adder and the negative accumulator of the second adder, the sensor the temperature of the bottom of the column is connected through the regulator to the second positive chamber of the first sum of the mat, whose output is connected to the input of the side stream flow regulator and to the second positive chamber of the second adder, the first positive chamber of which It is connected with the output of the irrigation flow sensor through the minimum irrigation regulator, and the output of the second adder is connected with the input of the heat flow regulator of bodies into the cube of the column. The drawing shows a schematic diagram of the device. The device contains a distillation column 1, provided with a tank of irrigation 2 and side pogoy 3 for the selection of the upper target product and consists of a regulator. level in tank 2 irrigation with an actuator on the irrigation line in column 1, level 5 regulator in a cube of a column with an actuator on the bottom line of the bottom product, temperature sensor 6 on the control plate in the reinforcing part of the column connected through the regulator 7 temperature with the first positive chamber of the first adder 8, in which the second positive chamber of St.. It is connected through the regulator 9 with the sensor of the bottom column temperature 10, and the output is connected simultaneously with the input of the side discharge flow controller 11 and with the second positive chamber of the second adder 12, in which the first positive chamber is connected through the minimum irrigation regulator 13 with the flow sensor 1 irrigation, the negative chamber is connected to the output of the temperature regulator 7, and the output is connected to the inlet of the regulator 15 of the coolant flow rate to the bottom of the column. The device works as follows. Changes in the flow rate or composition of the feedstock, consisting, for example, of the monocyclic aromatic hydrocarbons benzene, toluene and xylene, in the form of heavy impurities, cause a violation of the mode established in column 1, which is expressed in temperature deviations measured by the temperature sensor 6 and the sensor 10 of the temperature of the bottom of the column. When the amount of light hydrocarbons (e.g. benzene) decreases, in the exhaustive part of column 1 (or for other reasons) the temperature of the bottom of the column rises, and the temperature on the control plate in the reinforcing part of the column remains unchanged. In this case, the regulator 9, receiving a signal from the sensor 10 of the bottom column temperature, by its output signal through the second positive chamber and the output of the first adder 8 reduces (since the regulator 9 has a reverse output) the task to the regulator 11, and hence the lateral flow chasing 3. which causes an increase in the consumption of the bottom product, and then irrigation, respectively, by level 5 and 4 regulators, according to the condition of maintaining material balance, as well as disrupting the heat balance in column 1. At the same time, the output signal of regulator 9 through the second Yusov camera and output of the first adder 8 and further through the second chamber and pgiosovuyu output of the second adder 12 and the regulator 15 reduces the flow rate of the heat medium in the bottom of the column 1, restoring the disturbed heat balance. The decrease in the heat supply to the cube of the column returns to the preset value the bottom temperature and decreases the steam flow in column 1, which causes a decrease in the number of vapors in the top, resulting in a level in the spray tank, the level controller k corresponding to thus reducing the flow rate of the reflux into column 1, setting a new one corresponding to the size of the side stream and the newly established heat balance, and thus ensuring the desired quality of the target product despite the fact that side shoulder run 3 is reduced. To eliminate the possibility of occurrence in column 1 due to an unacceptable reduction in emergency flow rate, the device is equipped with a minimum irrigation controller 13, its output through the first positive chamber and the output of the second adder 12 and controller 15, if necessary, successively increases (since controller 13 has a reverse output) coolant flow to the cube of the column, the steam flow in the column level in the tank 2 irrigation and flow rate to the minimum allowable. The regulator 13 is put into operation if the amount of heat supplied to the column does not provide the specified minimum allowable flow rate. In all other cases (i.e., if the flow rate is equal to or higher than the specified minimum allowable value), the controller 13 does not participate in the control. If, as a result of a decrease in the heavy component (e.g. toluene) in the feedstock, or for other reasons, the temperature of the bottom column 1 decreases at a constant temperature on the control plate, the regulator 9 | having received the appropriate sensor from sensor 10, through the first adder 8 and controller 11 increases the consumption of side product 3, which allows to maintain the specified selection coefficient of the upper target product (for example benzene), but causes a decrease in the consumption of the bottom product, and then irrigation and breaks the heat balance. At the same time, the regulator 9 through the adders 8 and 12 and the regulator 15 increases the heat supply to the cube of the column 1, thereby restoring the preset bottom temperature and the disturbed heat balance. Increasing the coolant flow to the bottom of the column causes successive increases in the steam flow, the level in the irrigation tank 2 and through the irrigation flow controller I, which ensures the desired quality of side stream, the flow of which increases. If, as a result of reducing the amount of light hydrocarbons in column 1 (or for other reasons), the temperature in the exhaustive and reinforcing parts of the column regulators 7 and 9, receiving signals from their sensors 6 and 10 temperatures on the control plate and the bottom of the column, decrease their output the signals arriving in the plus chambers of the first adder 8, which by its output, proportional to the algebraic sum of these two signals, through the regulator 11 reduces the flow rate of the bottom product and irrigation, not the drug, through the process taking off with the heat balance. At the same time, the regulator 9 through the first adder 8, the second adder 12 and the regulator 15 reduces the flow of coolant into the cube of the column, returning to the set values of the bottom temperature and the control plate of the column 1, restoring the heat balance and, as shown above, reducing the irrigation flow . Thus, a new reduced irrigation flow rate is established, corresponding to the amount of output side product 3 of the required quality. The device is designed in such a way that the temperature change on the control plate in the reinforcing part of the column does not affect the flow rate of the coolant into the Cube of the column, since the control signal from regulator 7 enters simultaneously into the negative chamber and through the first positive chamber and the output of the first adder -8, into the positive chamber of the second adder 12, without causing a change in its output signal. If the temperatures on the control plate and the bottom of the column are simultaneously lowered, the device, using the control channels described above, increases the flow rate of side stream 3, the flow rate of the heat carrier, thereby restoring the desired values of the bottom temperatures to the control plate, reduces the flow rate of the bottom product and finally with a new sidestream consumption value. Thus, the proposed device allows controlling the characteristic temperatures in column 1, to take the maximum amount of the upper target product by controlling the flow rates of side product 3 and heat carrier in the cube of column 1, and also to maintain the specified quality of side product 3i irrigation and automatically maintaining material and heat balances. The presence of a minimum irrigation regulator 13 in the device ensures the safety of its operation. The annual economic effect from the use of the proposed invention is 3 thousand rubles. Apparatus of the Invention A device for automatic control of a side-stream distillation column containing a level regulator in an irrigation tank connected to an actuator mounted on the feed line of the nozzle to the column, the temperature controller of which is connected to a temperature sensor on the control plate the reinforcing part of the column, connected by its output to the inlet of the regulator of the side stream consumption regulator, the level controller in the cube of the column connected to the actuator installed on the line Bottom product, characterized in that, in order to maximize the quality of the Tpe6yeMoho side cut, it also contains an irrigation flow sensor, a minimum irrigation regulator, a bottom column temperature sensor, an adder and a heat regulator in a cube the output of the temperature controller on the control plate in the reinforcing part of the column is connected to the first plus chamber of the first adder and the negative chamber of the second adder, the temperature sensor The bottom of the column is connected via the bottom column temperature controller to the second plus chamber of the adder, the output of which is connected to the input of the side stream flow controller and to the second plus chamber of the second adder, the first plus chamber of which is connected to the output of the irrigation flow sensor via the minimum irrigation regulator , and the output of the second adder is connected with the input of the heat flow regulator to the cube of the column. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 570371, cl. On 01 D, 1976.
2.Эрриот П. Регулирование производственных процессов, М,, Энерги , 1967, с, 356.2.Erriot P. Regulation of production processes, M ,, Energie, 1967, p. 356.
--
z:z:
ПP
аbut
i:Ich- -@i: Ich- - @
ii
::
ЖЕМJEM
ii