Способ управления вакуумной ректификационной колонной

Способ управления вакуумной ректификационной колонной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВАКУУМНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННОЙ по авт.св. № 597387, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет повышения точности регулирования , температуру в кубе колонны и расход дистиллированной воды корректируют по сумме величин, пропорциональных расходу пара в кипятильник, и произведению расхода питающей смеси на концентрацгао в ней перекиси водорода и концентрацию органики в кубовом продукте.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(5() В 01. D 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) 597387 (21) 3602276/23-26 (22) 08.06.83 (46) 15.04.85. Бн)л. М - !4 (72) А.П.Млинник, Н.С.Волков, В.А.Яшин, В.П,Гуменчук и Н.Н.Кочетков (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 597387, кл. В 01 D 3/42, 1976. (54)(57).СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВАКУУМНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННОЙ по авт.св. 9 597387 о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьг шения экономичности процесса за счет повышения точности регулирования, температуру в кубе колонны и расход дистиллированной воды корректируют по сумме величин, пропорциональных расходу пара в кипятильник, и произведению расхода питающей смеси на концентрацию в ней перекиси водорода и концентрацию органики в кубовом продукте.

1149о91

Изобретение относится к способам автоматического управления процесса- . ми ректификации в вакуумных ректификационных колоннах непрерывного действия, например, в производстве 5 ацетона и пергидроля (колонна выделения товарного пергидроля) и может быть использовано s химической, нефтяной и смежных отраслях промышленности

По основному авт.св. 11 597387 известен способ управления вакуумной ректификационной колонной путем регулирования расхода греющего пара в кипятильник в зависимости от тем- 15 пературы в кубе колонны и расхода дистиллированной воды в питающую смесь в зависимости от величины расхода последней с одновременной коррекцией температуры в кубе колонны 2О и расхода дистиллированной .воды по давлению в нижней части колонны и атмосферному давлению (1) .

Однако известный способ не обеспечивает экономичность ведения процесса при различных производственных ситуациях. Экономичность ведения процесса в колонне выделения товарного пергидроля опрделяется затратами пара и безвозвратными потерями 3О суммы органических примесей (органики) с кубовым продуктом (товарным пергидролем) в пересчете на . тонну товарного пергидроля. Обе величины имеют конкурирующий характер, для более полного извлечения органики из кубового продукта требуется израсходовать больше греющего пара. Причем значимость этих величин для конкретных ситуаций неоднозначна.

Например, в условиях дефицита сырья идут на максимально возможное извлечение органики, допуская заведомый перерасход греющего пара, и наоборот, в условиях дефицита пара часто допус-Wg кают завышенные потери органики в пределах, установленных регламентными нормами (содержание органики s товарном пергидроле не должно превышать 1,5 вес.X),Ýòo не учитывается при управлении процессом по известному способу. При этом процесс ведется исходя из обеспечения постоянства . концентраций органики и перекиси водорода в товарном пергидроле. Кроме у того, из-эа неточности используемой модели, по которой осуществляется управление, для гарантирования заданного качества товарного пергидроля (содержание органики не должно превышать, например, 1 5 вес.7) приходится вести процесс при заведомо заниженном заданном значении концентрации органики в кубовом продукте, что приводит к существенному постоянному завышению расхода греющего пара.

Цель изобретения — повышение экономичности процесса при различных производственных ситуациях за счет повышения точности регулирования.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления вакуумной ректификационной колонной путем регулирования расхода греющего пара в кипятильник в зависимости от температуры в кубе колонны с расхода дистиллированной воды в питающую смесь, в зависимости ее расхода, с коррекцией указанных расходов по величине давления в нижней части колонны давления и атмосферного давления, температуру в кубе колонны и величину расхода дистиллированной воды корректируют по сумме величин, пропорциональных расходу пара в кипятильник и произведению расхода питающей смеси на концентрацию в ней перекиси водорода и концентрацию органики в кубовом продукте.

На чертеже показана блок-схема реализации способа управления.

Схема содержит вакуумную ректификационную колонну 1, кубовый кипятильник 2, датчик 3 температуры в кубе, регулятор 4 температуры в кубе, клапан 5 на линии греющего пара, регулятор 6 расхода дистиллированной воды, вычислительное устройство 7, датчик 8 расхода питающей смеси, датчик 9 давления части колонны, дат.чик 10 атмосферного давления, датчик 11 расхода пара, датчик 12 расхода дистиллированной воды, клапан 13 расхода воды, датчик 14 концентрации перекиси водорода питающей смеси, датчик 15 концентрации органики в кубовом продукте колонны, первый функциональный блок 16, блок суммирования 17, второй функциональный блок 18 коррекции 19.

Способ реализуется следующим образом.

В колонну 1 поступаю- питающая смесь и дистиллированная вода. С помощью подачи греющего пара в .;убовой кипятильник 2 производится от1149991

g„«СО С» Х, С Р сз Х +С р (2)

35 к е =о|о+ oô," X +(м Х» a Р+О 4 T„„ï, (31 å=Гпит(Ъ Ь,Х, Ъ|Ха+Ъ Р+Ь4 Т»|ип) (41 ип где 1|» — атмосфЕрное давление„ вЂ” давление в кубе колонны, 1»|ип — температура кипения водного раствора перекиси водорода;

X,XZ - заданные значения концентраций соответственно перекиси водорода и органики в кубовом продукте, »|у<, е величины заданий peгулято ром соответственно температуры в кубе и расхода дистиллированной воды;, С1,,6;,С; — (с; 0,1,2,3,4) - численные коэффициенты, значения которых определяют при моделировании на основа» нии эксиериментальнык данных, Г|»„ „- расход питания в колонну.

41 гонка органики и выделение иэ куба колонны товарного пергидроля (водный раствор перекиси водорода). Количество тепла, подводимого к колонне 1, регулируют при этом расходом греюще- 5

ro пара с помощью регулятора 4 температуры в кубе и клапана 5 на линии пара ° Расход дистиллированной воды регулируется регулятором 6 с помощью клапана 13. 10

На первый, второй, третий входы вычислительного устройства 7 поступают сигналы с датчиков: расхода питающей смеси 8, давления в нижней части колонны 9, атмосферного давления 10, на четвертый вход — выходной сигнал с блока коррекции 19.

На основании поступившей информации в устройстве 7 производится вычисление необходимых для поддержания заданной концентрации перекиси водорода Х» в кубовом продукте значений температуры в кубе колонны Т„„. и расхода дистиллированной воды F при измеренных значениях расхода питающей смеси, давления в нижней части колонны, атмосферного давления и заданном значении концентрации . органики в кубовом продукте.

Расчет ведется, например, по ЗО формулам

9=P. Vs P„9, (") Выходные сигналы с выходов вычислительного устройства 7, пропорциональные соответственно величинамТk

В блоке 16 производится вычисление величины 61, пропорциональной расходуемому пару в кипятильник и характеризующей величину затрат на выделение пергидроля за счет греющего пара.

Вычисление производится, например, по формуле

S,=Р,.Си, (5) где „- расход пара в кипятильник 2.

На первый, второй, третий и четвертый входы второго функционального блока 18 поступают сигналы от датчиков 8, 14 и 15 расхода питающей смеси, концентрации я»ерекиси водорода в питающей смеси, и концентрации органики в кубовом продукте и сигнал от эадатчика величины (величина, пропорциональная "условной стоимосIl ти потерь органики для производства на данный период при заданном значе« нии концентрации перекиси водорода в кубовом .продукте). В блоке 18 производится вычисление величины P ° ф ° характеризующей величину затрат на вы" деление пергидроля эа счет безвоз-. вратных потерь органики с товарньи продуктом. Вычисление производится, например, по формуле б. -Pã r-ï„»è»ò Х »е, (6) где )(. — концентрация органики в кубовом продукте.

Выходные сигналы с блоков 16 и 18 подаются на первый и второй входы блока суммирования 17, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный суммарным затратам на выделение иергидроля 5у. Вычисление ,величипы Зз производится по формуле = p<*pz

Выходной сигнал с блока 17, пропорциональный величине суммарных затрат аа вццеление товарного пергидроля, подается ка первый вход блока коррекции 19. На второй вход блока 19 подается сигнал от датчика концент1149991

Составитель Т.Чулкова

Редактор Л.Авраменко Техред О.Ващишина Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2010/6 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул.Проектная, 4! рации органики в кубовом продукте 15. В исходном состоянии на выходе блока 19 формируется сигнал Р1 пропорциональный заданному значению концентрации органики в кубовом продукте, например среднему значению

Х = 0,.75 вес.%, и поступает на

4 вход вычислительного устройства 7 для коррекции.

Коррекция осуществляется циклически.

В начале очередного цикла в блоке 19 запоминается величина текущего

15 значения выходного сигнала с блока 17 p9 (.) на время цикла 1 . Одно— временно на выходной сигнал блока 19 накладывается "ступенька" величиной +о . В вычислительном устройстве 7 при поступлении сигнапа(Р)1 1Я)

20 производится вычисление по уравнениям (3-4) измененных значений сигналов заданий для регуляторов 4 и 6,на ко-— лонне устанавливается новый режим.

По прошествии времени производится вычисление в блоках 16-18 следующего значения величины 5 и срав— нение в блоке 19 сигнала p5>(ii ) с предыдущим запомненным значением г 6 (l) . В зависимости от направления его изменения произ. водится добавление очередной "ступеньки" в направлении, обеспечивающем минимизацию сигнала P5> . Перед выдачей очередной "ступеньки"в блоке 19 производится сравнение текущего значения концентрации органики в кубовом продукте X> (i) с заданным верхним граничным значением X> (мах), например )(j rear) = 1,5 вес.7.

При значении (V (max) "г(")) z 4 выдача очередной "ступеньки" в сторону увеличения сигнала P X< задерживается, а при )((i ) = N (max) "ступенька" выдается в направлении уменьшения сигнала РХ<

Значения величин 3,j, g определяются при моделировании процесса и кор— ректируются при отладке системы управления (например, li = 2,5 кпа, — 20 мин, = 0,1 вес.7).

Использование дополнительной кор-. рекции величины расхода дистиллированной воды и температуры в кубе по данном способу позволит реализовать более экономический режим при тех же параметрах входных потоков.

При этом обеспечивается величина концентрации перекиси водорода в кубовом продукте )(= 30 вес.7, концентрация органики в кубовом продукте X = 0,35 вес.X.