Способ управления процессом разделения изопрен- изоамиленовой фракции

Способ управления процессом разделения изопрен- изоамиленовой фракции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматизации процессов ректификации и позволяет снизить потери целевого продукта (изопрена) с изоамиленовой фракцией и повысить производительность по целевому продукту. Способ осуществляется в двухколонном агрегате с рециклом путем регулирования уровня во флегмовой емкости колонны экстрактивной ректификации изменением расхода изоамиленовой фракции из этой емкости, расходов флегмы и пара и расхода рецикла в колонну экстрактивной ректификации в зависимости от расхода изопреновой фракции из флегмовой емкости колонны десорбции и регулирования температуры экстрагента, подаваемого в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации, воздействием на расход хладагента с коррекцией по расходу и составу сырья и расходу изоамелиновой фракции. Кроме того, для решения поставленной задачи регулируют соотношение расходов сырья и экстрагента, корректируют расход флегмы в колонну экстрактивной ректификации прямо пропорционально расходу и температуре экстрагента, корректируют температуру экстрагента обратно пропорционально расходу изоамиленовой фракции и корректируют расход рецикла обратно пропорционально концентрации изопрена в изоамиленовой фракции. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ВСЕСОЮЗНАЯ 1AT

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4368561/23-26 (22) 25.01.88 (46) 30.11.89. Бюл. М - 44 (72) В.А. Воротынцев, Г.И. Гречуха, В.А. Миронов, В.П. Погребцов, В.P. Тучинский, Ю.И. Рязанов и Л.M. Курочкин (53) 66.052-12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1276349, кл. В 01 D 3/42, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1428404, кл. В 01 D 3/42, 1987. (54) СНОСОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОПРЕН-H30AMHJIEHOHOA ФРАКЦИИ (57) Изобретение относится к области автоматизации процессов ректификации и позволяет снизить потери целевого продукта (изопрена) с изоамиленовой фракцией и повысить производительность по целевому продукту. Способ осуществляется в двухколонном агрегате с рециклом путем регулирования уровня во флегмоной емкости колонны экстрактивной ректификации изменениИзобретение относится к автоматизации процессов ректификации и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является снижение потерь целевого продукта (изопрена) с изоамиленовой фракцией и увеличение производительности по целевому продукту.

На чертеже представлена принципиальная схема системы управления, позволяющая реализовать предложенный способ.

„„SU„„1524907 А 1 (51)4 В 01 D 3/42 С 05 D 27/00

2 ем расхода изоамиленовой фракции иэ 1 этой емкости, расходов флегмы и пара и расхода рецикла в колонну экстрактивной ректификации в зависимости от расхода избпреновой фракции иэ флегмовой емкости колонны десорбции и регулирования температуры экстрагента, подаваемого в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации, воздействием на расход хладагента с коррекцией по расходу и составу сырья и расходу изоамиленовой фракции. Кроме того, для решения поставленной задачи регулируют соотношение расходов сырья и экстрагента, корректируют расход флегмы в колонну экстрактивной ректификации прямо пропорционально расходу и температуре экстрагента, корректируют температуру экстрагента обратно пропорционально расходу изоамиленовой фракции и корректируют расход рецикла обратно пропорционально концентрации изопрена в изоамиленовой фракции. 1 ил.

Процесс разделения иэопрен-изоамиленовой фракции в производстве изопрена осуществляется в двух колоннах; в колонне 1 экстрактивной ректификацни полярный растворитель (экстрагент) — диметилформамид насыщается изопреном и из куба направляется в колонну 2 десорбции изопрена из экстрагента. Иэоамиленовая фракция, которая отделяется в колонне 1, собирается во флегмовой емкости 3, а иэопреновая фракция — в емкости 4.

Система управления включает датчик 5 н регулятор 6 уровня изоамилено1524907

И.. = F, Q XF,, где FL, — количество легких в сырье

XF . — концентрация i-го компонен1 та в сырье;

n — общее число компонентов в сырье, m — число тяжелых компонентов в сырье.

Значение FL; поступает на корректирующий блок 30 в качестве задания и блок 27 расчета расхода пара. вой фракции в емкости 3, и исполнительный механизм 7 на линии изоамиленовой фракции, датчик 8, регулятор

9 и исполнительный механизм 10 на линии расхода флегмы, датчик 11, регулятор 12 и исполнительный механизм

13 на линии расхода рецикла изопреновой фракции в нижнюю часть колонны экстрактивной ректификации, датчик

14 расхода изопреновой фракции из емкости 4, датчик 15, регулятор 16 и исполнительный механизм 17 на линии расхода пара в куб колонны экстрактивной ректификации, датчик 18 расхода экстрагента, датчик 19 расхода сырья, регулятор 20 соотношения расход сырья — расход растворителя, датчик

21 и регулятор 22 температуры экстрагента, датчик 23 состава сырья, датчики расхода 24 и состава 25 изоамиленовой фракции из емкости 3, блок

26 расчета количества легких в сырье, блок 27 расчета расхода пара, блок

28 расчета расхода флегмы, корректирующие блоки 29 и 30, блок 31 регулирования состава изоамиленовой фракции, сумматор 32.

Способ осуществляется следующим образом.

Уровень изоамиленовой фракции в емкости 3 регулируют с помощью регулятора 6, с помощью регуляторов 9, 12, 16 регулируют расход флегмы, рецикла и пара соответственно; регулятор 22 регулирует температуру экстрагента, подаваемого в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации.

При увеличении расхода сырья, которое фиксируется датчиком 19, pery40 лятор 20 соотношения установит новый расход экстрагента.

Блок 26 по информации от датчиков расхода 19 и состава 23 сырья рассчитывает количество легких в сырье по

45 формуле

Блок 27 по информации от датчика

18 расхода экстрагента и блока 26 рассчитывает задание регулятору 16 расхода пара по формуле

G. G . .+ К,(FS. + FL.), (2) KgFS; (t -с „,) (H -1)

1 1 -I 1 o > где R о — задание регулятору расхода

1 флегмы; — температура экстрагента; о заданное значение температуры на верхней контрольной тарелке 3

Н вЂ” заданное значение насыщаемости, К вЂ” коэффициент

11ри увеличении расхода сырья увеличивается и расход изопреновой фракции из емкости 4. Блок 29 по информации от датчика 15 расхода осуществляет в дискретные моменты времени коррекцию задания регулятору 12 расхода рецикла по формуле

FR = FR; + Kg(D; — D;, ), (4)

1 где FR,, Fk,, — значение задания

1 регулятору расхода рецикла в i-м и

i-1 циклах;

В;, D;, — расход изопреновой фракции из емкости 4 в i-м и i-1 циклах;

К э — коэффициент.

Дискретность работы блока 29 составляет 3-5 мин.

Увеличение расхода сырья приводит к ухудшению качества иэоамиленовой фракции (концентрация изопрена в ней увеличивается), которое фиксируется датчиком 25 состава. Блок 31 по информации от датчика 25 в дискретные моменты времени осуществляет корреко о где G; С;, — задание регулятору расхода пара в i-и и i-1 циклах работы;

FS — расход экстрагента в

i-м цикле работы;

К, — коэффициент.

Блок 28 по информации от датчиков расхода 18 и температуры 21 экстрагента рассчитывает значение задания регулятору 9 расхода флегмы для поддержания заданной насыщаемости углеводородов в экстрагенте на верхней контрольной тарелке по формуле

1524907 цию задания регулятору 12 расхода рецикла по ПИ-закону.

Дискретность работы сумматора 32 составляет 10-15 мин.

Блок 30 по информации от датчика

24 расхода изоамиленовой фракции в дискретные моменты времени корректирует задание регулятору 22 температуры экстрагента по ПИ-закону.

Дискретность работы блока 30 составляет 15-20 мин, При изменении состава сырья способ осуществляется так же,как и при изменении расхода сырья.

Предлагаемое регулирование расхода флегмы и расхода рецикла и поддержание постоянства соотношения расход сырья — расход экстрагента позволяет поддерживать насыщаемость экстрагента углеводородами в верхней и нижней частях колонны на оптимальном уровне и за счет этого обеспечивает максимальную разделительную способность колонны при изменении нагрузки по сырью.

Внедрение способа в производство изопрена позволяет сократить потери изопрена с изоамиленовой фракцией на

0,1Х. формула изобретения

Способ управления процессом разделения изопрен-изоамиленовой фракции в двухколонной установке с рециклом, включающий регулирование расхода рецикла в нижнюю часть колонны экстрактивной ректификации в зависимости от расходов рецикла

1О

l5

35 и изопреновой фракции из флегмовой емкости колоннь. десорбции, регулирование расхода пара в нижнюю часть колонны экстрактивной ректификации, регулирование расхода изоамиленовой фракции, измерение расхода экстрагента, подаваемого в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации, расходов и составов сырья и иэоамиленовой фракции, измерение уровня во флегмовой емкости колонны экстрактивной ректификации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения потерь целевого продукта (изопрена) с изоамиленовой фракцией и повышения производительности по целевому продукту, дополнительно измеряют температуру экстрагента, расход флегмы в колонну экстрактивной ректификации, регулируют соотношение расходов сырья и экстрагента изменением расхода экстрагента, регулируют температуру экстрагента изменением расхода хладагента с коррекцией по расходу и составу сырья и расходу изоамиленовой фракции, регулируют уровень во флегмовой емкости колонны экстрактивной ректификации изменением расхода иэоамиленовой фракции, стабилизируют расход флегмы, подаваемой в колонну экстрактивной ректификации, корректируя его прямо пропорционально температуре и расходу экстрагента, корректируют расход рецикла обратно пропорционально концентрации изопрена в изоамиленовой фракции и корректируют подачу пара по расходу и составу сырья и расходу экстрагента.

1524907

Итиипенс1ая

Составитель Г. Кротков

Техред А.Кравчук Корректор А, Обручар

Редактор Т. Назаренко

Заказ 7167/5 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101