Устройство для автоматического регулирования ректификационной колонны с несколькими вводами сырья

Устройство для автоматического регулирования ректификационной колонны с несколькими вводами сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ga.Т%6т .е - .:. "о

5 5nар;аг.;омд Вфла ..

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (10 53509I

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.12.74 (21) 2088494/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 17.11.76 (51) М. Кл 2 В 01D 3/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нэобретеннй н открытий (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М, Слободкин, Н. В. Карпов, А. Л. Голод, А. М. Яшин и A. И. Самохвалов

Специальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

С НЕСКОЛЬКИМИ ВВОДАМИ СЫРЬЯ

Изобретение относится к устройствам для управления технологическими процессами химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и пищевой промышленности, в частности к устройствам для управления процессами ректификации.

Известно устройство для регулирования ректификационных колонн с несколькими вводами сырья, содержащее регулятор, связанный с клапанами, установленными на различных вводах сырья в колонку (1).

Недостатком этого устройства является излишний расход энергии в колонне, связанный с тем, что определение долей сырья, направляемых на различные тарелки колонны, осуществляется с недостаточной точностью.

Низкая точность связана с тем, что регулятор, изменяющий доли сырья, подаваемые по различным вводам, связан с устройствами, не обеспечивающими его информацией, достаточной для осуществления точного распределения сырья. По составу сырья и составу паров на контрольной тарелке можно лишь приблизительно предсказать эффективность энергозатрат, что конечно не уступает по точности прямым измерениям. Более того, в известном устройстве предусмотрен контроль паров только в одной секции колонны, что означает, что регулируется эффективность только этой секции. При этом при некоторых составах сырья будет снижаться разделительная способность другой секции. Таким образом, недостаточная точность при распределении загрузки колонны приведет к неполному использованию разделительной способности колонны, определяемой числом тарелок в ней, что приходится компенсировать дополнительными затратами энергии.

Из известных устройств для регулирования

10 ректификационных колонн с несколькими вводами сырья наиболее близким по технической сущности к описываемому устройству является устройство, содержащее регулятор, связанный с исполнительными механизмами, распо15 ложенными на различных вводах сырья, блок разности температур на тарелках верхней секции и блок разности температур на тарелках нижней секции (2).

Недостатком этого устройства также явля20 ется излишний расход энергии в колонне при использовании этого устройства. Это связано с тем, что увеличение эффективности работы тарелок в секциях осуществляется изменением подачи тепла, что не позволяет изменять эф25 фективность тарелок независимо, так как увеличивая подачу тепла для увеличения эффективности нижней секции как правило перегружают верхнюю секцию, чем снижают эффективность тарелок в ней и наоборот, 30 Целью изобретения является экономия энер535091

60 гозатрат в процессе ректификации. Эта цель достигается тем, что устройство снабжено блоком соотношения, через который выход блока разности температур на тарелках нижней секции соединен с одним из входом регулятора, другой вход которого связан с выходом блока разности температур на тарелках верхней секции.

На фиг. 1 изображена схема устройства и его соединение с ректификационной колонной; на фиг. 2 представлены температурные профили ректификационной колонны при подаче сырья различного состава по среднему вводу при условии стабильности показателей качества, где кривая «а» соответствует режиму разделения сырья среднего состава; кривая

«б» — разделению сырья с повышенным содержанием легких; кривая «в» — разделению сырья с повышенным содержанием тяжелых.

Устройство содержит регулятор 1, соединенный с исполнительными устройствами на различных вводах сырья, соединенный с блоком

2 разности температур на тарелках верхней секции и через блок соотношения 3 с блоком

4 разности температур на тарелках нижней секции. Регулятор 1 может быть выполнен как обычный регулятор, выход которого соединен с клапанами ВО на верхнем вводе сырья и В3 на нижнем вводе сырья (и наоборот) или в виде регулятора, открывающего через шаговый искатель поочередно по одному из регулирующих запорных устройств. При подаче легкого сырья самой нижней тарелкой, имеющей температуру, равную температуре верха, является тарелка 70, а при подаче тяжелого сырья самая верхняя тарелка, имеющая температуру низа, десятая. Общее число тарелок — 80. Клапаны расположены на вводах, подающих сырье на тарелки 30 и 50.

При некотором составе и расходе сырья разность температур, измеренная в верхней секции блоком 2 разности температур колонны, оказывается равной нулю, а разность температур в нижней секции, измеренная блоком 4 разности температур, имеет некоторую конечную величину. Это свидетельствует о том, что на части тарелок в верхней секции колонны процесс ректификации не идет, и при данном составе и расходе сырья и некотором данном наборе управляющих воздействий в верхней секции имеются неработающие лишние тарелки. Регулятор 1 сравнивает сигнал от блока 2 разности температур с сигналом блока 4 разности температур, умноженным в блоке соотношения 3 на постоянный коэффициент, который может быть определен из потарелочного расчета колонны для наибопее часто встречающихся состава и расхода сырья. В результате сравнения регулятор 1 изменяет доли сырьевого потока таким образом, что большая часть сырья попадает в колонну выше той тарелки, на которую она по5

Зо

З5

40 ступала раньше. Тем самым осуществляется уменьшение числа тарелок в верхней секции и происходит их передача в нижнюю секцию и эффективность использования тарелок увеличивается. Поскольку разделительная способность колонны возрастает от увеличения числа тарелок в ней и от увеличения энергетических затрат, то перевод неработающих в верхней секции тарелок в нижнюю эквивалентен увеличению числа тарелок в колонне и позволяет снизить энергетические затраты.

В случае, когда сигнал, поступающий в регулятор от блока 4 разности температур окажется меньше, чем сигнал от блока 2 разности температур, произойдет обратное перераспределение сырья.

Определение коэффициента, на который умножается сигнал блока 4 разности температур, производится по кривой «а» (фиг, 2).

Он равен отношению приращений температуры на нижней тарелке, к которой подключен блок 2 разности температур при переходе от сырья среднего состава к самому легкому сырью, и температуры верхней тарелки блока

4 разности температур при переходе от сырья среднего состава к самому тяжелому сырью.

Эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным обусловлена тем, что в нем применено непосредственное выявление неработающих лишних тарелок в колонне, что увеличивает точность и целесообразность определения тарелок по секциям колонны, что, в свою очередь, позволяет уменьшить энергозатраты в процессе ректификации. Выгодным отличием предложенного устройства является и то, что для его работы нужна лишь информация о температуре, которая является одним из наиболее легко определяемых параметров процесса.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования ректификационной колонны с несколькими вводами сырья, содержащее регулятор, связанный с исполнительными механизмами, расположенными на различных вводах сырья, блок разности температур на тарелках верхней секции и блок разности температур на тарелках нижней секции, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью экономии энергозатрат, оно снабжено блоком соотношения, через который выход блока разности температур на тарелках нижней секции соединен с одним из входов регулятора, другой вход которого связан с выходом блока разности температур на тарелках верхней секции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 273166, М. кл.Р В 01D 3/42, 1968.

2. Патент США № 3294648, Кл. 203-2, 1968.

535091

Составитель T. Чулкова

Техред Е. Петрова

Корректор Т. Добровольская

Редактор Т. Девятко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2373,, 9 Изд. ¹ 1766 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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