Способ управления вакуумной ректификациоонной колонной

Способ управления вакуумной ректификациоонной колонной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСДНИЕ „„„„„

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистииескик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61)Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 14,10.76(2l) 2410484/23-26 (51) М. Кл."В 0103/4". с присоединением заявки №(23) Приоритет—

Государственный номнтет

Совета Мнннстров СССР но делаи нзобретеннй и открн»тнй (43) Опубликовано 15.03,78Бюллетень № 10 (53) УДК 66.012-52 (088.8) (45) Дата опубликования описания 28.02.78 (72} Авторы изобретения

H. С. Волков, А. П. Млинник и Д. А, Калмановская (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВАКУУМНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ

КОЛОННОЙ

Изобретение относятся к способам управления процессами ректификации в вакуумных ректификационных колоннах, например в процессе выделения перекиси водорода в производствах ацетона и пергидроля, и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ автоматического регулирования процесса ректификации путем регулирования расхода пара (теплоносителя) щ с коррекцией по давлению в колоние, расходу нижнего продукта и его температуре.

Однако данный способ не обеспечивает получения заданного состава нижнего продукта, так как для выделения,,например пер- ц гидрола (30%ный водный раствор перекиси водорода) с содержанием органических примесей не выше заданного значения из смеси, содержашей перекись водорода, спирт, ацетон и воду, в питаюшую смесь необходимо добавлять дистиллированную воду и количестве, пропорциональном расходу пнтаюшей смеси. Кроме этого, истинное давление в колонне зависит от величины атмосферного давления н изменяется 25 при изменении последнего, что влечет за собой изменение сос-.ава нижнего продукта.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ управления вакуумной ректифнкационной колон= ной в процессе выделения пергидроля путем изменения расхода греюшего пара (теплоноснтеля) в кипятильник колонны в завнснмости от температуры в кубе колонны н изменения подачи дистиллированной воды в питаюшую смесь в зависимости от расхода последней.

Однако, прн осуществлении указанного способа не обеспечивается точное регулирование процесса ректификацин, т. е. поддержание заданной концентрации ХЕ перекиси водорода в нижнем продукте с содержанием органических примесей (ацетон, изопропиловый спирт) не выше заданной

se H X .

Измененйе рабочего давления в колонне, которое является следствиел» изменения расхода пнтаюшей смеси, изменения,ат. мосферного давления, а также загрязн» ние теплообменников, вызывает изл»оне»»Ю концентраций перекисн водорода»» органн597387 ческих примесей, что ведет к увеличению потерь.

Пель изобретения — повышение точности регулирования и стабильности состава нижнего продукта. 5

Для достижения указанной цели измеряют давление в нижней части колонны, атмосферное давление и по изменению указанных величин одновременно корректируют расходы греюшего пара и дистиллиро- О ванной воды. На чертеже показана схема реализации способа управления вакуумной ректификационной колонной.

Способ осушествляется сле дуюшим образом. 15

Количество тепла, подводимого к колонне 1, регулируют расходом греюшего пара в кипятильник 2 по температуре в кубе колонны, замеряемой термопарой 3, сигнал с которой поступает на регулятор 4 26 температуры, а пневматический выход последнего создает необходимое. давление на клапане 5 расхода греюшего пара. Расход дистиллированной воды регулируют при помоши регулятора 6. На вычислительное 25 устройство 7 поступают сигналы с датчиков

8 расхода питаюшей смеси 3, давления в кубе колонны 9 и атмосферного 10. Вычислительное устройство на основании указанных замеров расчетным путем определяет необходимые для поддержания заданных концентраций Х4, Х значения температуры в кубе колонны Т и расхоца дистиллированной воды g, например по формулам 35

Т C +С )(С -Я+С.Х +C . ()

О о 1 1 Ло 3 1 4 о) 40 где To — температура кипения водного раствора перекиси водорода, Х при давлении Р без органических примесей; расход питаюшей смеси

У

t — истинное давление внизу колонны. определяемoe по формуле:

° т + тзз.т (4)

Р— значение атмосферного давления, ФНФ измеряемое датчиком 10;

Р— величина, измеряемая датчиком давления 9 в кубе колонны.

Моэффициенты а, Ь с определяют на основании экспериментальных данных и имеют, например следуюшие численные значения; ао - 2,167; а =0,1504; ч 1,203; 8y = 0,02496; а4 =0,818, Ь =1,031; Ь = 0,0213; g= 0,0379; p =-.0,001036; 6< =-0,02578. Коаффициенты С определены по известной зависимости температуры кипения водного раствора перекиси водорода от ее концентрации и давления в области рабочих давле» ний и концентраций для данной колонны (4) и имеют следуюшие численные значения.

С =42,815; С,(=0,07; Сй =0,142;

С в — =.0,00325; С, =. 0,0001; выходные сигналы вычислительного устройства припорциональные рассчитанным значениям

Т и g поступают в камеры задания регуляторов температуры 4 и расхода 6.

По данному способу управляют ректификационной колонной таким образом, что при изменении истинного давления в кьлонне по одной из вышеперечисленных причин, вычислительное устройство корректиру ет задания регулятором температуры и расхода дистиллированной воды так, чтобъi обеспечить поддержание заданных концентраций перекиси водорода и органических примесей в нижнем продукте.

П р .и м е р. Вкачествепримера можнопривести один из вариантов технологического режима процесса выделения перекиси водорода, когда давление в кубе колонны увеличивается в результате влияния атмосферного давления.

В вычислительное устройство поступают сигналы, пропорциональные измеренным значениям расхода питаюшей смеси

Ф = 10 м3/ч, атмосферного давления

P = 748 мм рт. ст., давления внизу коат лонны P = -0,57 ати. Яля поддержания конпентрац и перекиси водорода Х =30 вес.9о

Ф и органических примесей Х = 0,5 вес.% в кубовом продукте в вычислительном устройстве рассчитываются истинное давление внизу колонны P = 330 мм рт. ст., о температура кипения 30%-ного водного раствора .перекиси водорода при давлении ЗЗО мм рт. сч ., Т, = 83,81оС, а также необходимые значения ут:равляюших переменных расхода дистиллированной воды

g = 1,3 м /ч и температуры в кубе колонны Т = 82,87оС по формулам (4), (3), .(2), (1).

Выходные сигналы с вычислительного устройства, пропорциональные соответственно полученным значениям управляюших переменных, поступают в камеру задания регуляторов расхода 6 и температуры 4.

В случае увеличения истинного давления в кубе колонны на 15 мм рт. ст. <до

345 мм рт. ст.), что может произойти, ) например из-за увеличения атмосферного

587387

Составитель Т. Чулкова

Редактор Н. Потапова Техред H. Андрейчук Корректор M немчик

Заказ 1571/2 Тираж 964 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4

5 давления до Р а (763 мм рт. ст. ипи изменения сигнала с датчика 9 давления в колонне до P = -0,548 ат, и вычислительном устройстве рассчитываются новые значения температуры кипения Т =84,93 С о 5 и управляюших переменных температуры в кубе Т = 84,26оС и расхода дистиллированной воды Ц = l,43 м /ч. Таким образом, в этом случае вычислительное уст ройство увеличивает задание регуляторам расхода 6 и температуры 4 до величин, пропорциональных новым значениям управляющих переменных. Этим достигается поддержание заданных концентраций перекиси водорода 30 вес. % и органических примесей 0,5 вес. % в кубовом продукте.

Если бы задания регуляторам не изменились, значения управляющих переменных осталйсь бы прежними, равными

Т = 82,87оС, g = 1,3 мк/ч, что при-;0 вело бы к уменьшению концентрации переб киси водорода ао 28,92% и увеличению содержания органических примесей до

1,2 5 вес. о. формула изобретения

Способ управления вакуумной ректификационной колонной путем регулирования расхода греющего пара в кипятильник в зависимости от температуры в кубе колонны и расхода дистиллированной воды в питающую смесь в зависимости от расхода последней, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности регулирования и. повышения стабильности состава нижнего продукта, измеряют величину давления в нижней части колони,, величину атмосферного давления, и по изменению указанных величин одновременно корректируют расходы греющего пера и дистиллированной воды.