Устройство для автоматического контроля технологического процесса в химических каталитических реакторах
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
PECXlYSЛИН (1% (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
О Pbl ИЙ (21) 3791204/23-26 (22) 05.09.84 (46) 15.07.86, Бюл. Ф 26 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации нефтедобычи и нефтехимии."Нефтехимпромавтоматика" (72) Е.В.Кузнецов, Л.К.Мейзин и В.Н.Овчинников (53) 66.012-52 (088 ° 8) .
{56) Авторское свидетельство СССР
В 255914, кл. В Ol J..19/00, 1966.
Макаров Ю.И. и др. Технологическое оборудование химических и нефтегазоперерабатывающих заводов. М.:
Машиностроение, 1976, с.187. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС
КОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЕССА В ХИМИЧЕСКИХ КАТАЛИТИЧЕСКИХ
РЕАКТОРАХ, содержащее последовательно соединенные датчик выхода целевого продукта, блок сравнения и индикатор, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повьппения (51) 4 В 01 J 19/00 G 05 D 27!00 производительности процесса за счет увеличения точности контроля состояния катализатора, оно дополнительно содержит счетчик, блок вычитания, делитель, два сумматора, задатчик
KoHcTBHTb1 и блок памяти, при этом датчик выхода целевого продукта параллельно соединен с входом счетчи- ка и первым входом блока вычитания, выход которого связан с первым входом делителя, подключенного вторым входом к выходу второго сумматора, выход счетчика соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого связан с задатчиком к константы, выход делителя подключен к первому входу первого сумматора, выход которого параллельно соединен с вторым входом блока сравнения и первым входом блока памяти, второй выход блока сравнения подключен к второму входу блока памяти, выход которого параллельно соединен с вторыми входами первого сумматора и блока вычитания.
1243805
Изобретение относится к автомати ческому контролю и управлению каталитическими процессами в химических реакторах и может быть использовано в.химической и нефтехимической отраслях промышленности.
Цель изобретения — повышение производительности процесса за счет увеличения точности контроля состояния катализатора, На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2— зависимости измеренного и вычисленного среднего значения выхода целевого продукта от дискретного времени.
Устройство содержит датчик 1 выхода целевого продукта, блок 2 вычитания, делитель 3, счетчик 4, первый и второй сумматоры 5 и 6, задатчик 7 константы, блок 8 памяти, блок 9, сравнения и индикатор 10, Устройство работает следующим образом.
Среднее значение q (Т, ) выхода целевого продукта за время Т между очередными заменами (регенерациями) катализатора с учетом длительности л
1. простоя реактора для замены катализатора может быть записано в виде с1 (Т .)
it) dt
Т + Г где a(t) — измеренное значение выхода целевого продукта в момент В .
Управляющее воздействие на замену катализатора формируется в момент времени Т, при котором среднее значение выхода целевого продукта достигает максимума Т
a (t) at макс (2) йа «» — р
Т + )Дифференцируя по Т правую часть выражения (2 ) и приравнивая результат нулю, получаем
q(T) (т+Т) — 5 q(t) dt - О (3)
Отсюда следует
Т
jq(t) dt — — — — -- а (т) =О (4)
Т + гГ
При Т(Т левая часть уравнения (4) отрицательна, а при Т) Т»- лолоy(i i)=q,((i-1)at) + х ф.Ео.) =o
Измеренное a ).-ом периоде саС, 1,2,..., с помощью датчика 1 значение выхода целевого продукта
q fi 4 й) подается на первый вход блока 2 вычитания, первый вход блока 9 сравнения и на счетчик 4 объем выборки, На второй вход блока 2 вычитания подается значение среднего выхода q j(i-1) ь tj целевого продукта,, вычисленное в предыдущем периоде и хранящееся в .блоке 8 памяти.
Рааность q (igt) — q ((i-1) д t) поступает на первый вход делителя 3, на второй вход которого подается ( сумма i + — —, эта сумма формиht руется вторым сумматором 6 по значе40 ниям j и отношению L /at посту1 лающим соответственно íà его второй и первый входы с выходов счетчика 4 объема выборки и задатчика 7 константы„
45 а fi4t3 — а Г(з.-1) 4 с)
Частное +1/4Г подается на первый вход первого сумматора 5, на второй вход которо5p ro подается значение q t(i-1) h,t ).
Сумма представляющая собой средний выход целевого продукта, вычисленная по всем периодам, подается на первый жительна, то следовательно управляющее воздействие на замену катализатора формируют при изменении знака результата сравнения q (Т 7) и q(T)
5 с отрицательного на положительный.
Так как в реальных условиях измерение значения q(t) осуществляется дискретно с лериодичностью4 1 т.е. в моменты i a t i = 1,2..., то, используя рекуррентную форму записи для усреднения, получаем следующее выражение для среднего значения выхода целевого продукта
М 30
2) q(2At) = 1583 + — — — °
2х 30+6 (1840-1583) 1700 т/мес;.3) с (2д t)c. 1(2А t).
Третий период ь 3:
1) -q(36t) = 1790 т/мес;
2) ц(Зйй) - 1700 + — — - к
Зх 30+6
«(1790-1700) 1728 т/мес;
3) ц(Зде) (q(Ant).
Четвертый период ь 4:
1) q(4at) - 1720 т/мес;
2) q (4At) 1728 + — — — х
4 «30+6
x (l 720-l 728) l 726 т/мес;
3) q(4zt) ) q(4at), следовательно, необходимо сформировать управляющее воздействие на замену катализатора.
3О Как видно из примера и фиг. 2, формирование управляющего воздействия на замену катализатора необходимо осуществить после окончания четвертого периода.
q (д ) = О + — — (1 900-0)
30 +6
1583 т/мес; иа па
3t гюФ 34t Ф4
Составитель Г.Огаджанов
Редактор А.Долинич Техред В.Кадар Корректор И.Эрдейи
Заказ 3740/9 Тираж 527 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óëñãoðoä, ул.Проектная,4
3 12438 вход блока 8 памяти, где запоминаеъ ся,.и на второй вход блока 9 сравнения.
Если q Ii Д t) q (ip t), т,е. нет необходимости в замене катализатора, то блок 9 сравнения вырабатывает на своем первом выходе сигнал
z .= О, а на втором выходе сигнал .
z -= -1. По сигналу z = l происходит считывание значения q (i q t), за— фиксированного в блоке 8 памяти.
По сигналу z< - =О транспорант
"Замена катализатора" на индикаторе
10 не загорается.
Если q (iа )) q (iAtj, т.е. 15 необходимо сформировать управляющее воздействие на замену катализатора, то z -- 1, zz = О. В этом случае ,значение q (i tj, хранящееся в блоке 8 памяти, стирается, а на инди- 20 каторе 10 загорается транспорант
"Замена катализатора".
Пример (фиг.2) . Пусть длительность простоя реактора для замены катализатора 1. = 6 сут, периодичность измерения dt = 30 сут.
Первый период, = l:
1) измеряют значение q (6 t).
1900 т/мес;
2) определяют среднее значение
05 4
3) сравнивают о (де) и q (g t), так
К К Ч (at) i q (й t),то реактор продолжает работать без замены катализатора.
Второй период i = 2:
1) о (2 а t) = 1840 т/мес;
