Способ автоматического контроля процесса ректификации

 

Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности ,в частности, в производствах олефинов, пластмасс, синтетических каучуков. Целью изобретения является снижение материальных и энергетических потерь. Способ автоматического контроля процесса ректификации осуществляется путем измерения уровней жидкости в кубе колонны и сборнике конденсата, расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы, дистиллята. По измеренным величинам определяют усредненные технологические показатели процесса, по которым, в свою очередь, определяют величину материального небаланса (разбаланса) колонны и корректируют технологические показатели процесса. При выходе их значений за допустимые пределы формируют сигналы о необходимости наладки измерительных каналов расхода жидкости и анализа технологического режима колонны. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3Ж663ЯЯ

ПАТЕИТНД-1ЕАНМЕсяя

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

F,;;;» ;1! Q Г: А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1, (21) 4277454/23-26 (22) 06.07.87 (46) 23.07.89. Бюл. Р 27 (72) В.Ф. Поплавский, А.И.. Фенев, В.Т. Сапронов, Л.Г. Новикова, Ю.И. Саушкин и С.M. Волостнов (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1234403, кл. С 08 F 136/08, С 05 D27/00,,1986.

Авторское свидетельство СССР

11 1134569, кл. С 08 F 136/08, G 05 D 27/00. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промьппленности, в частности в производствах олефинов, пластмасс, Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности, в частности в производствах олефинов, пластмасс, синтетических каучуков и др.

Целью изобретения является повышение точности измерения расходов жидкости в процессе ректификации.

На чертеже изображена схема системы, реализующей предлагаемый способ.

Олефины получают пиролизом бензина. Продукты пиролиэа подвергают закалке, первичному фракционированию, компримированию, очистке, осушке и подают на ректификацию.

„„SU„„1495336 А ) OD 4 С 08 F 136/08, G 05 D 27/00.

2 синтетических каучуков. Целью изобретения является снижение материальных и энергетических потерь. Способ автоматичесхого контроля процесса ректификации осуществляется путем измерения уровней жидкости в кубе колонны и сборнике конденсата, расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы, дистиллята. По измеренным величинам определяют усредненные технологические показатели про-. цесса, по которым, в свою очередь, определяют величину материального небаланса (разбаланса) колонны и корректируют технологические показатели процесса. При выходе их значений за допустимые пределы формируют сигналы о необходимости наладки измерительных каналов расхода жидкости и анализа технологического режима колонны. 1 ил.

Способ приведен для ректификацион. ной колонны, в которой происходит вы- . деление фракции С5

Схема содержит ректификационную колонну 1, кипятильник 2 рек тификационной колонны, конденсатор 3, сборник 4 конденсата, датчик

5 расхода жидкости в ректификационную колонну, регулятор 6 расхода жидкости в ректификационную колонну, датчик 7 расхода флегмы, регулятор 8 расхода флегмы, датчик 9 расхода дистиллята, регулятор 10 расхода дистиллята, датчик 11 расхода кубовой жидкости, регулятор 12 расхода кубовой жидкости, датчик 13 уров1495336

15

СнРн Склок

С =

Рн F

25 ответственно в дистилляте, исходной смеси и остатке, F †расходы соответ30 ственно исходной смеси и остатка.

Определяют скорость изменения количества жидкости в кубе ректификационной колонны и сборнике конденсата

Содержание, 7

Углеводород кубового осдистиллята смеси углеводородов на входе в колонтатка ну пС Нс -i

<< IÑ) V, 40 с где

0,03

0,03

0,47

21,94

34, 23

12, 50

30,51

0,29

«иже

2,92

96,62

0,35

0,11

0,18

44,57

16,17

28,73

10,35 выше

Часть конденсата из сборника 4 подают в колонну 1 в качестве флегмы.

Остальная часть конденсата — дистиллят — является товарным продуктом (Фракция С ).

Флегмовое число поддерживают равным 3,8. Допустимые пределы изменения флегмового числа составляют 3,54,0, а изменения соотношения паровой

4е

U ня в кубе ректификационной колонны, датчик, 14 уровня в сборнике конденсата, электронная вычислительная машина (ЭВМ) 15 и устройство 16 сигнализации.

Жидкую смесь углеводородов подают в ректификационную колонну 1 для выделения товарной продукции — фракции С

Далее фракцию С подают на склад готовой продукции. Кубовый остаток, называемый пироконденсатом, подают на дальнейшую переработку для выделения фракций С6, С8 и Cg.

В таблице приведены составы жидкой смеси углеводородов на входе ректификационной колонны 1, дистиллята, кубового .остатка (расход жидкой смеси углеводородов в колонну 1 (20000-30000) кг/ч, расход дистиллята (5000-7000). кг/ч, расход кубового остатка (15000-25000) кг/ч).

В кипятильник 2 колонны 1 подают водяной пар под давлением 0,3 ИНа.

Расход пара в кипятильник 2 колонны

1 (5000-7000) кг/ч.

В качестве хладоагента в конденса тор 3 подают промышйенную воду. фазы и жидкости в колонну 1 составляют 0,8-1,5.

С помощью датчиков 5, 7, 9 и 11 расхода и регуляторов 6, 8, 10 и 12 расхода стабилизируют расходы жидкости в ректификационную колонну 1, флегмы, дистиллята и кубового остатка.

Сигналы от датчиков 5,7,9 и 11 расхода жидкости в ректификационную колонну 1, флегмы, дистиллята, кубового остатка, а также от датчиков

13 и 14, уровня в кубе колонны 1-и в сборнике конденсата подают на входы 3ВМ 15.

Концентрация искомого компонента определяется в соответствии с выражением где С, Сн, Ск — концентрация искомого компонента соНк Нк,, - ,к к к > ч к — скорость изменения количества жидкости в кубе ректификационной колонны 1, кг/ч, уровень жидкости в кубе ректификационной колонны 1 в текущий и предыдущий моменты времени,м; площадь зеркала жидкости B кубе ректификационной колонны 1, м ; плотность жидкости в кубе ректификационной колонны 1, кг/м ; время дискретизации, скорость изменения количества жидкости в сборнике 4 конденсата, кг/ч;

1495336 ва ялдкости в кубе ректификационной колонны

1 и сборнике 4 конденсата, расходов жидкости в ректификационную колонну 1, кубового остатка, флегмы, дистиллята,кг/ч, A Ю 4%

-F; F), -7», — 7

c ° 1! л

4Fp = Ри, F«

1 гъ Д

g ping k&

ht с, g gg с, й

А

Рк; Е gt- Fê, + !

„, е5

° » —g .&.gg . К&-1

) у

;р,у,, .F„+ Рк

Ф !

+-I7„, ) + lЧ;,1) Ье

).. ф .Е, +Де ql.-»

+Д&.) $&-& 1

Чк

Г = .Р + (1

3 .86++61 3 (50

Vc1

= Р", ДРР, +7; с и

Ч

С&

° Рл *

» Р &1»

» рн,» ю где Vg,, Чс, М.&» &1» &

Р, Р & соответственно 55 текущие и сглаженные значения скорости изме- -

-нения количест»„; - — & — &»;. Fcgel

+ рн. >

F».

К&

+ рк > н, Н . — уровень жидкости в сборс, нике 4 конденсата, в текущий и предыдущий мо5 менты времени, м

$ — площадь зеркала жидкости с в сборнике 4 конденсата, м2 э

Pñ плотность жидкости в 10 сборнике 4 конденсата.

Для повышения точности определения скорости изменения количества жидкости в кубе ректификационной колонны 1 и сборнике 4 конденсата можно также испольэовать метод четвертых разностей. ректификационная колонна является объектом управления с большим временем запаздывания. В отдельных слу- 20 чаях выходные параметры процесса ректификации изменяются только через

2-3 ч после изменения входных параметров. По этой причине для составления материального баланса колонны 25 необходимо использовать усредненные значения расходов жидкости. Поэтому найденные значения с;;орости изменения количества жидкости, расходов жидкости в колонну 1, кубового остатка, флегмы, дистиллята усредняют по времени:

+ (1 ) 7 °

9 +дс

35 л

+(1)7 °

ОД+ht) г

Р, Д" р, .„(1,р.

Hi ед. " (9gt)

Я&» Чг» Ч1»0& »

Q 5, Q 6 постоянная Вре» мени фильтров,ч, 1 — текущий и предыдущий моменты дискретного времени, Определяют по полученным усредненным значениям величину материального небаланса колонны ректификации где Д Р вЂ” величина раэбаланса,кг/ч.

Рс

Корректируют значения скорости изменения жидкости в кубе ректификационной -колонны 1 и сборнике 4 конденсата, расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы и дистиллята в зависимости от их текущих значений, величины материального небаланса ректификационной колонны 1, а также суммы значений расходов жидкости в ректификационную колонну l, кубовой жидкости, флегмы, дистиллята, скорости изменения количества жидкости в кубе колонны 1 и сборнике 4 конденсата: — +»и р

Чк рс м °

1495336 и =- — ьк, Я

9< Рс м

Определяют флегмовое число ректификационной колонны (К",) по скоррек1 тированным значениям расхода флегмы и дистиллята

F*, Ra =

)I

FA ф

ГА;

ga—

3

Сравнивают .значения материального небаланса ректификационной колонны, флегмового числа, соотношения расходов паровой фазы и жидкости в колонну с допустимыми величинами, а при вы- . ходе этих значений за допустимые пределы формируют сигналы о необходимости наладки измерительных каналов расхода жидкости и анализа технологического режима ректификационной колонны

1 Рр } Рр

Р

I>

0 ) фРр, 1 - )Fpg< G

19 (И 6 К „„) Ч (К1Ъ К>ла ) ъ

0 н 1 макс (мин вакс 1

1де. допустимьп предел иебаланса ректификационной колонны, кг/ч ниж1п и и верхний пределы изменения флегмового числа, нижний и верхний пределы изменения г

1 йии Рйащ "

ВЕЩИЙ Маю

Определяют соотношение расходов паровой фазы и жидкости в ректифика„ционную колонну (SP) по скорректированным значениям расходов флегмы, дистиллята, жидкости в колонну и скорости изменения количества жидкости в сборнике конденсата соотношения расходов паровой фазы и жидкости в ко5 лонну, Р °, Р,, Р > — значения сигналов о необходимости наладки измерительных каналов расхо10 да жидкости и анали з а т ехиологич еского режима ректи фикационной колонны, вызванной нару1 шением допустимых пределов изменения значений материального небаланса ректификационной ко20 лонны, флегмового числа, соотношения расхода паровой фазы и жидкости в колонну.

25 Сигналы P P ., P, подают на соответствующие входы устройства 1б сигнализации. Если сигнал равен 1 (например, Р„ = 1), то загорается соответствующее табло на устройстве

30 сигнализации или икдуцируется сооб-щение на экране дисплейного модуля о необходимости наладки измерительных: каналов и анализа технологического режима ректификации для соответствую

Формула изобретения

Способ автоматического контроля процесса ректификации осуществляемый путем измерения уровней жидкости в кубе ректификационной колонны и сборнике конденсата, расходов жидкости в ректифнкационную колонну, кубового остатка, флегмы, дистнллята и опреде«

45 ления по указанным параметрам технологических показателей процесса, отличающийся тем, что, с целью снижения материальных и энергетических потерь, определяют ско50 рость изменения количества жидкости в кубе ректификационной колонны и сборнике конденсата, усредняют по времени найденные значения скорости изменения количества жидкости, а так»

1ке усредняют по времени расходы жидкости в ректификационную колонну, кубового остатка, фпегмы и дистиллята, определяют по найденным усредненным эначеййям величину материального нес

149533б

Составитель Прусковцев

Техред М.Ходанич Корректор М. Шароши

Редактор Н. Рогулич

Заказ 4210/23 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 баланса (разбаланса) ректификационной колонны, корректируют значения скорости изменения жидкости в кубе колонны и сборнике конденсата, расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы и дистиллята в зависимости от их текущих значений, величины материального небаланса ректификационной колоннъi, а также суммы эна- 10 чений расходов жидкости в колонну, кубового остатка, флегмы, дистиллята, скорости изменения количества жидкости в кубе колонны и сборнике конденсата, определяют флегмовое число ко- 15 лонны по скорректированным значениям расхода флегмы и дистиллята, а также соотношение расходов паровой фазы и жидкости в колонну по скорректированным значениям расходов флегмы, дистиллята, жидкости в колонну и скорости изменения количества жидкости в сборнике конденсата, сравнивают значения материального небаланса ректификационной колонны, флегмового числа, соотношения расходов паровой фазы и жидкости в колонну с допустимыми пределами, а при выходе этих значений за допустимые пределы формируют и подают сигналы на, устройство сигнализации о необходимости наладки измерительных каналов расхода жидкости и анализа технологического режима ректификационной колонны.