Индивидуальные студенческие работы


Что такое контрольная тарелка в ректификации

  • Удобное всего задаться относительной массой СдШ паров и с помощью расчета проверить нравнльность принятой величины;
  • Таким образом , эффект ректификации и испаряющееся действие водяного пара будут снижаться на каждой последующей тарелке.

Система содержит датчики расхода и состава сырья, датчик расхода кубового продукта, блок материального баланса, динамический блок, сумматоры, регулятор расхода кубового продукта, датчик расхода флегмы, анализатор состава флегмы, регулятор расхода что такое контрольная тарелка в ректификации, анализатор состава на нижней контрольной тарелке или в кубе колонны, регулятор расхода кубового продукта, датчик уровня флегмовой емкости, датчик расхода дистиллята, датчик температуры в кубе колонны, клапан расхода теплоносителя в кипятильник, блок коррекции флегмового числа, компенсаторы возмущений по расходу и составу сырья, компенсаторы перекрестных связей, регулятор температуры в кубе колонны, регулятор состава флегмы, датчик уровня в кубе колонны.

Система позволяет существенно повысить качество управления составами дистиллята и кубового продукта. Предлагаемое изобретение относится к системам автоматического управления процессом ректификации, например, в производстве стирола из этилбензола и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Справочник химика 21

Известна система, реализующая способ автоматического управления процессом экстрактивной ректификации, содержащая датчики и регуляторы температуры на контрольных тарелках колонны, датчики и регуляторы составов дистиллята и кубового продукта, а также датчики температуры экстрагента и давления теплоносителя, подаваемого в куб колонны, компенсаторы см.

В способе осуществляется связанное регулирование температуры на верхней и нижней контрольных тарелках колонны и компенсация внешних возмущений по давлению теплоносителя и температуре экстрагента.

Недостатком известного способа является отсутствие компенсации возмущений по расходу и составу сырья на составы продуктов разделения, а также большая инерционность регулирования состава что такое контрольная тарелка в ректификации продукта по отклонению при большом объеме, что приводит к недостаточно высокому качеству регулирования получаемых продуктов разделения заданного состава.

Известна также система для автоматического регулирования расхода кубового продукта в процессе ректификации, содержащая датчики расхода и состава сырья, датчики расхода и состава кубового продукта, корректирующий блок, блоки умножения, масштабирования и суммирования см.

Регулирование расхода кубового продукта осуществляется с коррекцией по его составу и в зависимости от расхода и состава сырья.

Недостатком известной системы является отсутствие компенсации возмущений по расходу сырья на качество дистиллята, что такое контрольная тарелка в ректификации также компенсации внутренних перекрестных влияний расхода флегмы и расхода теплоносителя на составы кубового продукта и дистиллята соответственно.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является система автоматического управления процессом ректификации, содержащая датчики расхода и состава что такое контрольная тарелка в ректификации, датчик расхода кубового продукта, соединенного через регулятор с клапаном, блок материального баланса, входы которого связаны с датчиками расхода и состава сырья, а выход соединен с входом динамического блока, связанного своим выходом с сумматором, соединенным с входом регулятора расхода кубового продукта, датчик расхода флегмы, соединенный через регулятор с клапаном, анализатор состава флегмы, соединенный через регулятор с сумматором, связанным с задающим входом регулятора расхода флегмы, анализатор состава на нижней контрольной тарелке или в кубе колонны, соединенный через регулятор с сумматором, связанным с задающим входом регулятора расхода кубового продукта, датчик уровня флегмовой емкости см.

Недостатком известной системы также является отсутствие компенсации возмущений по расходу сырья на качество дистиллята, а также компенсации внутренних перекрестных влияний расхода флегмы и расхода теплоносителя на составы кубового продукта и дистиллята соответственно. Техническая задача предлагаемого изобретения - повышение качества управления составами дистиллята и кубового продукта колонны при значительных возмущениях по расходу и составу сырья и наличии внутренних перекрестных связей по каналам управления.

Технический результат изобретения выражается в том, что снижаются потери продуктов разделения при значительных возмущениях по расходу и составу сырья и наличии перекрестных связей по каналам управления за счет введения компенсации через материальный баланс и внутренней компенсации взаимного влияния что такое контрольная тарелка в ректификации флегмы и расхода теплоносителя в кипятильник на составы кубового продукта и дистиллята соответственно.

Совокупность новых признаков в сочетании с известными сообщают предлагаемому изобретению новые свойства, обеспечивающие повышение качества управления составами дистиллята и кубового продукта в условиях значительных возмущений по расходу и составу сырья за счет введения взаимосвязанного управления получаемых продуктов разделения и компенсации внешних возмущений по сырью.

Химия и химическая технология

На чертеже показана функциональная схема для реализации предлагаемой системы. Схема состоит из ректификационной колонны К1кипятильника К2 и дефлегматора D и содержит датчики 1,2 расхода и состава сырья, датчик 3 расхода кубового продукта, регулятор 4 и клапан 5, динамический блок 6, связанный своим выходом с входом регулятора 4 расхода кубового продукта, датчик 7 расхода флегмы, регулятор 8 и клапан 9, анализатор 10 состава флегмы, регулятор 11, связанный с задающим входом регулятора 8 расхода флегмы, датчик 12 расхода дистиллята, регулятор 13 и клапан 14, датчик 15 уровня флегмовой емкости, регулятор 16, связанный с задающим входом регулятора 13 расхода дистиллята, датчик 17 что такое контрольная тарелка в ректификации в кубе колонны, регулятор 18, клапан 19.

  • Предлагаемое изобретение относится к системам автоматического управления процессом ректификации, например, в производстве стирола из этилбензола и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности;
  • Для поддержания концентрации тяжелокипящего компонента в дистилляте в пределах допустимого значения регулятор 11 по сигналу от анализатора 10 состава флегмы вырабатывает управляющий сигнал и выдает через сумматор 24 на задание регулятору 8 расходу флегмы;
  • Рассмотрим новые копструкции тарелок К15лониых аппаратов, применяемых при ректификации, дистилляции и других массообменных процессах.

Система работает следующим образом. По текущим значениям расхода и состава сырья от датчиков 1, 2 блок 20 материального баланса рассчитывает отбор кубового продукта где F - расход сырья на колонну; XF - концентрация тяжелокипящего компонента в сырье; - заданное значение концентрации тяжелокипящего компонента в кубовом продукте; - предельно-допустимое значение концентрации тяжелокипящего компонента в дистилляте.

По информации от блока 20 материального баланса динамический блок 6 с учетом динамики по каналу: По информации от анализатора что такое контрольная тарелка в ректификации состава на нижней контрольной тарелке или в кубе колонны регулятор 29 вырабатывает и выдает управляющий сигнал через сумматор 30 на вход регулятора 4 с целью поддержания концентрации тяжелокипящего компонента на заданном уровне.

Точка пробоотбора анализатора 28 состава определяется конкретными возможностями отбора пробы.

  • Недостатком известной системы также является отсутствие компенсации возмущений по расходу сырья на качество дистиллята, а также компенсации внутренних перекрестных влияний расхода флегмы и расхода теплоносителя на составы кубового продукта и дистиллята соответственно;
  • Система позволяет существенно повысить качество управления составами дистиллята и кубового продукта;
  • Оба видд моделей могут быть построены либо на основании;
  • Точка пробоотбора анализатора 28 состава определяется конкретными возможностями отбора пробы;
  • W012 z - расход флегмы - состав кубового продукта; W021 z - расход теплоносителя - состав дистиллята; W01 z - расход флегмы - состав дистиллята; W02 z - расход теплоносителя - состав кубового продукта; uк12 z , uк21 z - выходные сигналы с компенсаторов 26, 25 соответственно; u1 z , u2 z - выходные сигналы компенсаторов 26, 25, поступающие с выходов регуляторов 11, 18 соответственно;
  • Недостатком известного способа является отсутствие компенсации возмущений по расходу и составу сырья на составы продуктов разделения, а также большая инерционность регулирования состава кубового продукта по отклонению при большом объеме, что приводит к недостаточно высокому качеству регулирования получаемых продуктов разделения заданного состава.

Уровень в кубе колонны стабилизируется по сигналу от датчика 31 регулятором 32, который выдает задающий сигнал регулятору 18 температуры в кубе колонны. Поддержание температуры в кубе колонны регулятором 18 осуществляется воздействием на клапан 19 расхода теплоносителя в кипятильник.

3.3 Температурные профили, контрольные зоны (оптимизация расположения датчиков)

С целью компенсации возмущений по расходу и составу сырья компенсатор 21 по информации от блока 20 материального баланса вырабатывает компенсирующий сигнал FT по расходу теплоносителя в кипятильник 3 где - текущее и предыдущее значения отбора кубового продукта, поступающие от блока 20, K - коэффициент пропорциональности; FT - корректирующий сигнал, выдаваемой компенсатором 21 через сумматор 23 на клапан 19 расхода теплоносителя.

Блок 27 коррекции флегмового числа по информации от датчика 2 состава сырья производит коррекцию флегмового числа Ф в зависимости от концентрации XF и выдает сигнал на компенсатор 22 где E - коэффициент полезного действия колонны по Мэрфи; A0, А1, A2 - коэффициенты аппроксимации, получаемые в результате решения что такое контрольная тарелка в ректификации модели, описывающей статические режимы процесса ректификации.

С целью внутренней компенсации взаимного влияния расхода флегмы и расхода теплоносителя в кипятильник на составы получаемых фракций компенсаторы 26, 25 перекрестных связей по сигналам от регуляторов 11, 18 состава дистиллята и температуры в кубе колонны реализуют алгоритмы регулирования, получаемые из условия автономности: W012 z - расход флегмы - состав кубового продукта; W021 z - расход теплоносителя - состав дистиллята; W01 z - расход флегмы - состав дистиллята; W02 z - расход теплоносителя что такое контрольная тарелка в ректификации состав кубового продукта; uк12 zuк21 z - выходные сигналы с компенсаторов 26, 25 соответственно; u1 zu2 z - выходные сигналы компенсаторов 26, 25, поступающие с выходов регуляторов 11, 18 соответственно.

Выходные сигналы uк12 zuк21 z компенсаторов 26, 25 соответственно поступают через сумматоры 23, 24 на клапан 19 и задающий вход регулятора 8.

Система автоматического управления процессом ректификации

Для поддержания концентрации тяжелокипящего компонента в дистилляте в пределах допустимого значения регулятор 11 по сигналу от анализатора 10 состава флегмы вырабатывает управляющий сигнал и выдает через сумматор 24 на задание регулятору 8 расходу флегмы. Уровень в дефлегматоре по информации от датчика 15 поддерживается регулятором 16, который выдает сигнал на что такое контрольная тарелка в ректификации регулятору 13 расхода дистиллята.

Использование изобретения позволяет существенно повысить качество управления составами дистиллята и кубового продукта при значительных возмущениях по расходу и составу сырья за счет введения внешних компенсаторов, коррекции флегмового числа и учета внутренних перекрестных связей по каналам управления, а также использования прямого цифрового управления.

VK
OK
MR
GP