И. М. Губкина кафедра автоматизации технологических процессов Р. Л. Барашкин проектирование систем управления ректификационными колоннами учебное пособие

АНАЛИЗ РАБОТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННОЙ

На рисунке 15 приведена технологическая схема ректифика- ционной колонны с боковым погоном бензола. Многокомпонент- ная смесь поступает на вход колонны. Спецификация задана по качеству потока колонны с бензолом. Колонна выделяет Н- пентан из входной смеси, а более тяжелые компоненты удаляют- ся в виде кубового остатка.
Цель системы управления обеспечить заданное качество про- дукта в боковом погоне при основных возмущениях  изменении расхода смеси и концентрации компонентов.

^E-2Qконд E-3 R D Е-1 Бензол F Nf V Qриб E-4 B

Рис. 15. Технологическая схема ректификационной колонны с боко- вым погоном бензола

Колонна имеет семь регулирующих клапанов (рис. 16): с четырьмя статическими и тремя динамическими степенями сво- боды.

PT PC ^E-2Qконд V-1 ^E-3V-2 LT LC R V-4 D E-1 V-3 FT ^RRC^FT^FRC F RRC FRC Бензол FT TT TRC ^V-5 V LT LC E-4 Qриб V-6 B V-7

Рис. 16. Схема регулирования ректификационной колонны с боковым погоном бензола

Давление в колонне регулируется с помощью изменения теп- ловой нагрузки конденсатора (клапан V-1). При наличии некон- денсирующихся газов предпочтительный вариант регулирования давления был бы с помощью регулирования неконденсирующих газов в конденсаторе. При уменьшении содержания этих газов повышается теплопередача в конденсаторе от хладагента к верх- нему продукту колонны, что позволяет быстро изменять давле- ние.
Регулирование уровня в накопителе осуществляется с помо- щью изменения расхода рефлюкса клапаном V-3, а расхода бен-
зольных продуктов  с помощью каскадного регулирования с коррекцией по расходу флегмы клапаном V-5.
Уровень в колонне регулируется с помощью изменения теп- ловой нагрузки рибойлера клапаном V-6.
Изменение температуры контрольной тарелки позволяет регу- лировать состав бензольных продуктов с помощью изменения расхода кубового продукта клапаном V-7. Контрольная тарелка выбирается на основе анализа чувствительности.
Основная цель системы управления поддерживать чистоту бензола в боковом отгоне около 99%.
Проведём исследование системы регулирования по каналу возмущения: увеличим объёмный расход смеси в колонну на 5% с 11.5 м³/ч до 12.075 м³/ч (рис. 17).

0 _{30 60 90 120} 150 t, мин