一种基于多输入多输出控制的HCC-240fa分离工艺及其分离装置的制作方法

一种基于多输入多输出控制的hcc-240fa分离工艺及其分离装置
技术领域
1.本发明涉及制冷剂技术领域，尤其是指一种基于多输入多输出控制的hcc-240fa分离工艺及其分离装置。


背景技术：

2.目前的hcc-240fa分离过程的控制的稳定性对分离效果至关重要，而目前240fa分离过程的控制主要通过现有的dcs多个单回路控制，由于两股进料的波动以及分离过程的工艺变量之间具有较高的耦合性，很难实现分离过程的长期稳定控制,存在的问题具体如下：
3.(1)多个单回路控制分离过程在工艺状况波动时无法及时地经济地做出控制响应，导致分离效果不达标。
4.(2)目前的控制方案无法对两股进料产生的流量与温度的波动进行有效的控制，导致分离过程的稳定性问题。
5.(3)目前重组分排放无法实现全自动化。
6.(4)操作员会高频次人工干涉控制回路影响到控制的稳定性。


技术实现要素：

7.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中hcc-240fa分离过程中的稳定性问题，通过多参数输入输出控制和的间歇排放控制保证了上游的物料平衡出料的要求，同时达到了热稳定进料的目的，使分离塔的稳定性得到了很大的提高，而且保证了塔顶产品的质量，最大程度的降低了塔釜重组废物的排放，经济性有了显著的提高。
8.为解决上述技术问题，本发明提供了一种分离装置，包括：
9.冷物料进料罐；
10.常温物料进料罐；
11.分离塔；所述分离塔的侧面设置进料口，冷物料进料罐和常温物料进料罐的出料口分别经过进料分支道一和进料分支道二汇集到进料总管道后与分离塔的进料口连通；
12.塔顶冷凝器，所述塔顶冷凝器与所述分离塔的气体出口和液体进口通过管道与连接；
13.蒸汽再沸器，所述蒸汽再沸器的工艺侧与分离塔的液相物料出口和气相物料进口通过管道连接；蒸汽再沸器的热源侧入口与蒸汽供应管道连接，其出口与蒸汽凝液管道连接；
14.多输入多输出控制器；所述多输入多输出控制器接收冷物料流量和进料总管道内的进料温度信息后进行分析处理，通过调节常温物料流量设定值，实现分离塔进料热稳定控制；所述多输入多输出控制器接收冷物料流量与常温物料流量加和后的总流量信息、塔顶冷凝器的回流量信息、分离塔的塔釜液位信息、塔釜温度信息后进行分析处理，通过调节
塔顶回流流量设定值、调节再沸器蒸汽流量设定值以及塔釜间歇排放时间设定值，实现分离塔的塔釜温度控制、塔釜液位控制以及分离塔的出料控制；
15.出料流量间歇控制器；出料流量间歇控制器接收多输入多输出控制器的控制信号，对分离塔的出料进行间隔控制，实现重组分废物间歇排放。
16.在本发明的一个实施例中，所述冷物料进料罐的进料分支管道一设有第一液位控制器和用于控制冷料进料流量的第一流量控制器。
17.在本发明的一个实施例中，所述第一流量控制器与第一液位控制器串联设置。
18.在本发明的一个实施例中，所述常温物料进料罐的进料分支管道二上设有用控制常温物料进料流量的第二流量控制器，所述第一流量控制器、第二流量控制器的流量信号输出端与设置在进料总管道上的总进料流量控制器f i 1的输入端连接。
19.在本发明的一个实施例中，所述出料管路上设有第四流量控制器，所述间歇控制器的输出端与第四流量控制器的输入端连接，实现间歇流量控制。
20.在本发明的一个实施例中，所述进料总管道上设有用于检测分离塔进料温度的第一温度测量表，所述第一温度测量表与多输入多输出控制器的输入端连接。
21.在本发明的一个实施例中，所述分离塔的外壁上设有用于检测分离塔的塔釜温度的第二温度测量表，所述分离塔的内部设有用于检测分离塔的塔釜内液体的第二液位控制器,所述第二温度测量表和第二液位控制器与多输入多输出控制器的输入端连接。
22.在本发明的一个实施例中，所述塔顶冷凝器与分离塔的液体进口之间的回流管道上设有第五流量控制器；所述第五流量控制器的输入端与多输入多输出控制器的输出端连接。
23.在本发明的一个实施例中，所述蒸汽再沸器的蒸汽物流管道上设有第三流量控制器，所述第三流量控制器的输入端与多输入多输出控制器的输出端连接。
24.一种基于多输入多输出控制的hcc-240fa分离工艺，具体包括：
25.s1、冷物料和常温物料分别通过分支进料管道一和分支进料管道二混合进入总进料管道，总进料管道将混合后的物料送入分离塔进行分离；
26.s2、分离塔顶部的气体出口排出的气体送入塔顶冷凝器进行冷凝，塔顶冷凝器对气体进行冷凝处理后，一部分通过塔顶回流管道回流至分离塔的塔顶，另一部分通过塔顶采出管道排出；
27.s3、通过蒸汽物流管道将蒸汽送入蒸汽再沸器，分离塔的塔釜液相一部分经过蒸汽再沸器回流至分离塔的塔釜，另一部分作为重组分废物通过高沸物出料泵经过出料管道排出；
28.s4、多输入多输出控制器2接收第一流量控制器、总控制流量控制器、第三流量控制器的流量信息，第一温度测量表以及第二温度测量表的温度信息，分离塔的第二液位控制器的液位信息，进而获得接收冷物料进料罐的冷物料流量、总进料流量、进料总管道的进料温度、分离塔的塔釜温度和塔釜液位；
29.s5、多输入多输出控制器通过对上述流量数据、温度数据和液位数据进行分析处理，然后将控制信号发送至第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器、第五流量控制器和间歇控制器；同时对第一温度测量表、第二温度测量表的温度参数以及分离塔的第二液位控制器的液位参数进行设定；
30.s6、第二流量控制器接收多输入多输出控制器的控制信号实现对常温物料的进料进行控制；
31.s7、第三流量控制器接收多输入多输出控制器的控制信号实现对蒸汽再沸器的蒸汽流量控制；
32.s8、第五流量控制器接收多输入多输出控制器的控制信号，实现塔顶冷凝器的回流量的流量控制。
33.s9、间歇控制器接收多输入多输出控制器的控制信号，调整塔釜重组分废物的间歇时间。
34.s10、第四流量控制器接收间歇控制器的控制信号，实现塔釜重组分废物的间歇排放。
35.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
36.本发明所述的在本发明的一种基于多输入多输出控制的hcc-240fa分离工艺及其分离装置，利用多参数输入输出控制器实现常温物料进料罐、塔顶冷凝器和蒸汽再沸器的蒸汽流量控制以及对进料温度、分离塔的塔釜温度和液位进行设定，保证了上游物料平衡出料的要求，达到了热温度进料的目的，使得分离塔的稳定性得到很大提高；同时通过在分离塔的塔釜重组分出料侧通过多参数输入输出器控制间歇控制器不断调整间歇排放时间，实现在较高塔釜温度下的出料间歇排放，既保证了塔顶产品的质量又最大程度降低了塔釜重组分废物的排放，经济性有了显著的提高。
附图说明
37.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
38.图1是本发明优选实施例中分离装置的结构示意图。
39.说明书附图标记说明：v-1、冷物料进料罐；v-2、常温物料进料罐；t-1、分离塔；e-1、蒸汽再沸器；e-2、塔顶冷凝器；lc1、第一液位控制器、fc1、第一流量控制器；fc2、第二流量控制器；fc3、第三流量控制器；fc4、第四流量控制器；fc5、第五流量控制器；f i 1为总进料流量控制器；t i 1、第一温度测量表；t i2、第二温度测量表；l i 1、第二液位控制器；s1、分支管道一；
40.s2、分支管道二；s3、蒸汽供应管道；s4、出料管道；s5、t-1塔顶回流物流；
41.s6、塔顶采出物流管道；1、高沸物出料泵；2、多输入多输出控制器；3、间歇控制器。
具体实施方式
42.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
43.参照图1所示，本发明的一种分离装置，包括：
44.冷物料进料罐v-1；
45.常温物料进料罐v-2；
46.分离塔t-1；所述分离塔t-1的侧面设置进料口，冷物料进料罐v-1和常温物料进料罐v-2的出料口分别经过进料分支道一s1和进料分支道二s2汇集到进料总管道后与分离塔
t-1的进料口连通；
47.塔顶冷凝器e-2，所述塔顶冷凝器e-2与所述分离塔t-1的气体出口和液体进口通过管道与连接；
48.蒸汽再沸器e-1，所述蒸汽再沸器e-1的工艺侧与分离塔t-1的液相物料出口和气相物料进口通过管道连接；蒸汽再沸器e-1的热源侧入口与蒸汽供应管道s3连接，其出口与蒸汽凝液管道连接；所述蒸汽再沸器e-1的工艺侧指的是分离塔t-1底部流出需要被加热的液相工艺物料到蒸汽再沸器e-1获得热量后变成气相工艺物料返回到分离塔t-1的一侧；
49.高沸物出料泵1；所述高沸物出料泵与所述分离塔t-1底端的出料口通过出料管道连接，
50.所述多输入多输出控制器2接收冷物料流量和进料总管道内的进料温度信息后进行分析处理，通过调节常温物料流量设定值，实现分离塔t-1进料热稳定控制；多输入多输出控制器2接收冷物料流量与常温物料流量加和后的总流量信息、塔顶冷凝器e-2的回流量信息、分离塔t-1的塔釜液位信息、塔釜温度信息后进行分析处理，通过调节塔顶回流流量设定值、调节蒸汽再沸器e-1的蒸汽流量设定值以及塔釜间歇排放时间设定值，实现分离塔t-1的塔釜温度控制、塔釜液位控制以及分离塔t-1的出料控制；
51.出料流量间歇控制器3；出料流量间歇控制器3接收多输入多输出控制器的控制信号，对分离塔t-1的出料进行间隔控制，实现重组分废物间歇排放。
52.其中，所述冷物料进料罐v-1的进料分支管道一s1设有第一液位控制器lc1和用于控制冷料进料流量的第一流量控制器fc1。所述第一流量控制器fc1与第一液位控制器lc1串联设置。
53.进一步地，所述常温物料进料罐v-2的进料分支管道二s2上设有用控制常温物料进料流量的第二流量控制器fc2，所述第一流量控制器fc1、第二流量控制器fc2的流量信号输出端与设置在进料总管道上的总进料流量控制器f i 1的输入端连接。所述出料管路s4上设有第四流量控制器fc4，所述间歇控制器3的输出端与第四流量控制器fc4的输入端连接，实现间歇流量控制。出料流量间歇控制器3内引入间歇排放时间，通过控制第四流量控制器fc4实现分离塔t-1的塔釜重组分废物流量控制，将塔釜重组分废物从出料管道s4中排出；所述进料总管道上设有用于检测分离塔t-1进料温度的第一温度测量表ti1，所述第一温度测量表ti1与多输入多输出控制器2的输入端连接。所述分离塔t-1的外壁上设有用于检测分离塔t-1的塔釜温度的第二温度测量表ti2，所述分离塔t-1的内部设有用于检测分离塔t-1的塔釜内液体的第二液位控制器lc2,所述第二温度测量表t i2和第二液位控制器lc2与多输入多输出控制器2的输入端连接。所述塔顶冷凝器e-1与分离塔t-1的液体进口之间的回流管道上设有第五流量控制器fc5；所述第五流量控制器fc5的输入端与多输入多输出控制器2的输出端连接。所述蒸汽再沸器e-2的蒸汽供应管道s3上设有第三流量控制器fc3，所述第三流量控制器fc3的输入端与多输入多输出控制器2的输出端连接。
54.相应于上述一种分离装置的实施例，本发明实施例还提供了一种基于多输入多输出控制的hcc-240fa分离工艺，该分离工艺基于如上述所述的分离装置实现，分离工艺包括：
55.s1、冷物料和常温物料分别通过分支进料管道一s1和分支进料管道二s1混合进入总进料管道，总进料管道将混合后的物料送入分离塔t-1进行分离；
56.s2、分离塔t-1顶部的气体出口排出的气体送入塔顶冷凝器e-2进行冷凝，塔顶冷凝器e-2对气体进行冷凝处理后，一部分通过塔顶回流管道s5回流至分离塔的塔顶，另一部分通过塔顶采出管道s6排出；
57.s3、通过蒸汽供应管道s3将蒸汽送入蒸汽再沸器e-1,分离塔t-1的塔釜液相一部分经过蒸汽再沸器e-1回流至分离塔t-1的塔釜，另一部分作为重组分废物通过高沸物出料泵1经过出料管道s4排出；
58.s4、多输入多输出控制器2接收第一流量控制器fc1、总控制流量控制器f i 1、第三流量控制器fc3的流量信息，第一温度测量表t i 1以及第二温度测量表t i2的温度信息，分离塔t-1的第二液位控制器lc2的液位信息，进而获得接收冷物料进料罐v-1的冷物料流量、总进料流量、进料总管道的进料温度、分离塔t-1的塔釜温度和塔釜液位；
59.s5、多输入多输出控制器2通过对上述流量数据、温度数据和液位数据进行分析处理，然后将控制信号发送至第二流量控制器fc2、第三流量控制器fc3、第四流量控制器fc4、第五流量控制器fc5和间歇控制器3；同时对第一温度测量表t i 1、第二温度测量表t i2的温度参数以及分离塔的第二液位控制器的液位参数进行设定；
60.s6、第二流量控制器fc2接收多输入多输出控制器2的控制信号实现对常温物料的进料进行控制；
61.s7、第三流量控制器fc3接收多输入多输出控制器2的控制信号实现对蒸汽再沸器e-1的蒸汽流量控制；
62.s8、第五流量控制器fc5接收多输入多输出控制器2的控制信号，实现塔顶冷凝器e-2的回流量的流量控制。
63.s9、间歇控制器3接收多输入多输出控制器2的控制信号，调整塔釜重组分废物的间歇时间。
64.s10、第四流量控制器fc4接收间歇控制器3的控制信号，实现塔釜重组分废物的间歇排放。
65.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种分离装置，其特征在于；包括：冷物料进料罐；常温物料进料罐；分离塔；所述分离塔的侧面设置进料口，冷物料进料罐和常温物料进料罐的出料口分别经过进料分支道一和进料分支道二汇集到进料总管道后与分离塔的进料口连通；塔顶冷凝器，所述塔顶冷凝器与所述分离塔的气体出口和液体进口通过管道与连接；蒸汽再沸器，所述蒸汽再沸器的工艺侧与分离塔的液相物料出口和气相物料进口通过管道连接；蒸汽再沸器的热源侧入口与蒸汽供应管道连接，其出口与蒸汽凝液管道连接；高沸物出料泵；所述高沸物出料泵与所述分离塔底端的出料口通过出料管道连接；多输入多输出控制器；所述多输入多输出控制器接收冷物料流量和进料总管道内的进料温度信息后进行分析处理，通过调节常温物料流量设定值，实现分离塔进料热稳定控制；所述多输入多输出控制器接收冷物料流量与常温物料流量加和后的总流量信息、塔顶冷凝器的回流量信息、分离塔的塔釜液位信息、塔釜温度信息后进行分析处理，通过调节塔顶回流流量设定值、调节再沸器蒸汽流量设定值以及塔釜间歇排放时间设定值，实现分离塔的塔釜温度控制、塔釜液位控制以及分离塔的出料控制；出料流量间歇控制器；出料流量间歇控制器接收多输入多输出控制器的控制信号，对分离塔的出料进行间隔控制，实现重组分废物间歇排放。2.根据权利要求1所述的一种分离装置，其特征在于：所述冷物料进料罐的进料分支管道设有第一液位控制器和用于控制冷料进料流量的第一流量控制。3.根据权利要求2所述的一种分离装置，其特征在于：所述第一流量控制器与第一液位控制器串联设置。4.根据权利要求3所述的一种分离装置，其特征在于：所述常温物料进料罐的进料分支管道上设有用控制常温物料进料流量的第二流量控制器，所述第一流量控制器、第二流量控制器的流量信号输出端与设置在进料总管道上的总进料流量控制器的输入端连接。5.根据权利要求4所述的一种分离装置，其特征在于：所述出料管路上设有第四流量控制器，所述间歇控制器的输出端与第四流量控制器的输入端连接，实现间歇流量控制。6.根据权利要求5所述的一种分离装置，其特征在于：所述进料总管道上设有用于检测分离塔进料温度的第一温度测量表，所述第一温度测量表与多输入多输出控制器的输入端连接。7.根据权利要求6所述的一种分离装置，其特征在于：所述分离塔的外壁上设有用于检测分离塔的塔釜温度的第二温度测量表，所述分离塔的内部设有用于检测分离塔的塔釜内液体的第二液位控制器,所述第二温度测量表和第二液位控制器与多输入多输出控制器的输入端连接。8.根据权利要求7所述的一种分离装置，其特征在于：所述塔顶冷凝器与分离塔的液体进口之间的回流管道上设有第五流量控制器；所述第五流量控制器的输入端与多输入多输出控制器的输出端连接。9.根据权利要求8所述的一种分离装置，其特征在于：所述蒸汽再沸器的蒸汽物流管道上设有第三流量控制器，所述第三流量控制器的输入端与多输入多输出控制器的输出端连接。
10.一种基于多输入多输出控制的hcc-240fa分离工艺，其特征在于：该分离工艺基于如权利要求1-9任意一项所述的分离装置实现，分离工艺包括：s1、冷物料和常温物料分别通过分支进料管道一和分支进料管道二混合进入总进料管道，总进料管道将混合后的物料送入分离塔进行分离；s2、分离塔顶部的气体出口排出的气体送入塔顶冷凝器进行冷凝，塔顶冷凝器对气体进行冷凝处理后，一部分通过塔顶回流管道回流至分离塔的塔顶，另一部分通过塔顶采出管道排出；s3、通过蒸汽物流管道将蒸汽送入蒸汽再沸器，分离塔的塔釜液相一部分经过蒸汽再沸器回流至分离塔的塔釜，另一部分作为重组分废物通过高沸物出料泵经过出料管道排出；s4、多输入多输出控制器接收第一流量控制器、总控制流量控制器、第三流量控制器的流量信息，第一温度测量表以及第二温度测量表的温度信息，分离塔的第二液位控制器的液位信息，进而获得接收冷物料进料罐的冷物料流量、总进料流量、进料总管道的进料温度、分离塔的塔釜温度和塔釜液位；s5、多输入多输出控制器通过对上述流量数据、温度数据和液位数据进行分析处理，然后将控制信号发送至第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器、第五流量控制器和间歇控制器；同时对第一温度测量表、第二温度测量表的温度参数以及分离塔的第二液位控制器的液位参数进行设定；s6、第二流量控制器接收多输入多输出控制器的控制信号实现对常温物料的进料进行控制；s7、第三流量控制器接收多输入多输出控制器的控制信号实现对蒸汽再沸器的蒸汽流量控制；s8、第五流量控制器接收多输入多输出控制器的控制信号，实现塔顶冷凝器的回流量的流量控制。s9、间歇控制器接收多输入多输出控制器的控制信号，调整塔釜重组分废物的间歇时间。s10、第四流量控制器接收间歇控制器的控制信号，实现塔釜重组分废物的间歇排放。

技术总结
本发明涉及基于多输入多输出控制的HCC-240fa分离工艺及其分离装置，多输入多输出控制器接收冷物料流量和进料总管道内的进料温度信息后进行分析处理，调节常温物料流量设定值；接收冷物料流量与常温物料流量加和后的总流量信息、塔顶冷凝器的回流量信息、分离塔的塔釜液位信息、塔釜温度信息后进行分析处理，调节塔顶回流流量设定值、调节再沸器蒸汽流量设定值以及塔釜间歇排放时间设定值，实现分离塔的塔釜温度控制、塔釜液位控制以及分离塔的出料控制。本发明保证上游的物料平衡出料的要求，同时达到了热稳定进料的目的，使得分离塔的稳定性得到很大的提高，而且保证了塔顶产品的质量，最大程度的降低了塔釜重组废物的排放，经济性有了显著的提高。经济性有了显著的提高。经济性有了显著的提高。


技术研发人员：丰俊 刘召淞 王源野 刘国彬
受保护的技术使用者：中化蓝天霍尼韦尔新材料有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/9/23