IT8422263A1

IT8422263A1 - Processo per il controllo di una colonna di distillazione

Info

Publication number: IT8422263A1
Application number: ITMI1984A022263A
Authority: IT
Original assignee: Nippon Zeon Co
Priority date: 1983-08-09
Filing date: 1984-08-08
Publication date: 1986-02-08
Also published as: GB8420227D0; GB2144648A; JPS6038001A; ES8600071A1; IT1196217B; CA1213848A; PT79040A; ES534943A0; PT79040B; GB2144648B; US4617092A; BR8403978A; IT8422263A0; MX163468B; JPH0567321B2

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

? E DOM IN ICIS & PARTNERS S.A.S

? i Dom. Nr . 22262 A/84

35601 IZ/ac

Descrizione dell ' invenzione industriale avente per titolo:

"Processo per il controllo di una colonna di distillazione"

A nome: NIPPON ZEON CO. LTD . t con sede a 6-1 , Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku , Tokyo (Giappone ) ed elettivamente domiciliata presso i Mandatari: Riccardo de Dominicis, Silvia de Dominicis, Ireneo Zanella , dello Studio de Dominicis & Partners s .a . s. , a Milano, Via Brera, 6.

Inventore: Teruaki HIRAMATSU .

Depositata il: . i? <? >UlklA ! ^

R i a s s u n t o

Un processo per controllare una colonna di distillazione, in cui un materiale grezzo di alimentazione viene distillato per separazione in un prodotto dalla sommit? della colonna, avente un primo contenuto predeterminato di una componente voluta con un elevato punto di ebollizione, ed in un prodotto dal fondo della colonna, avente un secondo contenuto predeterminato di una componente voluta con un basso punto di ebollizione, mediante controllo della portata di uno dei prodotti ed una parte di detto prodotto ? fatta riaffluire alla colonna, comprendente le fasi di calcolare un desiderato valore della portata di detto prodotto conformemente ad un equilibrio del materiale; controllare la portata di detto prodotto conformemente ad un primo valore desiderato corretto, il quale ? ottenuto correggendo il valore desiderato della portata di <

detto prodotto in risposta alla pi? grande di lina prima DE DOMINICIS a PARTN ERS s. A. a.

?

2

deviazione, tra il primo contenuto della componente voluta con un elevato punto di ebollizione ed il suo valore desiderato, ed una seconda deviazione, tra il secondo contenuto della componente voluta con un basso punto di ebollizione ed il suo valore desiderato, quando le direzioni di controllo della portata di detto prodotto mediante le polarit? della prima e seconda deviazioni sono uguali ; controllare la portata di detto <">prodotto in conformit? ad un secondo valore desiderato corretto, il quale ? ottenuto correggendo il valore desiderato in risposta alla seconda deviazione quando le direzioni di controllo della portata di detto prodotto mediante le polarit? delle prima e seconda deviazioni sono diverse e controllando la portata di riflusso in risposta ad una maggiore delle prima e seconda deviazioni ; e controllare la portata di detto prodotto in conformit? a valori limitati in un dato intervallo, quando il primo e secondo valore desiderati non cadono in detto intervallo e controllare la portata di riflusso in risposta a detti valori limitati. Viene inoltre divulgata una disposizione circuitale per l ' esecuzione del processo.

(Si propone la Fig. 1 )

D e s c r i z i o n e

Base dell ' invenzione

La presente invenzione concerne un processo di controllo, ovvero comando , di una colonna di distillazione e , in particolare , un processo di controllo di una colonna di distillazione, nel quale ?

dalla sommit? e dal fondo della colonna vengono prodotti prodotti.

DE DOM I NICIS & PARTNERS s.*.s.

ciascuno presentante un contenuto predeterminato di una data componente, mediante controllo, ovvero comando , di una portata di scarico dalla sommit? o dal fondo della colonna di distillazione.

Si richiede talvolta che i prodotti, ciascuno presentando un contenuto predeterminato di una data componente, debbano essere prodotti dalla sommit? e dal fond? della colonna mediante controllo della portata di scarico o della sommit? o del fondo di una colonna di distillazione, indipendentemente da variazioni in una portata di alimentazione alla colonna e nelle componenti .

Sommario dell? invenzione

w . - ?

Uno scopo della presente invenzione consiste pertanto nel fornire un nuovo processo per controllare una colonna di distillazione . Un altro scopo della presente invenzione consiste nel fornire un processo per controllare una colonna di distillazione, nel quale dalla sommit? e dal fondo di una colonna di distillazione si possono produrre prodotti, ciascuno presentando un contenuto predeterminato di una data componente, indipendentemente da variazioni in una portata di alimentazione e nelle componenti. Conformemente alla presente invenzione si fornisce un processo per controllare una colonna di distillazione, nel quale un materiale grezzo di alimentazione viene distillato per sep arazione in un prodotto dalla sommit? della colonna, avente un primo contenuto predeterminato di una componente voluta con un elevato punto di ebollizione, ed un prodotto dal fondo della colonna, avente un DE DOM IN ICIS & PARTNERS S.A.S

secondo contenuto predeterminato di una componente voluta., con basso punto di ebollizione, controllando la portata di uno dei prodotti ed una parte di detto prodotto ? fatta riaffluire alla colonna , comprendente le fasi di: calcolare un desiderato valore della portata di detto prodotto conformemente ad un equilibrio di materiale; controllare la portata di detto prodotto conformemente ad un primo valore desiderato corretto, <' >il quale ? ottenuto correggendo il valore desiderato della portata di detto prodotto in risposta ad una maggiore di una prima deviazione, tra il primo contenuto della componente voluta con un elevato punto di ebollizione ed il suo desiderato valore, ed una seconda deviazione , tra il secondo contenuto della componente voluta con un basso punto di ebollizione ed il suo valore desiderato, quando le direzioni di controllo della portata di detto prodotto tramite le polarit? delle prima e seconda deviazioni sono uguali ; controllare la portata di detto prodotto conformemente ad un secondo valore desiderato corretto, il quale ? ottenuto correggendo il valore desiderato in risposta alla seconda deviazione, quando le direzioni di controllo della portata di detto prodotto tramite le polarit? delle prima e seconda deviazioni sono diverse e controllando la portata di riflusso in risposta ad una maggi?re delle prima e seconda deviazioni ; e controllare la portata di detto prodotto conformemente a valori limitati in un dato intervallo, quando il primo e secondo valori desiderati non cadono in detto intervallo e controllare la portata di riflusso in risposta a detti DE DOMINICIS a PARTNERS S.A .5.

5

I (

valori limitati.

Di conseguenza i contenuti delle componenti volute dei prodotti dal fondo e dalla sommit? della colonna possono essere controllati ad un dato valore mediante sia il controllo della portata del prodotto sia il controllo della portata di riflusso conformemente ad un equilibrio di materiale.

Breve descrizione del dis?gno

Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti leggendo la descrizione dettagliata seguente della presente invenzione con riferimento al disegno, in cui :

l ' unica tavola allegata consistente nella Fig . 1 ? un diagramma a blocchi illustrante un sistema o disposizione di controllo per una forma di esecuzione incorporante la presente invenzione .

Descrizione dettagliata delle forme di esecuzione Facendo ora riferimento alla Fig. 1 , in essa ? illustrata una forma di esecuzione del sistema o disposizione di controllo , ovvero comando , della pre sente invenzione . 11 materiale grezzo di alimentazione viene fornito ad una colonna di distillazione 1 sotto un controllo di valore costante per mezzo di una unit? ( FIC ) 2 di indicazione e regolazione di portata. La componente del materiale grezzo di alimentazione fornito viene misurata mediante un analizzatore (AR 3 ) 3 di costituzione on-line, ovvero in linea . Dall ' altro lato , il prodotto che ? stato distillato dalla sommit? della colonna viene fornito ad un recipiente 5 di prodotto DE DOMIN ICIS a PARTNERS 5.A.S .

<1 >? 6

attraverso uno scambiatore di calore 4. 11 prodotto pu? essere scaricato dal serbatoio o contenitore 5 di prodotto. Una parte del prodotto viene fatta riaffluire alla colonna 1 di distillazione . La portata di riflusso ? controllata per mezzo dell ' unit? 6 di indicazione e regolazione di portata. 11 prodotto dal fondo della colonna viene scaricato attraverso una unit? 7 di indicazione ,e regolazione di portata.

La componente del prodotto dalla sommit? della colonna viene misurata mediante un analizzatore (AR 1 ) 9 di componente in linea, ovvero on-line . L ' uscita dell ' analizzatore 9 ? applicata, quale v ariabile di processo PVl t ad un regolatore (CC 1 ) 10, al quale ? applicato un segnale di valore preimpostato , ovvero di p re imposi azione (SP^ ) > La componente del prodotto dal fondo della colonna ? rilevata mediante un analizzatore di componente (AR 2 ) 11 in linea , ovvero on-line.

L ' uscita dell ' analizzatore 11 di componente ? applicata, quale variabile di processo PV2 i ad Un regolatore (CC 2 ) 12, al quale ? applicato un segnale di valore (SP2) preimpostato. Gli analizzatori di componenti 9 e 11 sono atti a rilevare la componente desiderata avente punto di ebollizioni pi? alto e pi? basso rispettivamente . L ' analizzatore 3 ? atto a rilevare per lom meno una costituzione di qualsiasi delle componenti di punto di ebollizione pi? alto e pi? basso.

Un 'uscita di rivelazione del rivelatore 2-1 di indicazione della portata del d ispositivo 2 di indicazion? e regolazione di portata, ? E DOM INICIS a PARTNERS B.A

7

I

un ' uscita rappresentativa del contenuto della componente desiderata nel materiale greggio alimentato, rilevato dall ' analizzatore 3 di componente , un segnale rappresentativo del valore preimpostato <SPD ed un segnale rappresentativo del valore preimpostato (SP2) sono applicati ad un ' unit? operazionale 14. L ' unit? operazionale 14 calcola una portata del prodotto dal fondo Xg conformemente ad un equilibrio di materiale come segue:

<F>s .A3 = (Fs -Xs )Al XS .A2

in cui Fg rappresenta una portata del materiale grezzo di alimentazione ;

A3 rappresenta un contenuto della componente desiderata, misurato mediante l ' analizzatore 3 di componente;

A^ e A2 rappresentano un contenuto della stessa componente del materile grezzo fornito rispetto ai valori preimpostati SP^ e SP2 ; e rappresenta una portata del prodotto dal fondo della colonna. Le deviazioni di rivelazione e &N2 <sono >alimentate ad un ? unit? operazionale di confronto 13 dai regolatori 10 e 12. L ' unit? operazionale di confronto 13 calcola le uscite F( AVj ) e F' <(>A ^2) corrispondenti all 'ampiezza della deviazione come illustrato nella Tabella 1 in risposta alla polarit? e all ? ampiezza delle deviazioni di rivelazione ? e ^2 e fornisce un ' uscita dipendente dalla polarit? delle deviazioni .

DE DOMINICIS a PARTNERS S.A.?.

8

J I

Tabella 1

s<p>i ? PV, SP, ^ pv,

I

11 dispositivo 13 fornisce Il dispositivo 13 sceglie uscite per ridurre il va la maggiore di

SP ^

<3r>2 - PV. lore di corrente X tramite F(A V1) = A X1 e

?(? v2)=ix2.

F'(A Vg)= <ec>* e*ne<tte >uscite per ridurre X mediante la stessa.

Il dispositivo 13 sceglie 11 dispositivo 13 emette

la maggiore di- uscite per sommare X

SP2 ^ PV2 F(AV1) = 4X1 e mediante F' (4 V2) = AX2?

F'(A<V>2^<=>^<X>2 <6 fornisce>

uscite per sommare la

stessa a X.

Viene descritta la Tabella 1. PVj s| avviciana a SPj aumentando la portata del prodotto dal fondo della colonna quando SP-^ ? <pv>i. Pi si avvicina a SPj diminuendo la portata del prodotto del fondo della colonna quando SP^ pVj. PV2 si avvicina a SP2 diminuendo la portata del prodotto dal fondo della colonna quando

^<P>2 ^ PV2. PV2 si avvicina a SP2 aumentando la portata del prodotto dal fondo della colonna quando SP2J>pv2. Conseguentemente ? conveniente aumentare la portata del prodotto dal fondo della colonna quando SPj^ ? pvi e SP2 PV2. Non vi ? contraddizione. E' conveniente diminuire la portata del prodotto

? E DOMINICIS & PARTNERS 3-A.fl

<J >' 9

dal fondo della colonna quando SPj >? pv^ e SP2^PV2? Tuttavia si dovrebbe effettuare un controllo contraddittorio quando SP^ ? e SP2, ^ PV2. In questo caso la portata del prodotto dal fondo della colonna ? preferibilmente diminuita. Dovrebbe essere effettuato un controllo contraddittorio quando SP^^ py^ e SP2^ P^2? In questo caso la portata del prodotto dal fondo della colonna viene preferibilmente aumentata . <" >Vale a dire che la portata del prodotto dal fondo della colonna ? controllata dando priorit? all'indicazione mediante SP2 e PV2.

L'uscita dall'unit? operazionale di confronto 13 ' ? condotta all'unit? operazionale di confronto 15 conformemente alla Tabella 1. L'unit? operazionale di confronto 15 valuta la relazione B ? Xg = X+ A X = A ? Xg rappresentata da ? X, che ? l'uscita dall'unit? operazionale di confronto 13 conformemente alla Tabella 1. L'unit? operazionale di confronto 15 fornisce un'uscita (X+^X) quando X+ ? X soddisfa la condizione menzionata pi? sopra. L'unit? operazionale di confronto 15 fornisce un'uscita B * Xg quando non ? soddisfatta la condizione menzionata pi? sopra e si ha B* Xs^<? >X+4 X. L'unit? 15 fornisce un'uscita A * Xg quando si ha A' Xs ^?X+^X. A e B sono costanti. A>1 e B^. 1. X rappresenta la portata misurata dal rivelatore 7-1 di portata della unit? 7 di indicazione e regolazione di portata per misurare la portata del prodotto dal fondo della colonna.

L'unit? operazionale di confronto 15 fornisce un'uscita 4 Vg) quale ? la maggiore di deviazioni e ad un'unit? DE DOMINICIS a PARTNERS S.A

10

operazionale 16 quando SPj^ ^ pVj e SP2 ? PV2, oppure SPj ^ PVj e SP2 > PV2, vale a dire che la portata del prodotto dal fondo della colonna ? diminuita o aumentata in presenza di una condizione contraddittoria della relazione tra PV^ e SP^t SP2 e <PV>2. = f'(4 Vs) ? calcolata in un'unit? operazionale 16. L'unit? operazionale di confronto 16 fornisce B ? Xg e (xg ?) al dispositivo operazionale 16 quando X+ ? X non soddisfa la relazione B ? Xg ?+?? = A ? Xs.

L'unit? operazionale 16 calcola

? R = f [B ? Xs_(X+d X)J oppu re

? R = f ? A ? Xs _(x+4x)J .

Dall'altro lato, i segnali ?+?<?>. <B >? <x>s oppure A ? Xs dall'unit? operazionale di confronto 15 sono campionati e trattenuti mediante il circuito sample and hold 17? Il tempo di trattenimento ? determinato in dipendenza dal tempo morto e dal tempo di ritrado nella colonna di distillazione stabiliti quando ? variata la portata di estrazione. L'uscita del circuito sample and hold 17 ? sommata all'uscita dell'analizzatore di componente 3 che ? applicata, tramite un modello di passaggio di alimentazione 18 per mezzo di un sommatore 19. L'uscita del sommatore (+) 19 ? sommata all'uscita del rivelatore di portata 2-1, che ? passata attraverso il modello di passaggio di alimentazione 20 per mezzo di un sommatore ( ) 21. L'uscita del sommatore 21 ? applicata, come un segnale rappresentativo di un valore preimpostato, al regolatore di indicazione di portata 7-2 dell'unit? 7 di indicazioDE DOMINICIS & PARTNERS s.*.s

! ? 11

ne e regolazione di portata per preimpostare un valore preimpostato del regolatore di indicazione di portata 7-2.

Dall ' altro lato, l 'uscita ^ R dell ?unit? operazionale 16 ? applicata ad un ' unit? operazionale di riflusso 22. La temperatura in corrispondenza della sommit? della colonna rilevata dal rivelatore (Tl ) 23 di indicazione di temperatura di sommit? di colonna, la temperatura di riflusso T^?p rilevata da un rivelatore di temperatura di riflusso (Tl ) 24 e la quantit? di riflusso FREF rilevata da un rivelatore di portata 6-1 dell ' unit? 6 di indicazione e regolazione di riflusso sono applicate all ' unit? operazionale 22 di portata di riflusso , la quale calcola una portata di riflusso interna RJN T = F [ TCOH , <T>REF? <R>REF ] ? <11 >valore ? sommato ad un ' uscita R dall 'unit? operazionale 16 per fornire una nuova portata di riflusso interna ? <R >INT ? R J = Rp . L? unit? 22 calcola una nuova portata di riflusso esterna R^?p per fornire RR = ? TCOH ? TREF RR EF J <e >fornisce un' uscita .

L' uscita dell 'unit? operazionale di portata di riflusso 22 ? applicata, come un segnale di valore preimpostato, alla valvola 6-2 di indicazione e regolazione di portata dell ' unit? 6 di indicazione e regolazione di portata di riflusso per preimpostare un valore preimpostato per la valvola 6-2 di indicazione e regolazi?ne di portata.

In una forma di esecuzione della presente invenzione come menzionato pi? sopra , la portata del materiale grezzo alimentato ? E DOMINICIS & PARTNERS S.A.B

fornito alla colonna di distillazione ? controllata mediante l ' unit? 2 di indicazione , e regolazione di portata . La componente desiderata nel materiale grezzo di alimentazione viene misurata mediante l ' analizzatore 3 di componente in linea. 11 contenuto della stessa componente desiderata nej materiale grezzo di alimentazione fornito rispetto al valore preimpostato SP^ della componente desiderata avente un ? elevata temperatura di ebollizione del prodotto scaricato dalla sommit? della colonna di distillazione 1 , il contenuto A2 della stessa componente desiderata del materiale grezzo di alimentazione fornito rispetto ad un valore preimpostato SP2 della componente desiderata avente un basso punto di ebollizione, la portata del materiale grezzo di alimentazione ed il contenuto della componente desiderata nel materiale grezzo di alimentazione sono applicati all'unit? operazionale 14. L ' unit? operazionale 14 calcola una portata di estrazione Xg ^el prodotto dal fondo della colonna sulla base dell ' equilibrio di materiale .

Dall ' altro lato, il contenuto Bj della componente desiderata avente un elevato punto di ebollizione nel prodotto dalla sommit? della colonna ed il contenuto B2 della componente desiderata avente un basso punto di ebollizione nel prodotto dal fondo della colonna sono misurati mediante analizzatori di componenti in linea 9 e 11 rispettivamente e poi confrontati con i valori preimpostati SPj e SP2 per mezzo dei regolatori 10 e 12 rispettivamente. Le deviazioni e <sono >confrontate tra loro mediante l ' unit? DE DOMFNIC1S & PARTNERS 8. A

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operazionale di confronto 13. 4 Xj = F(A V]J, 4 X2 = F'Gil^) sono calcolate mediante . i valori A \ ? V2, mediante il dispositivo 13 ed emesse dallo stesso in conformit? alla Tabella 1 in dipendenza dalla polarit? delle deviazioni ? f ? V2. I risultati della combinazione delle deviazioni A ?? e A V2 sono parimenti emessi dall'unit? operazionale di confronto 13.

L?unit? operazionale di confronto 15 fornisce un'uscita X+^X, la quale ? una somma della portata del prodotto dal fondo della colonna e della maggiore delle uscite ? Xj eAX2 dall'unit? operazionale di confronto 13 quando SPj pv^ e S?2 ^ PV2, oppure SP j ^ pVj e sp2 PV2. L'unit? operazionale di confronto 15 valuta che il controllo sia possibile solamente sulla base dell'equilibrio di materiale e fornisce un'uscita X ?? quando B ? Xs ^ X+AX = A - Xs. La portata del prodotto dal fondo della colonna ? controllata conformemente ad un valore preimpostato, il .quale ? una somma delle uscite dei modelli di passaggio di alimentazione 18 e 20.

Quando SPj ? pvj e SP2 = PV2 oppure SPj > PVl e sp2> pv2 in confronto mediante l'unit? operazionale di confronto 13 si valuta che il controllo sia impossibile in conformit? a solamente ?+??, il quale ? calcolato sulla base dell'equilibrio di materiale e ? R = f'(? Vg) ? calcolato mediante l'unit? operazionale 16. Una nuova portata di riflusso ? calcolata per mezzo dell?unit? operazionale di portata di riflusso 22 sulla base di ?. R. Il controllo della portata di riflusso ed il controllo della portata del DE DOMINICIS a PARTNERS S.A.S

prodotto dal fondo della colonna sono espletati simultaneamente mediante l'utilizzo della portata di riflusso RREJ?, come un valore preimpostat? per l'unit? 6 di indicazione e regolazione della portata di riflusso.

Quando l'unit? operazionale di confronto 15 valuta che X+4X soddisfa la relazione B ? Xg > ?+^?, essa fornisce un'uscita B? Xs, La portata del prodotto dal fondo della colonna ? controllata conformemente ad un valore prempostato, il quale ? una somma dell'uscita B ? X? e ie uscite dei modelli di passaggio di alimentazione 18 e 20. In questo caso, ? R = f [ B <? >Xs . (?+^ X) ? calcolato nell'unit? operazionale 16 in conformit? alle uscite B' Xs e X+4 X del circuito operazione di confronto 16. Una nuova portata di riflusso R^?p viene calcolata nell?unit? operazionale di portata di riflusso 22 sulla base di questo 4 R? Il controllo della portata di riflusso ed il controllo del prodotto dal fondo della colonna sono eseguiti contemporaneamente utilizzando la portata di riflusso come un valore preimpostato per l'unit? 6 di indicazione e regolazione di portata di riflusso.

Quando l'unit? operazionale di confronto 15 valuta che ?+?? soddisfa la relazione A<#>XS<? ?+^?, l'unit? 15 fornisce un'uscita A ?XS. La portata del prodotto dal fondo della colonna ? controllata in conformit? ad un valore preimpostato, il quale ? una somma dell'uscita A ? Xg e delle uscite dei modelli di passaggio di alimentazione 18 e 20. In questo caso viene operato ? R = f ? A * Xg _ (?+4 X) J . La nuova portata di riflusso

? E DOMINICIS & PARTNERS S.A.S.

15

? 1 t

? operata nell 'unit? operazionale 22 di portata di riflusso. 11 controllo della portata di riflusso e il controllo della portata del prodotto dal fondo della colonna sono espletati contemporaneamente utilizzando la nuova portata di riflusso R^gj^ come un valore preimpostato dell ' unit? 6 di indicazione e regolazione di portata di riflusso.

Nel controllo della portata del prodotto dal fondo della colonna come menzionato pi? sopra , poich? l ' uscita dell ' unit? operazionale di confronto 15 ? campionata e trattenuta dal circuito sample and hold 17 e applicata al sommatore 19, l ' uscita del circuito sample and hold 19 non ? variata durante il tempo morto e il tempo di ritardo del processo.

Rientra nell ' ambito dell ' invenzione la disposizione circuitale per l ' espletamento del processo di cui alla presente invenzione e tutte le modifiche e variante rientranti nello spirito della stessa .

Claims

Rivendicazion i

1. Processo per il controllo di una colonna di distillazione, nel quale materiale grezzo di alimentazione ? distillato per separazione in un prodotto dalla sommit? della colonna, avente un primo contenuto predeterminato di una componente voluta con un elevato punto di ebollizione, ed un prodotto dal fondo della colonna, avente un secondo contenuto predeterminato di una componente voluta con un basso punto di ebollizione , controllando la portata dell ' uno dei prodotti ed una parte di detto prodotto ? fatta riaffluire alia colonna, comprendente le fasi di:

DE DOM INICIS & PARTNERS B.A.S.

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(a ) calcolare un valore desiderato della portata di detto prodotto conformemente ad un equilibrio del materiale;

(b ) controllare la portata di detto prodotto in conformit? ad un primo valore corretto desiderato, il quale ? ottenuto correggendo il valore desiderato della portata del detto prodotto in risposta alla pi? grande di una prima deviazione, tra il primo contenuto della componente voluta con un elevato punto di ebollizione ed il suo valore desiderato, e di una seconda deviazione, tra il secondo contenuto della componente voluta con un basso punto di ebollizione ed il suo valore desiderato , quando le direzioni di controllo della portata di detto prodotto tramite le polarit? delle prima e seconda deviazioni sono uguali ;

( c) controllare la portata di detto prodotto conformemente ad un secondo valore corretto desiderato, il quale ? ottenuto correggendo il valore desiderato in risposta alla seconda deviazione quando le direzioni di controllo della portata di detto prodotto tramite le polarit? delle prima e seconda deviazioni sono diverse e controllando la portata di riflusso in risposta ad una pi? grande delle prima e seconda deviazioni; e

( d) controllare la portata di detto prodotto conformemente a valori limitati in un dato intervallo quando il primo e secondo valori desiderati non cadono in detto intervallo e controllare la portata di riflusso in conformit? a detti valori limitati.

2. Disposizione circuitale per l ' esecuzione del processo di controllo secondo la rivendicazione 1 , secondo quanto descritto ed DE DOM I NICIS a PARTNERS S.A .5.

??

illustrato.

3. Processo di controllo di una colonna di distillazione e disposizione circuitale per l ' esecuzione dello stesso, secondo quanto descritto , illustrato e rivendicato per gli scopi specificati.

p.la NIPPON ZEON CO. LTD.

-Mandatario

?/vfo de

dello Studio de DOM1NICIS & PARTNER* ?&???,

!^?CBR?

DE DOMINICIS a PARTNERS S.A.S.

35602 IZ/ac

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo:

"Processo per il controllo di una colonna di distillazione"

A nome: NIPPON ZEON CO. LTD., con sede a 6-1, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo (Giapppone) ed elettivamente domiciliata presso i Mandatari: Riccardo de Dominicis, Silvia de Dominicis, Ireneo Zanella, dello Studio de Dominicis & Partners s.a.s., a Milano, Via Brera, 6.

Inventore: Teruaki HIRAMATSU.

Depositata il: ? 8 AGO.1984 22263A/84f R i a s s u n t o

Un processo per controllare una colonna di distillazione, in cui liquido di alimentazione fornito alla stessa viene riscaldato mediante vapore di riscaldamento, comprende le fasi di: controllare la portata di vapore di modo che la portata di vapore viene aumentata in risposta alla differenza tra la temperatura misurata in corrispondenza del fondo della colonna e la temperatura del punto di ebollizione del liquido alimentato finch? la prima temperatura supera l'ultima temperatura quando la prima non ? maggiore dell'ultima; controllare la portata di vapore di modo che la temperatura attorno ad un piatto intermedio cada entro un primo intervallo di temperatura quando la temperatura misurata in corrispondenza del fondo della colonna supera la temperatura del punto di ebollizione del liquido di alimentazione; controllare la portata di vapore di modo che un rapporto di riflusso cada entro un secondo intervallo di temperatura quando la temperatura ? E DOM I N ICIS a PARTN ERS S.A.B.

2

attorno al piatto intermedio cade nel primo intervallo di temperatura; e controllare la portata di vapore di modo che il rapporto di riflusso sia un valore preimpostato predeterminato quando la temperatura attorno al piatto intermedio cade entro il primo intervallo predeterminato ed il rapporto di riflusso cade nel secondo intervallo predeterminato. Viene inoltre divulgata una disposizione circuitale per l ' esecuzione del processo.

(Si propone la Fig. 1 )

D e s c r i z i o n e

Base dell ' invenzione

La presente invenzione concerne un processo di controllo di una colonna di distillazione, la quale ? stata ampiamente usata nell ' industria petrolchimica .

Il controllo o comando della colonna di distillazione deve mantenere la purit? di un prodotto entro un predeterminato campo , ovvero intervallo , e deve sopprimere la perdita di materiale dovuta ad un prodotto dal fondo della colonna. Pertanto , la quantit? di riflusso del prodotto in corrispondenza della sommit? della colonna ? stata sinora controllata, ovvero comandata , in risposta ad una differenza di temperatura tra la sommit? della colonna ed un piatto in modo da mantenere la purit? del prodotto. Inoltre viene controllata la portata del ribollitore in modo che la temperatura in corrispondenza del fondo della colonna riceva una data temperatura .

Tuttavia , se v i sono variazioni nella quantit? di fornitura del ? ? DOMINIC1S & PARTNERS s.*.s.

3

liquido alimentato e nella temperatura viene perso l ? equilibrio di calore della colonna di distillazione per dare un ' influenza sulla purit? del prodotto. Di conseguenza si cerca di mantenere l ' equilibrio di calore mediante la regolazione della portata della fonte di calore da un riscaldatore. Risulta difficoltoso mantenere la purit? del prodotto solamente mediante il controllo o comando manuale della portata della sorgente di calore a causa del tempo morto e del ritardo di risposta di un sistema .

Pertanto la colonna di distillazione viene comandata per ridurre le influenze dovute a variazioni nella fornitura di liquido di alimentazione e nella temperatura mediante la preimpostazione di una quantit? di riflusso e/o della portata della sorgente di calore.

Tuttavia, se il processo di distillazione ? controllato mediante l ' utilizzo di vapore , sussiste lo svantaggio che viene consumato un eccesso di energia di riscaldamento in quanto il controllo viene realizzato in vista di un fattore di sicurezza .

Sommario dell ' invenzione

Costituisce pertanto uno scopo della presente invenzione il fornire un processo per controllare una colonna di distillazione, il quale sia in grado di superare lo svantaggio menzionato pi? sopra di sopprimere l ? energia di riscaldamento nel modo pi? basso possibile .

Conformemente alla presente invenzione viene fornito un processo per controllare una colonna di distillazione, nel quale liquido di DE DOM I NICIS & PARTNERS S.A .8.

4

alimentazione fornito alla stessa viene riscaldato tramite vapore di riscaldamento, comprendente le fasi di: controllare la portata di vapore di modo che la portata di vapore sia aumentata in risposta alla differenza tra la temperatura m isurata in corrispondenza del fondo della colonna e la temperatura del punto di ebollizione del liquido di alimentazione finche la prima temperatura eccede l ' ultima temperatura quando la prima non ? maggiore dell ' ultima; controllare la portata di vapore di modo che la temperatura attorno ad un piatto intermedio cada entro un primo intervallo di temperatura quando la temperatura misurata in corrispondenza del fondo della colonna supera la temperatura del punto di ebollizione del liquido di alimentazione ; controllare la portata di vapore di modo che un rapporto di riflusso cada entro un secondo intervallo di temperatura quando la temperatura a ttorno al piatto intermedio cade nel primo intervallo di temperatura; e controllare la portata di vapore di modo che il rapporto di riflusso sia un valore di preimpostazione predeterminato quando la temperatura attorno al piatto intermedio cade entro il primo intervallo predeterminato ed il rapporto di riflusso cade nel secondo intervallo predeterminato.

La presente invenzione consente di economizzare la portata di vapore mantenendo le composizioni desiderate sia in . corrispondenza della sommit? che del fondo della colonna e di sopprimere nel modo pi? basso possibile l ' energia di riscaldamento.

Breve descrizione dei disegni

? E DOM IN ICIS a PARTNERS 8.A. S.

5

La Fig. 1 ? un diagramma schematico illustrante una forma di esecuzione di un. sistema o circuito di controllo in cui ? incorporata la presente invenzione, e

la Fig . 2 ? un circuito a blocchi per spiegare il funzionamento della forma di esecuzione illustrata in Fig . 1.

Breve descrizione della forma di esecuzione La presente invenzione verr? descritta mediante una forma di esecuzione con riferimento ai disegni.

Facendo ora riferimento alla Fig. 1 , in essa ? mostrata una colonna di distillazione 1 , la quale viene fornita , ovvero alimentata , con liquido di alimentazione attraverso una condotta o linea 2 da un serbatoio ricevitore ( non illustrato) . Dalla sommit? della colonna 1 il prodotto ? raffreddato mediante uno scambiatore di calore 4 ed ? fatto riaffluire alla colonna di distillazione 1 attraverso un serbatoio 5 di prodotto. 11 liquido di alimentazione in corrispondenza del fondo della colonna di distillazione 1 viene alimentato ad uno scambiatore di calore 3, ove lo stesso ? sottoposto a scambio termico con vapore fornito mediante una condotta 6, cosicch? detto liquido viene riscaldato.

La portata del liquido di alimentazione che viene fornito alla colonna di distillazione 1 attraverso una condotta 2 ? controllata in modo da essere un valore costante per mezzo di un dispositivo 7 di indicazione e regolazione della portata e la temperatura del liquido di alimentazione ? misurata mediante un indicatore di temperatura 8.

DE DOM INICIS a PARTNERS B.A.5.

6

Il dispositivo 7 di indicazione e regolazione della portata comprende un rivelatore di portata 7-1 , un regolatore di indicazione di portata ( F1C ) 7-2, ed una valvola 7-3 di regolazione di portata. L ' indicatore 8 di temperatura cop rende un rivelatore di temperatura 8-1 ed un indicatore di temperatura (TI ) 8-2. Le uscite del rivelatore 7-1 di portata e del rivelatore 8-1 di temperatura sono collegate ad un modello di passaggio di alimentazione ( FFM) 9*

Dall ' altro lato, la quantit? di riflusso dal serbatoio 5 di prodotto alla colonna 1 di distillazione viene misurata mediante un dispositivo 10 di indicazione di portata, il quale comprende un rivelatore di portata 10-1 ed un indicatore di portata ( FI ) 10-2. La temperatura attorno ad una porzione di piatto o vassoio intermedio della colonna 1 di distillazione viene misurata mediante un dispositivo 11 di indicazione di temperatura , il quale comprende un rivelatore di temperatura 11-1 ed un indicatore di temperatura (Tl ) ll-2.

La pressione e la temperatura in corrispondenza del fondo della colonna 1 di distillazione sono misurate mediante un dispositivo (PI ) 12 di indicazione di pressione e da un dispositivo (TI2 ) 13 di indicazione di temperatura rispettivamente .

Dall ' altro lato un segnale rappresentativo della portata del liquido di alimentazione ed un segnale rappresentativo della portata di riflusso sono applicati ad un dispositivo operazionale di rapporto (R/F) 14, ove viene calcolato il rapporto tra la DE DOM IN ICIS & PARTN ERS S.A

7

portata di riflusso ( R ) e la portata del liquido di alimentazione ( F) . Il risultato dell 'operazione viene applicato ad un dispositivo (R1C ) 15 di indicazione e di regolazione di rapporto come una variabile di processo, ove la stessa ? comparata con un valore preimpostato (A) alimentato al dispositivo 15 indicazione e di regolazione di rapporto. Il dispositivo 15 fornisce un ' uscita corrispondente alla deviazione tra gli stessi. L ' uscita del dispositivo operazionale 14 di rapporto ? collegata ad un rivelatore (RD) 16 di intervallo di rapporto . 11 rivelatore 16 di intervallo di rapporto ? atto ad emettere un segnale (? ^ ) quando l ' uscita del dispositivo operazionale 14 di rapporto ? uguale a o maggiore di un predeterminato intervallo e ad emettere un segnale (A S2) quando l ' uscita del dispositivo operazionale di rapporto ? uguale o minore di un intervallo predeterminato.

L ' uscita del rivelatore di temperatura 11-1 del dispositivo 11 di indicazione di temperatura ? collegata ad un dispositivo operazionale (A S ) 17. Il dispositivo operazionale 17 ? atto ad emettere un segnale (A S^) quando l ' uscita del rivelatore di temperatura 11-1 ? uguale o maggiore di un predeterminato intervallo e ad emettere un segnale (A s^) quando la stessa ? uguale a o inferiore rispetto ad un intervallo predeterminato. Le uscite del rivelatore 16 di intervallo di rapporto e del dispositivo operazionale 17 sono collegate con un circuito di selezione (SEL1 ) 18. Il circuito di selezione 18 rivela le uscite dal dispositivo operazionale 17 e dal rivelatore 16 di intervallo di rapporto. 11 circuito di selezione 18 ? E DOMINICIS a PARTNERS a. A.

8

rivela l ' uscita dal dispositivo operazionale 17 secondo la priorit? e sceglie l ' uscita dal rivelatore 16 di intervallo di rapporto quando il dispositivo operazionale 17 non fornisce alcuna uscita . Un ' uscita (S ) rappresentativa della portata di vapore fornita allo scambiatore di calore 3, il quale verr? descritto nel seguito , e l ' uscita del circuito di selezione 18 sono applicate ad un seminatore ( ) 19, ove le stesse sono sommate . L ' uscita del seminatore 19 ? c?llegata al circuito di selezione (SELZ ) 20. L ' uscita del dispositivo 15 di indicazione e regolazione di rapporto ? inoltre collegata al circuito di selezione 20. 11 circuito<1 >di selezione 20 sceglie l 'uscita dal sommatore 19 secondo la priorit? quando il circuito di selezione 20 fornisce un ' uscita e sceglie l ' uscita dal dispositivo 15 di indicazione e regolazione di rapporto quando il circuito di selezione 18 non fornisce alcuna uscita .

Dall ' altro lato , la portata di vapore che deve essere alimentata allo scambiatore di calore 3 ? controllata per mezzo di un dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata in risposta ad un valore preimpostato, il quale ? un' uscita dal circuito di selezione (SEL3) 26 descritto nel seguito. 11 dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata comprende un rivelatore 22-1 di portata, un regolatore ( F1C ) 22-2 di indicazione di portata ed una valvola 22-3 di controllo di portata . 11 segnale rappresentativo di una pressione in corrispondenza del fondo della colonna rilevato dal dispositivo 12 di indicazione di pressione ? applicato DE DOMINICIS a PARTNERS S.A.S.

9

al dispositivo operazionale ( BP ) 23 del punto di ebollizione, ove lo stesso ? convertito in un punto di ebollizione corrispondente alla pressione in corrispondenza del fondo della colonna. La temperatura del punto di ebollizione operata per mezzo del dispositivo operazionale 23 del punto di ebollizione ? alimentata al dispositivo operazionale di confronto (}> ) 24, ove la stessa ? confrontata con la temperatura in corrispondenza del fondo della colonna rilevata per mezzo del dispositivo 13 di indicazione di temperatura . 11 dispositivo operazionale di confronto 24 fornisce un ' uscita F( ^ T) corrispondente alla differenza ? T , quando la. temperatura in corrispondenza del fondo della colonna (ABP ) ? uguale o inferiore alla temperatura del punto di ebollizione (CBP ) operata per mezzo del dispositivo operazionale 23 del punto di ebollizione . L ' uscita F(^ T) dal dispositivo operazionale di confronto 24 ? applicata ad un moltiplicatore (X ) 25, ove la stessa ? moltiplicata con la portata di vapore rilevata per mezzo del rivelatore 22-1 di portata .

L ' uscita del dispositivo 20 di selezione ? applicata al sommatore ( ) 21, ove la stessa ? sommata all' uscita dal modello 9 di passaggio di alimentazione. Le uscite del sommatore 21 e del moltiplicatore 25 sono collegate con il circuito di selezione 26. 11 circuito di selezione 26 sceglie l ' uscita dal moltiplicatore 25 secondo la priorit? quando il moltiplicatore 25 fornisce un ' uscita e sceglie l ' uscita dal sommatore 21 quando il moltiplicatore 25 non fornisce alcuna uscita , cosicch? il circuito di selezione 26 DE DOM INICIS & PARTNERS S.A .S-

10

genera un segnale di preimpostazione al regolatore di indicazione di portata 22-2.

11 circuito di selezione 26 continua a fornire un ' uscita avente uno stesso livello per un dato periodo di tempo TQ^ poich? esso sceglie l ' uscita dal moltiplicatore 25.

11 circuito di selezione 20 continua inoltre a fornire un ' uscita al regolatore di indicazione di rapporto 15 per un dato periodo di tempo TQ4 poich? esso sceglie l ' uscita dal regolatore 15 di indicazione di rapporto.

11 circuito di selezione 18 continua a generare un ' uscita presentante un livello uguale come quello in corrispondenza della selezione per un dato periodo di tempo TQJ^ in quanto esso sceglie il segnale di uscita (?-<5>?) dal rivelatore di intervallo di rapporto 16, oppure il segnale di uscita (?^) dal dispositivo operazionale 17. 11 circuito di selezione 18 continua inoltre a mantenere un livello di uscita alla selezione per un dato periodo di tempo TQ2 in quanto esso sceglie il segnale di uscita ( kS^) dal dispositivo operazionale 17.

L ' operazione di selezione dei circuiti di selezione 18, 20 e 26 ? controllata in un modo illustrato nel circuito a blocchi ( descritto nel seguito) per mezzo di un sistema di controllo ( non illustrato) conformemente ad un programma predeterminato .

Dopo l ' avviamento dell 'operazione, ovvero funzionamento, una temperatura di punto di ebollizione CBP , la quale ? stata convertita da una pressione in corrispondenza del fondo della DE DOMINICIS a PARTNERS S.A.S

11

colonna, viene confrontata con una temperatura in corrispondenza della colonna APB (fasi a, b). 11 dispositivo operazionale di confronto 24 genera un?uscita F(^T) quando CBP ^ APB. L'uscita F(AT) ? moltiplicata con l'uscita (S) del rivelatore 22-1 di portata di vapore. Un valore preimpostato per il regolatore 22-2 di indicazione della portata di vapore ? impostato in risposta al risultato di moltiplicazione ottenuto per mezzo del moltiplicatore 25 tramite il circuito di selezione 26, cosicch? viene controllata la portata di vapore (fase c). Quando ? trascorso l'intervallo di mantenimento del dispositivo operazionale di confronto 24 (fase d) viene effettuato nuovamente un controllo secondo il risultato del confronto di CBP ABP . Le fasi a sino a d sono ripetute nuovamente mentre CBP > ABP. Pertanto, in questo periodo di tempo il valore di preimpostazione per la portata di vapore ? aumentato successivamente, cosicch? viene aumentata la portata di vapore. L?intervallo di mantenimento viene determinato in dipendenza dalle caratteristiche dinamiche della colonna di distillazione 1 . 11 circuito di selezione 26 sceglie l'uscita del sommatore 21 quano aumenta ABP in seguito all'aumento nella portata di vapore, cosicch? nella fase b non ? stabilita la relazione CBP ABP. In questo tempo il circuito di selezione 20 sceglie l'uscita del regolatore 15 di indicazione di rapporto quando una temperatura attorno al piatto intermedio PLT, vale a dire l'uscita del rivelatore di temperatura 11-1, cade entro un intervallo predeterminato (un limite superiore ed un limite inferiore DE DOMJNICIS & PARTNERS 3. A.5.

12

dell'intervallo venendo citati come A e B rispettivamente) ed un rapporto di riflusso, vale a dire un rapporto dell'uscita del rivelatore 7-1 di portata di liquido di alilentazione rispetto con un'uscita del rivelatore 10-1 di portata di riflusso cade entro un intervallo (un limite superiore ed un limite inferiore dell'intervallo essendo citati come C e D rispettivamente) preimpostato per mezzo del dispositivo operazionale di rapporto 14 (fasi e^f f^f ?)? Pertanto ? scelta l'uscita del regolatore 15 di indicazione di rapporto. L'uscita ottenuta mediante la somma dell?uscita del regolatore 15 di indicazione di rapporto all'uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 ? alimentata, come un segnale di p re impostazione, al regolatore di indicazione di portata 22-2 attraverso il circuito di selezione 26 per il periodo di tempo TQ4> La portate di vapore ? controllata conformemente al valore di preimpostato corrispondente alla somma dell'uscita del regolatore di indicazione di rapporto 15 e dell'uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 (fasi g sino a j). Le fasi a sino. a b vengono effettuate nuovamente dopo che ? trascorso il periodo di tempo TQ4> Le fasi ei sino a fi vengono espletate quando nella fase b non ? stabilita la relazione CBP <">> ABP .

11 dispositivo operazionale 17 genera un'uscita ? quando la temperatura attorno al vassoio o piatto intermedio PLT mostra una relazione PLT ? A nelle fasi e1 e L'uscita ? S3 del dispositivo operazionale 17 ? sommata all'uscita del rivelatore di portata 22-1 per mezzo del sommatore 19? L'uscita di somma dal seminatore DE DOM INICIS & PARTNERS S.A

13

19 ? sommata con l ' uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 per mezzo del sommatore 21. La portata di vapore ? controllata per mezzo del dispositivo 22 di regolazione e indicazione di portata per un periodo di tempo TQ^ conformemente ad un valore preimpostato corrispondente all ' uscita del sommatore 21 ( fasi k sino a n ) . Le fasi a sino a d sono espletate nuovamente dopo il trascorrere del periodo di tempo TQJ .

11 dispositivo operazionale 17 genera un' uscita hi 5^ quando la temperatura PLT attorno al vassoio intermedio mostra una relazione B = PLT in corrispondenza delle fasi ej e e2 - Alla fase e^ , poich? ? similare al caso in cui PLT ^ A, la somma iJeil ? uscita ^4 del dispositivo operazionale 17 e dell ' uscita del rivelatore di portata 22-1 ? sommata all ?uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 per mezzo del sommatore 21, l ' uscita di somma del quale ? applicata al regolatore 22-2 di indicazione di portata come un segnale di preimpostazione, ovvero preimpostato. La portata di vapore ? controllata conformemente al valore preimpostato corrispondentemente all ' uscita del sommatore 21 per mezzo del regolatore 22 di indicazione di portata per un periodo di tempo TQ2 (fasi p sino a s) . Le fasi a sino a d sono ripetute nuovamente dopo il trascorrimento del periodo di tempo TQ2.

Le fasi fj e f2 sono espletate quando la temperatura PLT attorno al vassoio intermedio ? A = PLT = B nelle fasi e^ e C2. n rivelatore di intervallo di rapporto 16 genera un' uscita S quando il rapporto di ricircolazione ? uguale al o maggiore di un valore DE DOMINICIS & PARTNERS s.*

14

preimpostato rilevato mediante il dispositivo operazionale di rapporto 14 alle fasi fj e f2. n circuito di selezione 18 sceglie l ' uscita ? Sj del rivelatore di intervallo di rapporto 16. Pertanto, l ' uscita ? Sj_ del rivelatore 16 di intervallo di rapporto ? sommata all ' uscita del rivelatore 22-1 di portata per mezzo del sommatore 19. L ' uscita di somma del sommatore 19 ? sommata all ' uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 per mezzo del sommatore 21 , l ? uscita di somma del quale ? applicata al regolatore 22-2 di indicazione di portata come un segnale preimpostato .

La portata di vapore ? controllata conformemente al valore preimpostato corrispondente all ' uscita del sommatore 21 per mezzo del dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata per un periodo di tempo Le fasi a sino a d sono eseguite nuovamente dopo che ? trascorso il periodo di tempo

Il rivelatore di portata 16 genera un ' uscita ? S2 ed il circuito di selezione 18 sceglie l ? uscita ? ^2 del rivelatore 16 di portata quando il rapporto di ricircolazione rilevato per mezzo del dispositivo operazionale di rapporto 4 ? uguale o ? inferiore al valore preimpostato D. L ' uscita di somma ? S2 del rivelatore 16 di intervallo di rapporto ? sommata all 'uscita del rivelatore di portata 22-1 per mezzo del sommatore 19. L ' uscita di somma del sommatore 19 ? sommata all ' uscita del modello 9 di passaggio di alimentazione per mezzo del sommatore 21. L ' uscita del sommatore ? applicata al dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata come un segnale preimpostato. La portata di vapore ? DE DOM1N 1CIS & PARTNERS 3. A.3.

15

controllata conformemente ad un valore preimpostato corrispondente all ' uscita del sommatore per mezzo del dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata per un periodo di tempo TQ2 (fasi p sino a s ) . Le fasi a sino a d sono espletate nuovamente dopo che ? trascorso il periodo di tempo TQ2 #

Rivendicazion i

1. Processo per controllare una colonna di distillazione , in cui il liquido di alimentazione fornito alla stessa ? riscaldato mediante vapore di riscaldamento, comprendente le fasi di:

( a ) controllare la portata di vapore di modo che la portata di vapore ? aumentata in risposta alla differenza tra la temperatura misurata in corrispondenza del fondo della colonna e la tempertaura del punto di ebollizione del liquido di alimentazione finche la prima temperatura supera l ' ultima temperatura quando la prima non ? pi? alta dell ' ultima ;

(b ) controllare la portata di vapore di modo che la temperatura attorno a d un piatto intermedio cade entro un primo intervallo di temperatura quando la temperatura misurata in corrispondenza del fondo della colonna supera la temperatura del punto di ebollizione del liquido di alimentazione;

( c) controllare la portata di vapore di modo che un rapporto di riflusso cade entro un secondo intervallo di temperatura quando la temperatura attorno al piatto intermedio cade nel primo intervallo di temperatura ; e

( d) controllare la portata di vapore di modo che il rapporto di DE DOMINICIS a PARTNERS

?

16

riflusso ? un valore prefissato predeterminato quando la temperatura attorno al piatto intermedio cade entro il primo intervallo predeterminato ed il rapporto di riflusso c ade nel secondo intervallo predeterminato.

2. Disposizione circuitale per l ' espletamento del processo per controllare una colonna di distillazione secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata da una composizione come descritto ed illustrato.

3. Processo per controllare una colonna di distillazione e disposizione circuitale per l ' espletamento di detto processo, secondo quanto descritto, illustrato e rivendicato per lo scopo specificato.

p.la N1PP0N ZEON CO. LTD.

Un Mandatario

leH^SluSo de D0M1NICIS & PARTNERS

*

M DE DOM INICIS & PARTNERS S.A.O.

I > ,

11 controllo o comando della colonna di distillazione deve mantenere la purit? di un prodotto entro un predeterminato campo , ovvero intervallo, e deve sopprimere la perdita di materiale dovuta ad un prodotto d al fondo della colonna. Pertanto, la quantit? di riflusso del prodotto in corrispondenza della sommit? della colonna ? stata sinora controllata, ovvero comandata , in risposta ad una differenza di temperatura tra la sommit? della colonna ed un piatto in modo da mantenere la purit? del prodotto. Inoltre viene controllata la portata del ribollitore in modo che la temperatura in corrispondenza del fondo della colonna riceva una data temperatura.

Tuttavia , se vi sono variazioni nella quantit? di fornitura del DE DOM INICIS & PARTNERS S.A.S.

liquido alimentato e nella temperatura viene perso l ' equilibrio di calore della colonna di distillazione per dare un ' influenza sulla purit? del prodotto. Di conseguenza si cerca di mantenere l ' equilibrio di calore mediante la regolazione della portata della fonte di calore da un riscaldatore. Risulta difficoltoso mantenere la purit? del prodotto solamente mediante il controllo o comando manuale della portata della sorgente di calore a causa del tempo morto e del ritardo di risposta di un sistema .

Pertanto la colonna di distillazione viene comandata per ridurre le influenze dovute a variazioni nella fornitura di liquido di alimentazione e nella temperatura mediante la p reimpostazione di una quantit? di riflusso e/o della portata della sorgente di calore.

Tuttavia, se il processo di distillazione ? controllato mediante l ' utilizzo di vapore , sussiste lo svantaggio che viene consumato un *<' >eccesso di energia di riscaldamento in quanto il controllo viene realizzato in vista di un fattore di sicurezza .

<?? >Sommario dall <1 >invcn^ioner

Costituisce pertanto uno scopo della presente invenzione il fornire un processo per controllare una colonna di distillazione, il quale sia in grado di superare lo svantaggio menzionato pi? sopra di sopprimere l ? energia di riscaldamento nel modo pi? basso possibile.

b DE DOMIN ICIS a PARTNERS s.*.s * f ?

La presente invenzione verr? descritta mediante una forma di esecuzione con riferimento ai disegni.

Facendo ora riferimento alla Fig. 1 , in essa ? mostrata una colonna di distillazione 1 , l? quale viene fornita , ovvero alimentata , con liquido di alimentazione attraverso una condotta o linea 2 da un serbatoio ricevitore ( non illustrato) . Dalla sommit? della colonna 1 il prodotto ? raffreddato mediante uno scambiatore di calore 4 ed ? fatto riaffluire alla colonna di distillazione 1 attraverso un serbatoio 5 di prodotto. 11 liquido di alimentazione in corrispondenza del fondo della colonna di distillazione 1 viene alimentato ad uno scambiatore di calore 3, ove lo stesso ? /

sottoposto a scambio termico con vapore fornito mediante una condotta 6, cosicch? detto liquido viene riscaldato.

La portata del liquido di alimentazione che viene fornito alla / colonna di distillazione 1 attraverso una condotta 2 ? controllata in modo da essere un valore costante per mezzo di un dispositivo 7 di indicazione e regolazione della portata e la temperatura del liquido di alimentazione ? misurata mediante un indicatore di temperatura 8.

y n- ? E DOMINICIS & PARTNERS S.A.S

Il dispositivo 7 di indicazione e regolazione della portata comprende un rivelatore di portata 7-1 , un regolatore di indicazione di portata (FIC ) 7-2, ed una valvola 7-3 di regolazione di portata. L ' indicatore 8 di temperatura cop rende un rivelatore di temperatura 8-1 ed un indicatore di temperatura ( TI ) 8-2. Le uscite del rivelatore 7-1 di portata e del rivelatore 8-1 di temperatura sono collegate ad un modello di passaggio di alimentazione ( FFM) 9-Dall ' altro lato, la quantit? di riflusso dal serbatoio 5 di prodotto alla colonna 1 di distillazione viene misurata mediante un dispositivo 10 di indicazione di portata, il quale comprende un rivelatore di portata 10-1 ed un indicatore di portata ( FI ) 10-2. La temperatura attorno ad una porzione di piatto o vassoio intermedio della colonna 1 di distillazione viene misurata mediante un dispositivo 11 di indicazione di temperatura , il quale comprende un rivelatore di temperatura 11-1 ed un indicatore di temperatura (TI ) 11-2.

La pressione e la temperatura in corrispondenza del fondo della colonna 1 di distillazione sono misurate mediante un dispositivo (PI ) 12 di indicazione di pressione e da un dispositivo (T12 ) 13 di indicazione di temperatura rispettivamente .

Dall ' altro lato un segnale rappresentativo della portata del" liquido di alimentazione ed un segnale rappresentativo della portata di riflusso sono applicati ad un dispositivo operazionale di rapporto (R/F) 14, ove viene calcolato il rapporto tra la DE DOMINICIS a PARTNERS ? s. A. a.

portata di riflusso ( R ) e la portata del liquido di alimentazione ( F) . Il risultato dell 'operazione viene appl icato a d un dispositivo (RIC ) 15 di indicazione e di regolazione di rapporto come una variabile di processo, ove la stessa ? comparata con un valore preimpostato (A) alimentato al dispositivo 15 indicazione e di regolazione di rapporto. Il dispositivo 15 fornisce un ' uscita corrispondente alla deviazione tra gli stessi. L ' uscita del dispositivo operazionale 14 di rapporto ? collegata ad un rivelatore (RD) 16 di intervallo di rapporto. Il rivelatore 16 di intervallo di rapporto ? atto ad emettere un segnale (? ^^ ) quando l ? uscita del dispositivo operazionale 14 di rapporto ? uguale a o maggiore di un predeterminato intervallo e ad emettere un segnale (^ S2) quando l ' uscita del dispositivo operazionale di rapporto ? uguale o minore di un intervallo predeterminato.

L ' uscita del rivelatore di temperatura 11-1 del dispositivo 11 di indicazione di temperatura ? collegata ad un dispositivo operazionale (? ? ) 17- 11 dispositivo operazionale , 17 ? atto ad emettere un segnale (? quando l ? uscita del rivelatore di temperatura 11-1 ? uguale o maggiore di un predeterminato intervallo e ad emettere un segnale (? 5^) quando la stessa ? uguale a o inferiore rispetto ad un intervallo predeterminato. Le uscite del rivelatore 16 di intervallo di rapporto e del dispositivo operazionale 17 sono col legate con un circuito di selezione (SEL1 ) 18. Il circuito di selezione 18 rivela le uscite dal dispositivo operazionale 17 e dal rivelatore 16 di intervallo di rapporto. Il circuito di selezione 18 DE DOM FN 1CIS & PARTNERS B.A.S < t ?

rivela l ' uscita dal dispositivo operazionale 17 secondo la priorit? e sceglie l 'uscita dal rivelatore 16 di intervallo di rapporto quando il dispositivo operazionale 17 non fornisce alcuna uscita . Un ' uscita (S ) rappresentativa della portata di vapore fornita allo scambiatore di calore 3, il quale verr? descritto nel seguito, e l ' uscita del circuito di selezione 18 sono applicate ad un sommatore (+ ) 19 , ove le stesse sono sommate . L ' uscita del seminatore 19 ? collegata al circuito di selezione (SELZ ) 20. L ? uscita del dispositivo 15 di indicazione e regolazione di rapporto ? inoltre collegata al circuito di selezione 20. I l circuito di selezione 20 sceglie l ' uscita dal sommatore 19 secondo la priorit? quando il circuito di selezione 20 fornisce un ' uscita e sceglie l ' uscita dal dispositivo 15 di indicazione e regolazione di rapporto quando il circuito di selezione 18 non fornisce alcuna uscita.

Da ll ' altro lato, la portata di vapore che deve essere alimentata allo scambiatore di calore 3 ? controllata per mezzo di un dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata in risposta ad un valore preimpostato, il quale ? un ' uscita dal circuito di selezione (SEL3) 26 descritto nel seguito. Il dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata comprende un rivelatore 22-1 di portata, un regolatore (FIC ) 22-2 di indicazione di portata ed, una valvola 22-3 di controllo di portata . 11 segnale rappresentativo di una pressione in corrispondenza del fondo della colonna rilevato dal dispositivo 12 di indicazione di pressione ? applicato

V?

< ? ?

? E DOM INICIS & PARTNERS S.A.8.

<. * I

al dispositivo operazionale ( BP ) 23 del punto di ebollizione, ove lo stesso ? convertito in un punto di ebollizione corrispondente alla pressione in corrispondenza del fondo della colonna. La temperatura del punto di ebollizione operata per mezzo del dispositivo operazionale 23 del punto di ebollizione ? alimentata al dispositivo operazionale di confronto O ) 24, ove la stessa ? confrontata con la temperatura in corrispondenza del fondo della colonna rilevata per mezzo del dispositivo 13 di indicazione di temperatura . 11 dispositivo operazionale di confronto 24 fornisce un' uscita F( ^ T) corrispondente alla differenza ? T , quando la temperatura in corrispondenza del fondo della colonna (ABP ) ? uguale o inferiore alla temperatura del punto di ebollizione (CBP ) operata per mezzo del dispositivo operazionale 23 del punto di ebollizione . L ' uscita F( ^ T) dal dispositivo operazionale di confronto 24 ? applicata ad un moltiplicatore (X ) 25, ove la stessa ? moltiplicata con la portata di vapore rilevata per mezzo del rivelatore 22-1 di portata .

L ' uscita del dispositivo 20 di selezione ? applicata al sommatore (+) 21, ove la s,tessa ? sommata all ' uscita dal modello 9 di passaggio di alimentazione. Le uscite del sommatore 21 e del moltiplicatore 25 sono collegate con il circuito di selezione 26. Il circuito di selezione 26 sceglie l ' uscita dal moltiplicatore 25t_ secondo la priorit? quando il moltiplicatore 25 fornisce un ' uscita e sceglie l ' uscita dal sommatore 21 quando il moltiplicatore 25 non fornisce alcuna uscita , cosicch? il circuito di selezione 26 DE uuiviiiNiuia a r?nmtnj s.*.e.

genera un seggale di preimpostazione al regolatore di indicazione di portata 22-2.

11 circuito di selezione 26 continua a fornire un'uscita avente uno stesso livello per un dato periodo di tempo TQ^ poich? esso sceglie l'uscita dal moltiplicatore 25.

Il circuito di selezione 20 continua inoltre a fornire un'uscita, al regolatore di indicazione di rapporto 15 per un dato periodo di tempo TQ4 poich? esso sceglie l'uscita dal regolatore 15 di indicazione di rapporto.

11 circuito di selezione 18 continua a generare un'uscita presentante un livello uguale come quello in corrispondenza della selezione per un dato periodo di tempo TQ^ in quanto esso sceglie il segnale di uscita (?-Sj) dal rivelatore di intervallo di rapporto 16, oppure il segnale di uscita (?^?) dal dispositivo operazionale 17. 11 circuito di selezione 18 continua inoltre a mantenere un livello di uscita alla selezione per un dato periodo di tempo TQ2 in quanto esso sceglie il segnale di uscita C IS.S4) dal dispositivo operazionale 17.

L'operazione di selezione dei circuiti di selezione 18, 20 e 26 ? controllata in un 'modo illustrato nel circuito a blocchi (descritto nel seguito) per mezzo di un sistema di controllo (non illustrato) conformemente ad un programma predeterminato. .

La Fig- 2 ? un diagramma di flusso che rappr?senta

schematicamente il funzionamento della presente invenzione ed in

base al qu_aj_e_ si syijppper? _Ja spiegazione. _ _

Dopo ravviamento dell'operazione, ovvero funzionamento, una temperatura di punto di ebollizione CBP, la quale ? stata convert<i>ta da una pressione in corrispondenza del fondo della ^??

/ < DE DOMIN1CIS a PARTNERS ?.* B <

colonna, viene confrontata con una temperatura in corrispondenza della colonna APB (fasi a, b). 11 dispositivo operazionale di confronto 24 genera un?uscita F(^T) quando CBP ^ APB. L'uscita F(AT) ? moltiplicata con l'uscita (S) del rivelatore 22-1 di portata di vapore. Un valore preimpostato per il regolatore 22-2 di indicazione della portata di vapore ? impostato in risposta al risultato di moltiplicazione ottenuto per mezzo del moltiplicatore 25 tramite il circuito di selezione 26, cosicch? viene controllata la portata di vapore (fase c). Quando ? trascorso l?intervallo di mantenimento del dispositivo operazionale di confronto 24 (fase d) viene effettuato nuovamente un controllo secondo il risultato del confronto di CBP ^ ABP . Le fasi a sino a d sono ripetute nuovamente mentre CBP > ABP. Pertanto, in questo periodo di tempo il valore di preimpostazione per la portata di vapore ? aumentato successivamente, cosicch? viene aumentata la portata di vapore. L'intervallo di mantenimento viene determinato in dipendenza dalle caratteristiche dinamiche della colonna di distillazione 1. 11 circuito di selezione 26 sceglie l'uscita del sommatore 21 quano aumenta ABP in seguito all'aumento nella portata di vapore, cosicch? nella fase b non ? stabilita la relazione CBP ^ ABP . In questo tempo il circuito di selezione 20 sceglie l'uscita del regolatore 15 di indicazione di rapporto quando un^ temperatura attorno al piatto intermedio PLT, vale a dire l'uscita del rivelatore di temperatura 11-1, cade entro un intervallo predeterminato (un limite superiore ed un limite inferiore

I

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< ? DE DOM ?NICIS & PARTNERS s.*.s.

dell'intervallo venendo citati come A e B rispettivamente) ed un rapporto di riflusso, vale a dire un rapporto dell'uscita del rivelatore 7-1 di portata di liquido di alilentazione rispetto con un? uscita del rivelatore 10-1 di portata di riflusso cade entro un intervallo (un limite superiore ed un limite inferiore dell' intervallo essendo citati come C e D rispettivamente) preimpostato per mezzo del dispositivo operazionale di rapporto 14 (fasi ej f fi *2) . Pertanto ? scelta l'uscita del regolatore 15 di indicazione di rapporto. L? uscita ottenuta mediante la somma dell'uscita del v

regolatore 15 di indicazione di rapporto all 'uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 ? alimentata , come un segnale di preimpostazione, al regolatore di indicazione di portata 22-2-attraverso il circuito di selezione 26 per il periodo di tempo TQ^ La portate di vapore ? controllata conformemente al valore di preimpostato corrispondente alla somma dell?uscita del regolatore di indicazione di rapporto 15 e dell'uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 (fasi g sino a j) . Le fasi a sino . a b vengono effettuate nuovamente dopo che ? trascorso il periodo di tempo T04 > Le fasi e \ sino a fi vengono espletate quando nella fase b non ? stabilita la relazione CBP ABP .

11 dispositivo operazionale 17 genera un' uscita ? quando la temperatura attorno al vassoio o piatto intermedio PLT mostra una relazione PLT = A nelle fasi e^^ e e2- L? uscita ? S3 del dispositivo operazionale 17 ? sommata all'uscita del rivelatore di portata 22-1 per mezzo del sommatore 19? L'uscita di somma dal sommatore

??,

V DE DOM INICIS & PARTNERS S.A

19 ? sommata con l ' uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 per mezzo del sommatore 21. La portata di vapore ? controllata per mezzo del dispositivo 22 di regolazione e indicazione di portata per un periodo di tempo conformemente ad un valore preimpostato corrispondente all ' uscita del sommatore 21 (fasi k sino a n ) . Le fasi a sino a d sono espletate nuovamente dopo il trascorrere del periodo di tempo TQ^ S

11 dispositivo operazionale 17 genera un' uscita ?i quando la temperatura PLT attorno al vassoio intermedio mostra una relazione B = PLT in corrispondenza delle fasi ej e ?2? Alla fase e^ , poich? ? similare al caso in cui PLT ^ A, la somma 4e?l ' usGita S4 dispositivo operazionale 17 e dell ? uscita del rivelatore di portata 22-1 ? sommata all ' uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 per mezzo del sommatore 21 , l ' uscita di somma del quale ? applicata al regolatore 22-2 di indicazione di portata come un segnale di preimpostazione, ovvero preimpostato. La portata di vapore ? controllata conformemente al valore ; preimpostato corrispondentemente all ' uscita del sommatore 21 per mezzo del regolatore 22 di indicazione di portata per un periodo di tempo TQ2 (fasi p sino a s ) . Le fasi a sino a d sono ripetute nuovamente dopo il trascorrimento del periodo di tempo TQ?.

Le fasi fj e ^ sono espletate quando la temperatura PLT 'attorno<^ >al vassoio intermedio ? A = PLT = B nelle fasi e^ e 11 rivelatore di intervallo di rapporto 16 genera un' uscita . S quando il rapporto di ricircolazione ? uguale al o maggiore di un valore DE DOMINICIS a PARTNERS 8.A.S .

V j?

preimpostato rilevato mediante il dispositivo operazionale di rapporto 14 alle fasi fj e f2. ? circuito di selezione 18 sceglie l ' uscita ? S1 ^?? rivelatore di intervallo di rapporto 16. Pertanto , l ' uscita ? Sj del rivelatore 16 di intervallo di rapporto ? sommata all ?uscita del rivelatore 22-1 di portata per mezzo del seminatore 19. L ' uscita di somma del sommatore 19 ? sommata all ' uscita del modello di passaggio di alimentazione 9 per mezzo del sommatore 21 , l ? uscita di somma del quale ? applicata al regolatore 22-2 di indicazione di portata come un segnale preimpostato.

La portata di vapore ? controllata conformemente al valore preimpostato corrispondente all ' uscita del sommatore 21 per mezzo del dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata per un periodo di tempo TQ^ . Le fasi a sino a d sono eseguite nuovamente dopo che ? trascorso il periodo di tempo TQ^ #

11 rivelatore di portata 16 genera un' uscita ? S2 ed il circuito di selezione 18 sceglie l ? uscita ? S2 del rivelatore 16 di portata quando il rapporto di ricircolazione rilevato per mezzo del dispositivo operazionale di rapporto 4 ? uguale o ? inferiore al valore preimpostato D. L ? uscita di somma ? S2 del rivelatore 16 di intervallo di rapporto ? sommata all ' uscita del rivelatore di portata 22-1 per mezzo del sommatore 19. L ' uscita di somma del sommatore 19 ? sommata all ' uscita del modello 9 di passaggio di alimentazione per mezzo del sommatore 21. L ' uscita del sommatore ? applicata al dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata come un segnale preimpostato. La portata di vapore ? I'S .?. * J? <' >yj ? DE DOM1NICIS a PARTNERS ?.*

controllata conformemente ad un valore preimpostato corrispondente all'uscita del sommatore per mezzo del dispositivo 22 di indicazione e regolazione di portata per un periodo di tempo TQ2 (fasi p sino a s). Le fasi a sino a d sono espletate nuovamente dopo che ? trascorso il periodo di tempo TQ2.

E<1 >da notare da quanto precede che un processo secondo la presente invenzione per il controllo di una colonna di distillazione, liquido di alimentazione ad esso fornito, viene riscaldato mediante vapor d'acqua di riscaldamento comprende le fasi di controllo di portata del vapor d'acqua in modo che la portata dei vapor d'acqua venga aumentata in risposta alla differenza fra la temperatura misurata alla base della colonna e la temperatura del punto di ebollizione del liquido d'alimentazione finch? la prima temperatura superi la seconda temperatura quando la prima non sia pi? alta della seconda; controllo della portata di vapor d'acqua in modo che la temperatura a cavallo di un vassoio intermedio rientri in un primo intervallo di temperatura quando la temperatura misurata alla base della colonna supera la temperatura del punto di ebollizione del t

liquido di alimentazione; controllo della portata di vapor d'acqua, in modo che un rapporto di riflusso rientri in un secondo intervallo di temperatura quando la temperatura a cavallo del vassoio intermedio rientra nel primo intervallo di temperatura; e controllo della portata di vapor d'acqua in modo che il rapporto di riflusso abbia un valore preimpostato prefissato, quando la temperatura a ? ?? < -r- DE DOMINICIS a PARTNERS

cavallo del vassoio intermedio rientra nel primo intervallo prefissato ed il rapporto di riflusso rientri nel secondo intervallo prefissato.

4. Breve descrizione dei disegni

5 La Fig. 1 ? uno schema di massima che illustra una forma di attuazione di un sistema di controllo in cui ? incorprata la presente invenzione, e la F?g. 2 ? un diagramma di flusso per chiarire il funzionamento della forma di attuazione mostrata in Fig. 1 .

10

1... colonna di distillazione; 3 e 4 scambiatore di calore; 5 ...serbatoio del prodotto; 7 ...unit? di regolazione; 8 ...indicatore di temperatura; 9 ... modello ad alimentazione diretta; 10 ...dispositivo indicatore di portata; 11... dispositivo indicatore di 15 temperatura; 1 2 . . . di sposi t i vo indicatore di pressione; 13

i

...dispositivo indicatore d? temperatura; 14 . . . di sposi t i vo di funzionamento a rapporto; 15... dispositivo indicatore e regolatore di rapporto; 16. . .rivelatore di intervallo di rapporto; 17 ...dispositivo operazionale; 18, 20, 21 dispositivo di selezione; 19 e 20 21 addizionatore; 22 ... dispositivo di regolazione; 23 . . d isposi t i vo operazionale a dispositivo d? ebollizione; 24 ... di sposi t ivo operazionale di comparazione; 25 . . . mol t i p I ica tore.

Richiedente : Nippon Zeon Co. Ltd. Ufficio Brevetti: Hide? Takino _ _ " " : Katsumi Ikeo

Si dichiara che la presente traduzione ? conforme al testo del brevetto relativo alla suddetta domanda.