DE2411063A1

DE2411063A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern einer alkylierungsanlage

Info

Publication number: DE2411063A1
Application number: DE2411063A
Authority: DE
Inventors: Donald Eugene Sweeney
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1974-10-03
Also published as: US3814916A; SE402275B; CA1015679A; NL7403353A; AU6610074A; DE2411063C3; JPS49125302A; FR2222336B3; FR2222336A1; DE2411063B2; IT1005659B; BE811953A; GB1419908A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Alkylierungsanlage.

Aus den US-Patentanmeldungen Serial Ub. 165 385 und .165 44-3 sind Verfahren und Vorrichtungen zum Steuern der Säurestärke einer Alkylierungsanlage bekannt. In der deutschen Patentanmeldung P 22 50 602.1-4-2 ist offenbart, wie eine Alkylierungsanlage zu steuern ist, um die günstigste Säurestärke zu erreichen, während nach der deutschen Patentanmeldung P 23 25 803.9-42 der Kohlenwasserstoffgehalt der im Kreislauf geführten Säure gesteuert wird. Schließlich ist noch die deutsche Patentanmeldung P 23 13 638.1 zu erwähnen, nach welcher die Temperatur der Alkylierungsreaktion gesteuert wird. (Alle vorstehend genannten Anmeldungen sind von der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung eingereicht worden).

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Alkylierungsanlage so zu steuern, daß ein Alkylat mit hoher Oktanzahl erhalten wird und die größtmögliche Menge dieses Alkylats in der Zeiteinheit anfällt. Die Anlage soll also mit dem besten Ertrag im Hinblick auf die Gewinnung eines Alkylats hoher Oktanzahl arbeiten. ·

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Alkylierungsanlage, bei der Olefin- und Isobutanströme in einem Reaktor in Gegenwart von Säure miteinander in Kontakt gebracht werden, das entstehende Säure-Kohlenwasserstoff-Gemisch in einen Absetzer geführt wird, in welchem sich die Säure von dem das Alkylat enthaltenden Kohlenwasserstoffprodukt abtrennt, und ein Teil der abgetrennten Säure aus der Anlage abgezogen wird, während die · übrige abgetrennte Säure zusammen mit in die Anlage eingeführter frischer Säure in den Reaktor zurückgeführt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß bestimmte Betriebsparameter, einschließlich der Durchsätze von in die Anlage eingeführter frischer Säure, Olefin und Isobutan sowie von aus der Anlage abgezogenem Kohlenwasserstoffprodukt und abgezogener Säure, der Dichten der frischen und in der

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Umlauf geführten Säure, und der- Zusammensetzung von Olefin und Kohlenwasserstoffprodukt, gemessen beziehungsweise "bestimmt und den erhaltenen Werten entsprechende Signale erzeugt werden; Signale entsprechend Isobutanversuchsdurchsätzen Ew. und den dazugehörigen Durchsätzen einer Säure (der frischen oder der Abzugsäure) erzeugt ■ werden;

die voraussichtlichen Ertragswertänderungen, zu denen -diese Isobutanversuchsdurchsätze und die dazugehörigen Durchsätze einer Säure führen würden, bestimmt und entsprechende Signale erzeugt werden;

der Isobutanversuchsdurchsatz und der dazugehörige Durchsatz einer Säure, bei welchem der größte Ertragswertanstieg erfolgt, ermittelt und entsprechende Signale erzeugt werden und mittels dieser Signale der Isobutandurchsatz und der Durchsatz einer Säure relativ zu dem der anderen Säure in der Anlage gesteuert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner. Durchführung vorgeschlagene Vorrichtung wird nachstehend an einer Ausführungsform der Erfindung ins Einzelne gehend beschrieben, wobei auf die beigefügten Figuren Bezug genommen wird. Es zeigen: .

Fig. Λ - ein vereinfachtes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit, ebenfalls schematisch, einem Teil der Alkylierungsanlage

Fig. 2 - 11 B- detaillierte Blockschaltbilder von " 2 dem Programmierer " 3 der Alkylatsignalvorrichtung ? 4 dem A-g-Eechner

5 dem H-Bechner

6 einem Teil der Olefinsignalvorrichtung

7 dem Sg-Eechner

8 dem Gg-Eechner

4 0 S B 4 0 / -1 0 1 7

Fig. 9 - dem Fgg-Eechner.

"10 dem F^-Eechner

ⁿ 11 A₄B dem Steuergerät

ⁿ 12 dem E_M.-Eechner

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Sie zeigt einen Teil der Alkylierungsanlage, in welcher Olefine mit einem Isoparaffin, z.B. Isobutan, in Gegenwart eines Katalysators, wie Hp SO^, oder HF, nachstehend kurz mit "Säure" bezeichnet, zur Eeaktion gebracht werden, um ein Isoparaffin hohen Molekulargewichts zu erhalten.

Zum Zwecke der Erläuterung soll in der nun folgenden Beschreibung die Säure IL, SO^ sein. Das Olefin kann aus Butylenen, Propylen oder einem Gemisch davon bestehen.

Die Olefine und das Isobutan werden durch die Leitungen JA bzw. 5 iß die Anlage eingeführt und treten über Leitung in den Eeaktor 4 ein, in welchem sie mit im Kreislauf geführter Säure, die durch Leitung 7 in den Eeaktor gelangt, in Kontakt gebracht werden. Im Eeaktor 4 entsteht ein Säure-Kohlenwasserstoff-Gemisch, das über Leitung 8 in einen Säureabsetzer 12 gelangt. Im Absetzer 12 trennt sich das Kohlenwasserstoffprodukt, das das Alkylat enthält, von der Säure; das Kohlenwasserstoffprodukt wird durch Leitung 14 abgeführt, während die Säure durch eine Leitung 16 entfernt wird. Es ist hervorzuheben, daß die aus dem Absetzer 12 kommende Säure mit Kohlenwasserstoff angereichert ist, der nicht durch die Wirkung des Absetzers 12 abgetrennt worden ist. Der Absetzer 12 kann ein Einziger oder der Letzte einer Gruppe von Absetzern in der Anlage sein· Im Absetzer 12 sind die Kohlenwasserstoff— phase und die Säurephase durch einen Zwischenflächenpegel voneinander getrennt.

Durch Leitung 17 wird der Säure in Leitung 16 so viel frische Säure zugeführt, wie erforderlich, ist, um die

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gewünschte Säurestärke aufrecht zu erhalten. Eine Pumpe pumpt die Säure von Leitung 16 in Leitung 7· Ein Teil der Säure in Leitung 7 wird über eine Leitung 21 entfernt; sie tritt aus der Umlauf säure, die -in den Eeaktor M- zurückgeführt wird, aus. Der Kürze halber wird nachstehend die aus der Anlage über Leitung 21 abgezogene Säure mit "Abzugsäure" bezeichnet. Die Abzugsäure kann einer anderen Alkylierungsanlage zugeführt oder verworfen werden.

Es ist nun überraschend gefunden worden, daß der Einfluß des prozentualen Isobutangehalts des Kohlenwasserstoffprodukts (nachstehend kurz mit KW-Produkt bezeichnet), auf die Oktanzahl, den Säureverbrauch und den Ertragswert durch eine Eeihe von Gleichungen im voraus bestimmt werden kann.

Der Istwert des Säureverbrauchs A-g in der Anlage kann · aus Gleichung 1 bestimmt werden

1· δ ^{a R}AB

. ^AB ~

in der E.,, und E~-g die Istwerte des Durchsatzes von aus der Anlage austretender Säure bzw. des KW-Produkts, Yq-^ der tatsächliche Volumanteil Alkylatprodukt im KW-Strom, und'a eine Eonstante bedeuten, die einen Wert von 0,3215 haben kann, und mit welcher der Durchsatz von barrels/h in tons/h umgerechnet wird.

Der Istwert der Eaumgeschwindigkeit des Olefins S_ß wird nach Gleichung 2 bestimmt

100 E₀V_T (E_{E +} E_CB)

^2m ^SB ⁼ C_VE_R(1OO-H) '

in welcher bedeuten: Eq und R^ die Durchsätze von in die Anlage eintretendem Olefin und in Umlauf geführter Säure, Vm der Volumanteil Olefin am Olefinbeschickungsstrom, Cy das Volumen des Eeaktors 4- in barreis,, und zwar ein vorbestimmter Wert, und H der tatsächliche K¥-gehalt

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der im Umlauf geführten Säure.

Der KW-Gehalt H der im Umlauf geführten Säure wird nach' Gleichung 3 "bestimmt.

100 (Dp - D_B)

3. η -

worin D-p, D-g und D^ die Dichten der frischen Säure, der Umlaüfsäure "bzw. des KW-Produkts bedeuten. Der tatsächliche Oktanqualitätswert G_B wird nach Gleichung 4 bestimmt.

4. G_B = b₁S_B ² + b₂ln(i00V_CB+b₅) ,

in welcher b, , b~ und b, Eonstanten der benutzten Alkylierungsanlage sind (z.B. -6,5; 8,65 u. 30,0) und V„_B der Volumanteil des Isobutans am KW-Produkt. Ein Faktor P_MB zur Korrektur des Säureverbrauchs bei Änderungen im prozentualen Isobutananteil im KW-Produkt kann nach Gleichung 5 bestimmt werden.

in welcher c eine von der benutzten Anlage abhängige Konstante ist, die z.B. 1,052 sein kann.

Ein Paktor IPg-g, Säureverbrauchskorrekturfaktor für Änderungen in der Olefinraumgeschwindigkeit, kann unter Benutzung der Gleichung 6 bestimmt werden.

2 6. Pg_B = exp

in welcher· ^-,-d^. von der benutzten Alkylierungsanlage abhängige Konstanten sind, die z.B. folgende Werte haben können: 0,942361; -0,18270208;, 0,023882011 und -0,0012078644 und Pg das Verhältnis von Vol."* % Propylen zu Vol."% Olefin im Olefinstrom.

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Die Änderung Δ M im zugeführten Isobutan wird nach Gleichung 7 "bestimmt.

in welcher E^_B der Istwert des Isobutandurchsatzes und Ejj. ein berechneter Isobutanversuchsdurehsatz für eine neue Bedingung bedeuten.

Ein errechneter KW-Produktdurchsatz E kann nach Gleichung 8 bestimmt werden.·

⁸- ^ECC - ^ECB ⁺^^M »
in der E_0B der Istwert des KVT-Produktdurchsatzes bedeutet.

In gleicher V/eise kann ein berechneter Volumanteil Isobutan am KW-Produkt Vqq aus Gleichung 9 erhalten werden.

9 TT _ -
^vcc

in der V„ der Volumanteil Isobutan an der durch Leitung JA der Anlage zugeführten Isobutanbeschickung bedeutet und ^CB ^^er Volumanteil Isobutan am EW-Produkt in Leitung Die Änderung in der Oktanzahlqualität Δ Q läßt sich nach Gleichung 10 ermitteln.

10. Δ Q = G₀- G_B ,

in welcher G₀ eine für eine neue Bedingung berechnete Oktanzahlqualität ist. G₀ kann nach Gleichung 11 bestimmt werden.

11. G₀ = b₁S₀ ²+b₂ln(i00V_cc+b₃) ,

in der S₀ die berechnete Olefinraumgeschwindigkeit für eine neue Bedingung ist. S₀ kann nach Gleichung 12 erhalten werden.

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¹²- ^SC ⁼ C-RE₁ - (10'raj

Die Änderung im Säure verbrauch a A kann aus den Gleichungen 13, 14 und 15 berechnet werden, in denen Ι^_ο und J?„„ Säureverbrauchskorrekturf aktoren für die neue Bedingung zur Berechnung der" Änderungen des prozentualen Isobutananteils am KW-Produkt bzw. der Olefinraumgeschwindigkeit bedeuten.

13.

Die Ertragswertänderung E₀ kann aus der folgenden Gleichung 16 errechnet werden.

16. E„ =ΔΟ D~ -AAD. -

in welcher Dq, D. und TL·, die wirtschaftlichen Werte in Verbindung mit der Oktanzahlqualität, dem Säureverbrauch bzw. dem Isobutan bedeuten. Der neue berechnete Abzugssäuredurchsatz E^q ist aus Gleichung I7 bestimmbar.

17. E_A0 = (^AB+ A) CBGK/_a

Die erfindungsgemäße, nachstehend, beschriebene Vorrichtung zur Steuerung einer Alkylierungsanlage bestimmt bei Auswahl eines gewünschten Isobutangehaltes den Einfluß der verschiedenen Isobutanversuchsdurchsätze. Jeder Isobutanversuchsdurchsatz E_MT wird gemäß Gleichung 18 ermittelt.

in welcher J eine beliebige ganze positive Zahl, g eine

" I

ausgewählte Zahl zwischen Ou. Ju.JJE die maximal zulässige Änderung des Isobutandurchsatzes in Leitung 3A ^ist* * 4Ü984Q/1017

Wie aus Pig. i zu ersehen, tastet eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung) die während des Betriebs der Alkylierungsanlage herrschenden Parameter ab und berechnet neue Werte für eine vorbestimmte Inderung einiger dieser Parameter". Die Steuerung berechnet kontinuierlich neue Werte, bis gewisse vorbestimmte Grenzwerte erreicht sind. Von diesem -Zeitpunkt an bestimmt die Steuerung die Durchsätze von der aus der Anlage austretenden Säure und des Isobutans und steuert dementsprechend die Alkylierungsanlage.

Ein Durchsatz-Meßgerät (!Fühler) 24 tastet den Durchsatz des KW-Produkts in Leitung 14 ab und gibt ein entsprechendes Signal E^ an einen A-g-Rechner 28.

Ein Chromatograph 30 zieht KW-Produkt-Muster aus Leitung und gibt ein Signal Ep an eine Alkylatsignalvorrichtung und ein Impulssignal E, an einen Programmierer 33·

Es wird nun auch auf J¹Xg. 2 Bezug genommen, die den Programmierer 33 schematisch wiedergibt. Jeder Impuls im Signal E, entspricht einer Spitze im Signal Ep. Das Signal E^ wird einem UND-Gatter 40 in einer Steuerimpulsschaltung 41, welche durch einen Ausgang eines logischen Decodierers 42 gesteuert wird, zugeführt. Wenn, der Ausgang des Decodierers 42 ein hoher Gleichstromausgang ist, ■ läßt das UND-Gatter 40 das Impulssignal E^ zu einem Zähler 44 durch. Die einem Zählwert entsprechenden Ausgänge des Zählers 44 werden an den logischen Decodierer 42 gegeben, der eine Vielzahl von Ausgängen an monostabile Multivibratoren 45 liefert. Die verschiedenen Zahlenwerte im Zähler 44 werden durch den Decodierer 42 decodiert, um verschiedene monostabile Multivibratoren 45 zu triggern, wodurch diese eine Vielzahl von Steuerimpulsen E^ bis Ej abgeben. Wenn der Zählwert im Zähler 44 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, geht der Ausgang des logischen Decodierers 42 zum UND-Gatter 40 auf einen niedrigen Wert r.urück, so daß das UND-Gatter 40 den Zähler 44 nicht mehr

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am Zählen hindern kann. Der Probenahmevorgang wird durch das Auftreten eines Rückstellimpulses E^,, der an den Zähler 44 und den Chromatograph 30 gegeben wird, laufend wiederholt, wie nachstehend beschrieben wird.

Der Impuls Ej von den Multivibratoren 45 \iird ebenfalls an einen monostabilen Multivibrator 50 gegeben, der als ein Zeitverzögerer benutzt xtfird, um die Berechnungszeit zu 'gewinnen, die zur Bestimmung eines Signals E^ , welches dem Volumprozentanteil Alkylat am KW-Produkt entspricht, notwendig ist. Der Multivibrator 50 liefert einen Impuls, der einen weiteren Multivibrator 51 triggert, der wiederum ein Steuerimpulssignal E^- abgibt.

Es wird nun auf die Fig. 1 und 3 Bezug genommen. Die Spitzen des Signals Ep des Chromatographen 30 entsprechen den verschiedenen Bestandteilen des KW-Produkts in Leitung 14. Meß- und Haltekreise 55 bis 55 L in. der Alkylatsignalvorrxchtung 38 werden durch Impulse E,, bis Ej, die vom Programmierer 33 kommen, gesteuert, um die verschiedenen Spitzen des Signals Ep festzuhalten. Die nachstehende Tabelle bringt die einzelnen Meß- und Haltekreise mit jeweils einem entsprechenden Bestandteil in Verbindung

Kreis	Bestandteil	Kreis	Bestandteil
55	Äthan	55E	Normal-Pentan
55A	Propan	55F	Propylen
55B	Isobutan	55G	Butylene
55C	Normal-Butan	55H	Pentylene
55D	Isopentan	55J •	alle Verbindungen mit 6 und mehr C-Atomen

Die Ausgänge der Meß- und Haltekreise 55 bis 55 J werden an Multiplikatoren 56 bis 56 J gegeben, wo sie mit Gleichspannungen V. bis V_x.j, welche den verschiedenen, den jeweiligen Bestandteilen zugehörigen Faktoren des Chromatographen 30 entsprechen, multipliziert werden. So können z.B. die Spannungen V,. bis V.j folgende sein: 0,02; 0,2;

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1,0; 0,2; 0,15; 0,02; 0,2; 0,10; 0,02 u. 0,10V. Die Signale der Multiplikatoren 56 bis 56 J werden von den Meß- u. Haltekreisen 57 - 57J in Gegenwirkung zu einem vom Programmierer 33 kommenden Impuls E^ gemessen und gehalten. Die Kreise 57 — 57 J werden so verwendet, daß die Ausgänge, die den verschiedenen Bestandteilen des in die Anlage eingeführten Olefins entsprechen, gleichzeitig an einen Summierer 58 gegeben werden. Der Summierer liefert ein Normiersignal·. Der Ausgang des Multiplikators 57 J, der den Bestandteilen des KW-Produkts mit 6 und mehr C-Atomen entspricht, wird- an einen Teiler 60 gegeben, wo er durch das vom Summierer 58 kommende Normiersignal dividiert wird unter Erzeugung eines Signals E^, welches dem Volumanteil V«g- des Alkylats am KW-Produkt entspricht. Das Signal E^ wird an den Ag-Rechner 28 gegeben. Ein Teiler 61 dividiert das Signal vom Meß- u. Haltekreis 57B mit dem Normiersignal vom Summierer 58 unter Abgabe eines Signals E^r₇, welches dem Volumanteil V_n-J, des Isobutans im KW-Produkt entspricht.

Es wird nun auf die Fig. 1 u. 4 Bezug genommen. Ein Fühler 63 in Leitung 21 gibt ein Signal E_n-. das dem Durchsatz R der aus der Anlage abgezogenen Säure/an den A-g-Rechner 28 Ein Multiplikator 64 des Rechners 28 multipliziert das Signal Ej- mit einer Gleichspannung Vp, die der Konstanten in Gleichung 1 entspricht,und gibt ein Signal an den Teiler 65, welches dem Ausdruck .aR^g in Gleichung 1 entspricht. Ein anderer Multiplikator 66 multipliziert die Signale E., E^ und gibt ein Signal, das dem Ausdruck Rg-g Vq_K entspricht, an°den Teiler 65. Dieser teilt die von 64 und 66 empfangenen Signaleunter Abgabe, eines Signals E^, das dem Istwert des Säureverbrauchs A-g entspricht.

Nun wird auf die Fig. 1 u. 5 Bezug genommen. Dichteanalysatoren 70, 7OA, 7OB erfühlen die Dichten von dem KW-Produkt in Leitung 14, der Umlaufsäure in Leitung 7 und der frischen Säure in Leitung 17 und geben die ent-

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sprechenden Signale E₁₇, E_n. u. Ε_ΠΏ an einen H-Rechner

f /A /JD

Dieser gibt ein Signal E_g at, welches dem Kohlenwasserstoffgehalt H der Umlaufsäure E„, gemäß den Signalen E„, E₇,, En-g und Gleichung 3,entspricht. Subtraktionsschaltungen 74 u. 76 subtrahieren die Signale E₁-,. "bzw. E^ vom Signal Eng und geben Signale, die den Ausdrucken (Dj₁-Dg) und (D-p-Dg) entsprechen, an einen Teiler 75- Dieser liefert ein Signal an einen Multiplikator 77» wo es mit einer Gleichspannung V₃,, die dem Ausdruck 100 in Gleichung 3 entspricht, multipliziert wird unter Abgabe des Signals

Der in Pig. 1 gezeigte Chromatograph 82 mißt den Olefinstrom in Leitung 3 und liefert ein Bestandteil-Signal . ■ Ep. an eine Olefinsignalvorrichtung 83 und ein Impulssignal E,^ an den Programmierer 33- Die Chromatographen 82 u. 30 sind einander ähnlich.

Die Olefinsignalvorrichtung 83 entspricht der Alkylatsignalvorrichtung 38, wird aber durch die Impulse E^. - E™. von einer Steuerimpulsschaltung 41A im Programmierer 33 gesteuert. (41A ist mit 41 identisch). Der Unterschied zwischen den beiden Signalvorrichtungen ist aus Fig. 6 zu ersehen. Es ist zu bemerken, daß in Fig.- 6 nur der Teil der Vorrichtung 83 wiedergegeben ist, der von der Alkylatsignalvorrichtung 38 verschieden ist. Die Ausgänge der Meß- u. Haltekreise 37^ "bis 57J werden durch den Summierer 86 summiert, um ein Signal zu erzeugen, das an die Teiler 87, 88 gegeben wird. Der Teiler 87 dividiert das Signal vom Summierer 86 durch das Signal vom Summierer 58, und gibt-ein Signal E^^. ab, das dem Volumanteil V„, des Olefins am Olefinstrom in Leitung 3 entspricht. Der Teiler 88 dividiert den Ausgang des Meß- und Haltekreises 57 mit dem Signal vom Summierer 86 und gibt ein Signal E.^ ab» äas dem Verhältnis von Propylen zu Olefinen in Leitung 3 entspricht. · . ■

Die Chromatographen 82Au. 82 arbeiten in gleicher Weise. Der Chromatograph 82 A mißt den Isobutanstrom in Leitung

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•3A und gibt die Signale E^g und E^ an die Isobutan-Signalvorrichtung 83 A bzw. den Programmierer 33» und \\rird periodisch durch einen Rückstell-Impuls vom Programmierer 33 rückgestellt.

Die Isobutan-Signalvorrichtung 83 A entspricht der Olefinsignalvorrichtung 83; da 83 A aber keine Signale E^_x. und E^₂ abgibt, weist diese Vorrichtung auch keine Rechner wie den Summierer 86 und den Teiler 87 und 88 auf. Da die Signalvorrichtung 83 A aber das Signal E.q erzeugt, welches dem Isobutangehalt entspricht, hat die Vorrichtung einen !Peiler, der ein von einem Meß- und Haltekreis (wie Kreis 57 B in 83) eingehendes Signal mit einem von einem Summierer (wie Summierer 58) eingehenden Signal dividiert. Von einer Steuerimpulsschaltung 4-1B im Programmierer 33 werden Impulse E·^ bis E-^ abgegeben. (4-1 B ist mit 4-1 A identisch).

Es wird nun auf die Fig. 1 und 7 Bezug genommen. Ein Fühler 90 gibt ein. dem Durchsatz der im Umlauf geführten Säure Rn entsprechendes Signal E^ an einen S-n-Rechner 91· Ein Fühler 93 mißt den Olefin-Durchsatz in Leitung 3 und gibt ein entsprechendes Signal E^₁- an den Sg-Rechner 91. Der Rechner 91 empfängt ,außerdem die Signale E., Eg und E-. und liefert in Übereinstimmung mit den Signalen E., Eg, E.., E^ und E_x.,- sowie der Gleichung 2 ein Signal E^jg, das dem Istwert der Raumgeschwindigkeit des Olefins entspricht. Ein Multiplikator 97 im S-g-Rechner 91 multipliziert das Signal E^_n- mit einer Gleichspannung V₁- und gibt ein Signal, das dem Ausdruck 100 R~ in Gleichung 2 entspricht, an einen Multiplikator 98. Dieser multipliziert das Signal, das vom Multiplikator 97 kommt, mit dem Signal E^_x. und gibt ein Signal, das dem Ausdruck 100 Rq V^ entspricht,' an einen Multiplikator 99· Eine Summierschaltung 100 summiert die Signale E_x., E-^ und gibt ein Signal, das dem Ausdruck % + Rq_B entspricht, an den Multiplikator 99. Dieser multipliziert die beiden Signale

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und gibt ein Signal, das dem Zähler in Gleichung 2 entspricht, an einen Teiler 104.

Ein Multiplikator 105 multipliziert das Signal E.. mit einer Gleichspannung V^, die dem festgelegten Volumen Cj des Reaktors 4 entspricht, und gibt ein Signal an einen weiteren Multiplikator 108. Eine Subtraktionsschaltung 109 subtrahiert das Signal Eg von der Gleichspannung 1-j, tmd gibt ein Signal an den Multiplikator 108. Dieser multipliziert die vom Multiplikator 105 und der Subtraktionsschaltung 109 eingehenden Signale und liefert ein Signal, das dem Ausdruck Cy Rj, (100-H) entspricht, an den Teiler 104. 104 dividiert das vom Multiplikator 99 kommende Signal mit dem vom Multiplikator 108 und gibt ein Signal ~&_Λ(- ab. ■

Es wird nun auf die Pig. 1 u. 8 eingegangen. Ein Gg-Kechner 115 liefert ein dem tatsächlichen Oktanzahlqualität swert Gg entsprechendes Signal E^o. Der Eechner 115 umfaßt einen Multiplikator 116, in den das Signal E.^- eingeht, das er mit sich selbst multipliziert und ein Signal, das dem Ausdruck S-g^ entspricht, an einen weiteren Multiplikator 117 gibt. Dieser multipliziert den Ausgang von 116 mit einer, der Konstanten b^. in Gleichung 4 entsprechenden Gleichspannung VV· Ein Multiplikator 120 multipliziert die Spannung V^ mit dem Signal E^₇ und gibt ein Signal, das dem Ausdruck 100 V^-g entspricht, an die Summierschaltung 121. Diese summiert das von 120 kommende Signal mit einer Gleichspannung Vg, die der Konstanten b^ entspricht und gibt ein Signal an einen logarithmischen Verstärker 124.

Es ist zu erwähnen, daß in Gleichung 4 der Ausdruck In (100 Y„-Q + b,) vorkommt. Der logarithmische Verstärker 124. arbeitet mit einem anderen logarithmischen Verstärker 125 und einem Teiler 126 zusammen, um ein Signal, das diesem

Ausdruck entspricht, abzugeben. Der natürliche Logarithmus eines Ausdrucks wird erhalten durch Dividieren des Zehnerlogarithmus des Ausdrucks mit dem Zehnerlogarithmus

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von e. Der logarithmische. Verstärker 124 gibt also ein Signal, das dem Zehnerlogarithmus des Ausgangs der Summierschaltung 121 entspricht, während der logarithmische Verstärker 125 j der eine der mathematischen Konstanten e entsprechende Gleichspannung Vr₇ erhält, ein Signal gibt, das dem Zehnerlogarithmus von e entspricht. Der Teiler 126 teilt den Ausgang"des Verstärkers 124 mit dem Ausgang des logarithmischen Verstärkers 125 und gibt ein Signal, das dem Ausdruck In (100 V_Cß + b, )entspricht, an den MuIti-. plikator 128. Dieser multipliziert den Ausgang vom Teiler 126 mit einer Gleichspannung Vg, die der Konstanten bp entspricht. Eine Summierschaltung 130 summiert die Ausgänge der Multiplikatoren 117 und 128 und gibt das Signal E^₈ ab.

Nun wird auf die Fig. 1 u. 9 Bezug genommen. Das Signal E,-g, das der Olefin-Eaumgeschwindigkeit entspricht, wird an einen Fg-g-Rechner 135 gegeben, der außerdem das Signal E.ρ von der Olef^signalvorrichtung 83 erhält, und ein Signal %po* welches dem Ausdruck Fg_ß in Gleichung 6 entspricht, abgibt. Das Signal E,ρ wird an einen Teiler 136 und eine Subtraktionsschaltung 137 im Rechner 135 gegeben. 137 subtrahiert das Signal E^p von einer dem Ausdruck 1 in Gleichung 6 entsprechenden Gleichspannung Vq und liefert einen Ausgang 1-P-o entsprechend, an den Teiler 136. Dieser dividiert das Signal E^p durch den Ausgang von 137 und gibt ein Signal ab, das dem Ausdruck Pg/1-P-g entspricht. Dieses Signal wird an Multiplikatoren 140 - 143 gegeben. Der Multiplikator 140 multipliziert das Signal des Teilers 135 mit sich selbst, während der Multiplikator 141 das Signal von 140 mit dem von 136 multipliziert, effektiv das Signal vom Teiler 136 in die dritte Potenz erhebt. Der Multiplikator 142 multipliziert ein Signal vom Multiplikator 141 mit dem Signal des Teilers 136, effektiv erhebt er das Signal des Teilers 136 in die vierte Potenz.

Der Multiplikator 143 multipliziert den Ausgang des Teilers 136 mit einer Gleichspannung V^₀, die der Konstanten d^ entspricht. Die Multiplikatoren 144, 145, 146 multiplizieren die Ausgänge der Multiplikatoren 140, 141 bzw. 142

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mit den Gleichspannungen V.,., ^Λ2 ^^zw· ^14 ^wel^cne α en Konstanten dp, d, und d^ entsprechen, und geben die Ausgänge an die Summierschaltung 149, die auch den Ausgang des Mulitplikators 143 erhält. Die Summierschaltung 149 gibt ein Summensignal an einen Multiplikator 150.

Ein Multiplikator 151 erhebt das Signal E.g in die zweite Potenz und gibt ein Signal, das S-g entspricht,an den Multiplikator 150, der das-Signal mit dem Ausgang des Summierers 149 multipliziert. Ein Multiplikator 153j ein logarithmischer Verstärker 154, ein Funktionsverstärker 155-iind ein Rückkopplungselement 156 erheben die mathematische Eonstante e in die Potenz des vom Multiplikator 150 kommenden Signals. Eine Spannung Vr₇, die der mathematischen Konstanten e entspricht, wird an den logarithmischen Verstärker 154 gegeben, der seinen Ausgang an den Multiplikator 153 gibt. Der Ausgang dieses Multiplikators wird mit dem Ausgang des Multiplikators 150 multipliziert, um ein Signal zu erzeugen, das dem log des Ausdrucks in der geschwungenen Klammer der Gleichung 15 entspricht. Der Ausgang des Multiplikators 153 wird an den -Funktionsverstärker 155» der mit dem Rückkopplungselement 156 verbunden ist, gegeben. Das Rückkopplungselement 156, das ein Funktionsgenerator ist, arbeitet als eine Delogarithmierschaltung zur Erzeugung des Signals Eo₀ (als Element 156 kann das Teil Nr. PC12 der Electronic Ass. verwendet werden).

Ein F^-Rechner 160 ist im Detail in Fig. 10 gezeigt. ₍ Er liefert ein Signal E₃^₁ das dem Faktor F^g in Übereinstimmung mit dem Signal E^ und der Gleichung 5 entspricht. Ein Multiplikator 161 im Rechner 160 multipliziert das Signal E*„ mit der Spannung V, und gibt ein Signal, das dem Ausdruck 100 V^-n entspricht, an den logarithmischen Verstärker 162. Der Ausgang von 162 wird an einen Multiplikator Ί64 gegeben, wo er mit der Gleichspannung V^₁-, die der Konstanten c entspricht,

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unter Erzeugung eines dem Ausdruck c log 100 entsprechende! Ausgangs multipliziert wird. Der Ausgang wird an eine Delogarithmierschaltung, "bestehend aus einem Funktionsverstärker 155-& mit einem Rückkopplungselement 156A, gegeben, welche das Signal Ep. erzeugt.

Nun wird wieder auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Grenzfläche, die die Säurephase von der KW-Phase im Säureabsetzer 12 trennt, wird durch eine Pegelstands-aufzeichnungs- und -regelvorrichtung 174, der ein Pegelstandssignal vom

empfängt,

Pegelstandsmesser 175/auf einer vorbestimmten Höhe gehalten. Die Pegelstandsaufzeichnungs- und -regelvorrichtung 174 betätigt einen Schieber 176 in Leitung 17, wodurch der Frischsäuredurchsatz gesteuert wird. Das Abziehen verbrauchter Säure in Leitung 21 wird durch einen Schieber

180 gesteuert, der ein Signal von einer Durchsatzaufzeichnungs- und -regelvorrichtung 181 empfängt, welche ihrerseits das Signal Ec- vom Fühler 63 erhält. Der Sollpunkt in der Durchsatzaufzeichnungs- und Regelvorrichtung

181 ist auf einen erwünschten zweckmäßigen Durchsatz der abzuziehenden Säure festgelegt, wie nachstehend beschrieben wird. Der Regler 181 gibt dann ein Signal, das der Differenz zwischen dem gemessenen Durchsatz der Abzugs-

entspricht, säure und dem erwünschten Durchsatz/an den Schieber 180, so daß der Durchsatz der Abzugssäure weitgehend dem erwünschten Durchsatz entspricht. Wenn der Durchsatz der Abzugssäure steigt, sinkt der Pegel im Säureabsetzer 12, wodurch der Regler 174- veranlaßt wird, dem Schieber 176 ein anderes Signal zu geben. Der Schieber 176 erhöht den Durchsatz frischer Säure, so daß der erwünschte Pegelstand wieder erreicht wird. Wenn der Durchsatz der Abzugssäure, abnimmt, steigt der Grenzflächenpegel und veranlaßt den Regler 174-, den Durchsatz frischer Säure herabzusetzen, bis der erwünschte Pegelstand wieder erreicht ist.

Der Isobutan-Durchsatz in Leitung 3A wird durch einen Schieber 184- und eine Durchsatzaufzeichnungs- und -regelvorrichtung 185 gesteuert. Der Regler 185 hat einen

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Sollwert, der einem erwünschten Isobutandurchsatz entspricht, wie nachstehend gezeigt werden wird. Der Regler 185 erhält ein Signal Epp vom Durchsatzmeßfühler 182 und gibt ein Signal, welches der Differenz zwischen Sollwert und gemessenem Durchsatz entspricht, an den Schieber 184. Dieser wird dann derart gesteuert, daß der Isobutandurchsatz in Leitung 3A den Sollwert annimmt.

Die Steuerung steuert die Alkylierungsanlage durch Bestimmung verschiedener Isobutandurchsätze und Berechnung' des Einflusses des Durchsatzes auf die Alkylierung und die diesen Einflüssen entsprechenden Kosten, und Auswahl des Isobutandurchsatzes, bei dem die Anlage am günstigsten arbeitet.

Es wird nun auf die. Pig. 1, 11A, 11B u. 12 Bezug genommen. Das Steuergerät I70 empfängt folgende Signale: E^, E^, Eg,.

.%' ^E1O' ^E11' ^E12' ^E14-' ^E15* ^E17' ^E18' ^E20» ^E21 ^*^{1 E}22 und gibt die Signale EgQ u. Eg-, die einem gewünschten Abzugssäuredurchsatz bzw. einem gewünschten Isobutandurch-■ satz entsprechen. Ein R^.-Rechner 171» der in Fig. 12 gezeigt ist, gibt ein einem Isobutan-Versuchsdurchsatz R™·. entsprechendes Signal. Verschiedene Isobutan-Versuchsdurchsätze R^. werden mittels Gleichung 18 bestimmt.

Der Steuerungsvorgang wird dadurch eingeleitet, daß der die Anlage Bedienende einen Schalter 177 im % .-rechner schließt, wodurch eine hohe Gleichspannung V.g an ein UND-Gatter 179 gelegt wird. Durch die hindurchgehende Spannung V.g wird das UND-Gatter 179 befähigt, Taktimpulse von einem Taktgeber 178 an einen Zähler 183 durchzulassen. Wenn der Zähler 183 die Taktimpulse, die durch das UND-Gatter 179 durchgelassen werden, zählt, decodiert ein logischer Decodierer 184 den Zählwert im Zähler 183 und liefert verschiedene Ausgänge zur Steuerung der elektronischen Schalter 185 bis 185 C. Diese Schalter 185 bis 185 C empfangen Gleichspannungen Vq, V_x.^ bis V.q, welche verschiedenen ganzen Zahlen, wie 0,1,2 und 3 entsprechen. So decodiert

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der logische Decodierer 184 für einen Isobutanversuehsdurchsatz den Zählwert . - im Zähler 183, um. den Schalter 185 für den Durchgang der Spannung V.,-,, die der Zahl O entspricht, zu einem Multiplikator 190 zu öffnen, welcher V^n mit V^g₁ die der Zahl 2 entspricht, multipliziert. Der Ausgang des Multiplikators 190 wird durch die Spannung, die dem Ausdruck J entspricht, und der in diesem Fall V.q ist, im Teiler 191 dividiert. In der Subtraktionsschaltung 19? wird vom Ausgang des Teilers die Spannung Vq abgezogen, was ein Signal gibt, das 2fL -1 in Gleichung 8 entspricht. Eine Gleichspannung Vp₀, die der maximal zulässigen Änderung des Isobutandurch-

entspricht, wird mit dem von 192 ausgehenden

IU3X

Signal im Multiplikator 193 multipliziert. Der Ausgang wird an eine Summierschaltung 194- gegeben, wo er mit dem Signal E22 unter Abgabe eines Signals E^ summiert wird.

Wenn der Zählwert im Zähler 183 steigt, macht der logische Decodierer die Schalter 185, 185 3 und 185 C nichtleitend, um die Spannungen V₁₇, V^g und V^ nicht mehr durchzulassen, und der Schalter I85 A wird leitend und läßt die Spannung Vq, die 3 entspricht, das den Wert 1 hat, hindurch, so daß das Signal E^p einem neuen Isobutanversuchsdurchsatz Ej,. entspricht. In gleicher Weise wird der Schalter 185 B leitend gemacht, während die Schalter 185, 185 A und 185 C nicht leitend gemacht werden, so daß die Spannung V^o zur Berechnung eines neuen Isobutanversuchsdurchsatzes verwendet wird. Das Gleiche wird wiederholt, indem 185 C leitend und 185 - 185B nicht leitend gemacht werden, so daß V^q zur Berechnung eines neuen Isobutanversuchsdurchsatzes benutzt wird.

Es ist erforderlich, daß ein Ertragswertsignal für jeden folgenden Isobutanversuchsdurchsatz kurzzeitig auf den Wert Null eingestellt wird, wie nachstehend offenbart wird. Dies wird durch einen Impuls E^ des B_M .-Rechners

erreicht, wie nachstehend erläutert. Eine Vielzahl von monostabilen MuIt!vibratoren werden durch negative

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Ausgänge des Decodierers 184 getriggert. Die von den MuIt!vibratoren 200-200B gelieferten Ausgänge gehen durch ODER-Tore 1951 196 und triggern einen monostabilen Multivibrator 201.

Die resultierenden Impulse von 201 werden in einem Inverter 202 zu einem negativen Ausgangsimpuls E,^ invertiert. Der vom Multivibrator 20OG ausgehende Impuls erzeugt auch einen Ε-,^-Impuls durch Passieren des ODER-Tors 196 und Triggern des Multivibrators 201.

Der Impuls des Multivibrators 200G triggert einen weiteren monostabilen Multivibrator 205, wodurch ein Rückstelloder Löschimpuls E,^, erzeugt wird. E₃^ löscht den Zähler 185» die Chromatographen 30, 82, 82A,die Steuerimpulsschaltungen 4-1, 41A, 41B, ein Flip-Flop 197 und andere Speicherregister, wie nachstehend beschrieben wird.

Das Flip-Flop 197 gestattet die Steuerung der Alkylierungsanlage während des ersten Betriebszyklus von außen, wie nun erklärt wird. Die durch den Schalter 177 hindurchgehende Spannung V^g triggert das Flip-Flop in einen Ansteuerzustand, Das Flip-Flop 197 gibt ein Signal E™, das im Ansteuerzustand einen hohen Pegel, im Löschzustand einen niedrigen Pegel hat. Das Flip-Flop 197 geht in Gegenwirkung zum Rückstell- oder Löschimpuls E„ in den Löschzustand zurück 197 bleibt solange im Ansteuerzustand, bis der Schalter 174· geöffnet und wieder geschlossen wird.

Es wird nun wieder _oauf die Fig. 1, 11A u. 11B zurückgekommen. Eine Subtraktionschaltung 200 für den laufenden Isobutanversuchsdurchsatz subtrahiert das Signal ^22 vom Signal E₅^ unter Abgabe eines Signals ^E^n, das A^ in Gleichung 7 entspricht. Die Summierschaltung 222 summiert die Signale E^. und E,,- und liefert ein Signal E^g, das dem berechneten KW-Produktdur"chsatz Rqq entspricht. Ein Multiplikator 224 multipliziert die Signale E₁₀ und E₅₅ unter Abgabe eines Signals, das dem Ausdruck Δ MV^ ent-

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spricht. Ein Multiplikator 225 multipliziert die Signale E., E^₇ und liefert ein Signal, das dem Ausdruck Rq_B Vq^ entspricht. Eine Summierschaltung 226 summiert die Signale der Multiplikatoren 224, 225, gibt ein Signal, das dem Zähler der Gleichung 9 entspricht an einen Teiler 230, wo es durch das Signal E J>6 dividiert wird. Der Teiler gibt ein Signal E₇,^ ab, das dem Volumanteil Isobutan am KW-Produkt entspricht.

Das Signal E,„ wird an einen f_MC-Rechner 232 und einen G^-Rechner 233 gegeben. Der F^_c-Rechner 232 ist gleich dem in Fig. 10 gezeigten F^-g-Rechner 160, ausgenommen daß das Signal E^₁-, anstelle von E^₁-, verwendet wird. Der Rechner 232 liefert ein Signal E^o, das dem berechneten Paktor E¹^q zur Korrektur des Säureverbrauchs zwecks Änderungen des Prozentgehalts Isobutan im KW-Produkt entspricht.

Ein S_G-Rechner 235» der die Signale Eg, EL,p ^E14' ^E15 E,g erhält, liefert ein Signal Εχα» das der berechneten Olefinraumgeschwindigkeit Sq für den laufenden Isobutanversuchsdurchsatz entspricht. (235 ist mit 91 identisch, erhält aber E^ anstelle von E.). Das Signal E-^q wird an einen G_c-Rechner 233 gegeben. Dieser ist identisch mit dem G.,-Rechner, empfängt aber die Signale Έ-,^ und E,q anstelle der Signale E^r₇ und E.g. Der G^-Rechner 233 gibt ein Signal E^q ab, das einer berechneten Oktanqualität Gq für den laufenden Isobutanversuchsdurchsatz entspricht. Eine Subtraktionsschaltung 240 subtrahiert das Signal E^g vom Signal E^₀ und gibt ein Signal E^., das der Änderung Δ Q in der Oktanqualität gemäß Gleichung 10 entspricht.

Die Änderung Δ A im Säureverbrauch wird wie folgt bestimmt. Ein FgQ-Rechner 241 (identisch mit Fg-g-Rechner 135» ausgenommen, daß er das Signal E^q anstelle von E.^ erhält) gibt ein Signal E.p, das dem Säureverbrauchskorrekturfaktor für die Änderung der Olefinraumgeschwindigkeit beim laufenden Isobutanversuchsdurchsatz entspricht.

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Multiplikatoren 243, 244 multiplizieren die Signale E₂₀, Ep. mit den Signalen E^ und E^p und liefern Signale entsprechend den Ausdrucken Fg_B I¹^ und Fg^ F^₀ (in - Gleichung 13)· Ein Teiler 245 dividiert das Signal des Multiplikators 244 mit dem des Multiplikators 243 und gibt einen Ausgang an eine Subtraktionsschaltung 250. Diese subtrahiert die Spannung Vq vom Signal des Teilers-245 und gibt ein Signal entsprechend dem in der Klammer stehenden Ausdruck in Gleichung 13· Ein Multiplikator 251 multipliziert das Signal Eg mit dem Signal von der Subtraktionsschaltung 250 und liefert ein Signal das der Änderung 4 A im Säureverbrauch, der aus dem Isobutanversuchsdurchsatz resultiert.

Im Hinblick auf die Berechnung zunehmender Profite gemäß Gleichung 16 multiplizieren Multiplikatoren 256, 257 und 258 die Signale E₅₅, E₂^ bzw. E₂^₅ mit Gleichspannungen ^24-, ^25 ^zw. ^25, die den wirtschaftlichen Werten D^, Dq bzw. D. entsprechen und die mit der Oktanzahl-Qualität, dem Säureverbrauch und dem Isobutangehalt verbunden sind. Ein anderer Multiplikator 260 multipliziert die Signale E,, E. und liefert ein dem Ausdruck ^CB ^CK entsprechendes Signal. Ein Teiler 261 dividiert das Signal vom Multiplikator 256 mit dem Ausgang von 260. Die Subtraktionsschaltung 264 subtrahiert 'den Ausgang des Multiplikators 258 vom Ausgang des Multiplikators 257 ' und gibt ein Signal an eine Subtraktionsschaltung 265. Der Ausgang des Teilers 261 wird vom Signal von 264 subtrahiert unter Abgabe eines Signals E₂^., das der voraussichtlichen Ertragswertänderung E^, die aus der Änderung des Istwertes des Isobutandurchsatzes zum Isobutanversuchsdurchsatz resultiert, entspricht.

Um das Chemikalienverhältnis der Alkylierungsreaktion aufrechtzuerhalten, muß der Durchsatz der aus der Anlage abgezogenen Säure mit der Änderung des Isobutandurchsatzes so verändert werden, daß es für jeden Isobutanversuchsdürchsatz einen entsprechenden berechneten Abzugs-

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säuredurchsatz R.„. gibt. Eine Summierschaltung 270 summiert die. Signale E--, E^ und gibt ein Signal, das dein Elammerausdruck der Gleichung 17 entspricht. Dieses Signal wird mit dem des Multiplikators 260 im Multiplikator multipliziert. Das Produktsignal wird an einen Teiler gegeben, wo es durch eine Gleichspannung Vp dividiert wird unter Abgabe eines Signals E^c, ^das einem berechneten Abzugssäuredurchsatz in Verbindung mit dem' laufenden Isobutanversuchsdurchsat ζ entspricht.

Da nicht von vornherein bestimmt werden kann, welcher Isobutanversuchsdurchsatζ den größten Ertragswertanstieg bringt, ist es erforderlich, daß der Ertragswertanstieg des laufenden Isobutanversuchsdurchsatzes mit einem vorhergegangenen maximalen Ertragswertanstieg verglichen wird und der größere Ertragswertanstieg beibehalten bzw. wieder angenommen wird. Dieser Vorgang wird bei allen Isobutanversuchsdurchsätzen wiederholt, so daß der Isobutanver-.suchsdurchsatz und der ihm entsprechende Abflußsäuredurchsatz, der den größten Ertragswertanstieg bringt, benutzt werden kann. Dies wird durch Zusammenarbeit eines elektronischen Schalters 280, eines Analog-Digital-Konverters 181, eines Komparators 284, einer Vielzahl von Ubertragungs-UND-Gattern 285, eines Speicherregisters 286, eines Digital-Analog-TJmwandlers 290 und Multivibratoren 292 und 293 ausgeführt. Das Signal E₄₄, das dem Ertragswertanstieg beim laufenden Isobutanversuchsdurchsatz entspricht, wird an den Schalter 280 und den A-D-Converter 281 gegeben. Der elektronische Schalter 280 hat einen Eingang, der mit Masse verbunden ist, und er wird durch Signal E₅₄ vom R^ .-Rechner I7I gesteuert. Der Schalter ist ein einpoliger Umschaltkontakt, so daß wenn ein negativer Impuls E_ZZl auftritt, der Schalter 280 ein NuIl-Potential an den Komparator 284 gibt. Ist kein Impuls E^₄ vorhanden, läßt der Schalter 280 das Signal E₄₄ zum Komparator 284 durch.

Der digitale Ausgang des Konverters 281 wird an die UND-

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Gatter 285 gegeben. Diese übertragen die Ausgänge des Konverters 281 auf das Speicherregister 286 nach dem Auftreten eines Übertragungsimpulses, wie nachstehend erklärt wird. Die Ausgänge des Speicherregisters 286 werden an den D-A-Konverter 290 gegeben, wo sie in ein Analogsignal E₁-Q umgewandelt werden, das an den Komparator 284 gegeben wird. Das Speicherregister 286 wird benutzt, um das maximale Ertragswertanstiegsignal zu speichern.

Tatsächlich vergleicht der Komparator 284 den Ertragswertanstieg beim laufenden Isobutanversuchsdurchsatz mit dem vorangegangenen max. Ertragswert anstieg. Wenn der laufende Ertragswertanstieg geringer ist als der vorangegangene max. Anstieg, geht die Steuerung zum nächsten Isobutanversuchsdurchsatz über. Wenn der laufende Ertragswertanstieg größer ist, als der vorangegangene max. Anstieg, der im Register 286 gespeichert ist", dann ersetzt der laufende Ertragswertanstieg den vorangegangenen-max. Wert, so daß das Speicherregister jederzeit den max. Ertragswertanstieg aller vorangegangenen Isobutanversuchsdurchsätze gespeichert hat.

Der Komparator 284- vergleicht das Signal Et-Q mit dem durch den Schalter 280 bei Ausbleiben des Impulses E^ hindurchgegangenen Signal. 284 liefert einen hohen Ausgang,· wenn E₁-Q positiver oder gleich dem vom Schalter 280 abgegebenen Signal ist, und einen niedrigen Ausgang, wenn Ε,-q negativer als das Signal von 280 ist. Wenn der laufende Ertragswertanstieg nicht größer ist als der vorangegangene maximale, dann liefert der Komparator 284 einen hohen Ausgang, der keine Wirkung hat. Das Auftreten eines Impulses E.,^ verursacht, daß der Schalter 280 ein Null-Signal abgibt, was den Komparator 284 wiederum zur Abgabe eines hohen Ausgangs veranlaßt. Wenn der laufende Ertragswertanstieg größer ist als der vorangegangene maximale, ist das Signal E^, das durch den Schalter 280 geht, positiver als das Signal Et-Q, was verursacht, daß der Komparator 284-Ausgang auf einen niedrigen Pegel geht,

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wodurch der monostabile Multivibrator 292 getriggert wird. Dieser erzeugt einen Löschimpuls, der das Speicherregister 286 löscht. Der Impuls vom Multivibrator 292 .triggert einen weiteren monostabilen Multivibrator 293, so daß dieser einen Übertragungsimpuls an die UND-Gatter 285 gibt und der laufende Ertragswertanstieg als der vorangegangene max. Ertragswertanstieg im Register 286 gespeichert wird.

Sollte das darauf folgende Ertragswertanstiegsignal auch größer sein als das Signal E_n-Q, veranlaßt das Auftreten des Impulses E-^, den Schalter 286,ein Null-Signal an den. Komparator 284 zu geben, welcher einen hohen Ausgang abgibt. Da der Ausgang hoch ist, wenn das folgende Ertragswertanstiegsignal kommt, geht der Komparator 284 auf einen niedrigen Ausgang über. Wenn es nicht zum Anlegen eines Null-Potentials an 284 gekommen wäre, würde sich der 284-Ausgang nicht zu einem niedrigen Pegel ändern, da er vom vorangegangenen Ertragswertanstieg schon auf einem niedrigen Pegel gewesen wäre und das nächstfolgende Ertragswertanstiegsignal nicht in das Register 286 eintreten ließe.

Immer wenn ein Ertragswertanstiegssignal in das Speicherregister 286 eintritt, ist es erforderlich, daß der Isobutanversuchsdurchsatz und der damit verbundene Abzugsäuredurchsatz ebenfalls gespeichert werden, so daß nach Abschluß des Vorganges die gespeicherten Durchsatzsignale zur Steuerung der Alkylierungsanlage benutzt werden können. Deshalb wird das laufende Isobutanversuchsdurchsatzsignal E^2 ^an einen A-D-Konverter 300 gegeben, wo es in ein .Digitalsignal umgewandelt und an Übertragungs-UND-Gatter 301 gegeben wird. Die UND-Gatter 301 werden durch das Auftreten eines Übertragungsimpulses vom monostabilen Multivibrator 293 gesteuert, um die Digital-Signale vom Konverter 300 zu einem Speicherregister 302 passieren zu lassen. Die Digitalsignale werden im Register 302 gespeichert, das von einem Löschimpuls vom Multivibrator 292 gelöscht wird. In gleicher V/eise wird das Signal

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das dem Abzugssäuredurchsatz entspricht, im Speicherregister 3OOA durch Zusammenarbeit vom Konverter 3OOA mit den Ubertragungs-UND-Gattern 3OIA gespeichert.

Nach Beendigung dieses Vorgangs ist es erforderlich, die Durchsatzsignale, die im Register 302, 3O2A gespeichert sind, in anderen Registern zu speichern, so daß die Be- · rechnungen für günstigste Isobutan- und Ab'zugsäuredurchsätze wiederholt werden können, ohne auf den Betrieb der Alkylierungsanlage zu wirken. Ein Löschimpuls E„, der am Ende einer Berechnungsfolge, wie vorstehend erklärt, auftritt, triggert einen monostabilen Mulitvibrator 305· Dieser wirkt als Zeitverzug, während der Löschimpuls E„ benutzt wird, um die Speicherregister 306 und 3O6A zu löschen.

Es wird nun nochmals auf die Pig. 1, 11A und 11B Bezug genommen. Die Signale E^q, E^ werden an elektronische .Schalter 315 bzw. 315 A gegeben, die Gleichspannungen VVq bzw. Yyry, erhalten. Diese Spannungen entsprechen den Anfangsdurchsätzen von Isobutan in Leitung 3 A und der Abzugssäure in Leitung 21. Wenn das Signal E^q vom Flip-Flop 197 im R^.-Rechner I7I einen hohen Pegel hat, lassen· die Schalter 315 und 315 A die Spannungen V ^q und Yy,y, zu den Durchsatzaufzeichnungs- und -regelvorrichtungen 185 bzw. 181 durch. Die Spannungen V™ und V₇Ty, legen die Sollwerte in den Regelvorrichtungen 185 bzw. 189 fest, so daß es einen Anfangsdurchsatz für Isobutan und die aus der Anlage abgezogene Säure gibt. Das Auftreten eines ersten Löschimpulses E„ verursacht das Flip-Flop das Signal E^q auf einen niedrigen Pegel zu bringen. Ein niedriger Pegel des Signals E-,q hat zur Folge, daß die Schalter 315, 315A die Signale E₆₀ und Eg,- zu den Durchsatzaufzeichnungs- und Regelvorrichtungen 185 bzw. 181 durchlassen, so daß der Durchsatz der Abzugssäure und des Isobutans d'ie gewünschten Werte annehmen«

Obwohl die Erfindung am Beispiel der Steuerung der Durch-

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sätze von Isobutan und Abzugs säure beschrieben ist, kann, wie der Fachmann erkennt, auch der Abzugssäuredurchsatz als I*unktion des Grenzflächenpegels im Absetzer 12 ge- · steuert werden und der Durchsatz der frischen Säure würde dann in Übereinstimmung mit der Bestimmung des Isobutandurchsatzes gesteuert-

Obwohl die erfindungsgemäße Steuervorrichtung "unter Benutzung von Analog-Rechnern beschrieben wurde ^ kann selbstverständlich auch ein Allzweck-Digitalrechner, der gemäß den Gleichungen und den vorstehend beschriebenen Erfordernissen programmiert ist, zur Steuerung des Isobutandurchsatzes und des Abzugsäure- oder Frischsäure-durchsatzes benutzt werden. In einem derartigen System werden die Signale E₁, E^, E₅, E_?A, E_?ß, E₁₀, E₁₁, E₁₂, E₁^, E₁₇, En, E₁,- und E22 durch übliche Analog-Konverter in Digitalsignale umgewandelt, während die Ausgänge des Allzweckdigitalrechners durch übliche D-A-Konverter unter Abgabe der Signale Ε,-q und Eg₁ umgewandelt werden. Nachstehend wird eine kurze Zusammenfassung gebracht; Eine Alkylierungsanlage wird so gesteuert, daß ein erwünschter Betriebszustand erreicht wird. Der.Durchsatz des in die Anlage eintretenden Isobutans wird zusammen mit einem Säuredurchsatz, dem der frischen Säure oder dem der aus der Anlage abgezogenen Säure, jeweils bezogen auf den Durchsatz der anderen Säure, gesteuert, um die gewünschte Betriebsbedingung in Übereinstimmung mit Steuersignalen zu erhalten. Eine Schaltung liefert Signale, die den gemessenen Betriebsparametern entsprechen; eine andere Schaltung gibt ein Sig-. nal, das den Isobutanversuchsdurchsätzen entspricht. Außerdem wird ein Signal erzeugt, welches einem anderen Säuredurchsatz, der dem jeweiligen Isobutanversuchsdurchsatz entspricht. Eine Schaltung bestimmt eine erwartete Ertragswertänderung, die mit jedem Isobutanversuchsdurchsatz und dem damit zusammenhängenden einen Säuredurchsatz verbunden ist. Eine Auswahlschaltung wänlt das Isobutanversuchsdurchsatzsignal und das damit zusammenhängende eine Säuredurchsat zsignal, welches den größten Ertragswertanstieg bringt

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und diese Signale werden als Steuersignal abgegeben.

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Claims

T 74 001 Patentansprüche

1.) Verfahren zur Steuerung einer Alkylierungsanlage, bei der Olefin- und Isobutanströme in einem Reaktor in Gegenwart von Säure miteinander in Kontakt gebracht werden, das entstehende Säure-Kohlenwasserstoff-Gemisch in einen Absetzer geführt wird, in welchem sich die Säure von dem das Alkylat enthaltenden Kohlenwasserstoffprodukt abtrennt, und ein Teil der abgetrennten Säure aus der Anlage abgezogen wird, während die übrige abgetrennte Säure nach Zusatz von in die Anlage eingeführter frischer Säure in den Reaktor zurückgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Durchsätze von in die Anlage eingeführter frischer Säure, Olefin und Isobutan sowie von aus der Anlage abgezogenem Kohlenwasserstoffprodukt und abgesogener Säure, der Dichten der frischen -und der in Umlauf geführten Säure und der Zusammensetzung von Olefin und Kohlenwasserstoffprodukt, gemessen beziehungsweise be-• stimmt und den erhaltenen Werten entsprechende Signale erzeugt werden;

Signale entsprechend Isobutanversuchsdurdisätsen R„. und

ii J

den dazugehörigen Durchsätzen einer Säure (der frischen" oder der Absugsäure) erzeugt werden; die voraussichtlichen Ertragswertänderungen, zu denen diese Isobutanversuchsdurchsätze und die dazugehörigen Durchsätze einer Säure führen würden, bestimmt und ent-

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sprechende Signale erzeugt werden; der Isobutanversuchsdurchsatz und der dazugehörige Durchsatz einer Säure, bei welchem der größte Ertragswertanstieg erfolgt, ermittelt und entsprechende Signale erzeugt werden und mittels dieser Signale der Isobutandurchsatz und der Durchsatz einer Säure relativ zu.dem der anderen Säure in der Anlage gesteuert werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Signale, die den nachstehend aufgeführten vorgegebenen bzw. aus Meßwerten abgeleiteten Werten entsprechen, erzeugt werden:

den wirtschaftlichen Werten D^, D. und D_Q von Isobutan, Säure und Oktanzahlqualitat des Alkylats; einer Änderung Δ Q der Oktanzahlqualität; einer Änderung £ A im Säureverbrauch; einer Änderung· Δ M im zugeführten Isobutan; und in Übereinstimmung mit den vorgenannten Signalen und den den Meßwerten von Durchsatz R_nT} des ' KohlenWaSSerStoff-Produkts und Volumanteil Alkylat am Kohlenwasserstoffprodukt V_C£ entsprechenden Signalen das der Ertragswertänderung entsprechende Signal E~ nach folgender Gleichung erhalten wird

Q) (D^)-U A)(D.)- ^{Δ MD}M

^RC3^VCK

3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Signale erzeugt werden, die der für eine neue Bedingung berechneten Oktanzahlqualitat &_c und dem tatsächlichen

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Oktanzahlqualitätsvfert G-g entsprechen und unter Benutzung dieser Signale nach der Gleichung

AQ = V^GB
das Δ Q-SIgnal erzeugt wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Signale erzeugt werden, die folgenden gemessenen bzw. hergeleiteten Werten entsprechen: dem Istwert der Raumgesehwindigkeit des Olefins Sg, dem berechneten Wert der Raumgeschwindigkeit des Olefins S_n für eine neue Bedingung, dem berechneten Yolumanteil Isobutan am Kohlenwasserstoff produkt V~~, ^¹¹^ unter Benutzung dieser' Signale und der Gleichung

In welcher b., b,, und b~ Konstanten sind _i das G^-Signal erzeugt wird; und unter Benutzung des S^- und des Yqq-Signals nach der Gleichung

das G_c-Signal erzeugt wird.

5.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Signale erzeugt werden, die folgenden gemessenen bzw. hergeleiteten Werten entsprechen: dein Istwert des Säureverbrauchs A^, einem Säureverbrauchskorrekturfaktor_]?_sc zur Berechnung der Änderung der 0Iefinraumgeschwindigkeit bei der neuen Bedingung, einem Säureverbrauchskorrekturfaktor P₃₃ zur Berechnung der Änderung in der Oleflnraumgeschwindigkeit, einem Säure-

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verbrauchskorrekturfaktor Rrn zur Berechnung der Änderung des prozentualen Isobutananteils am Kohlenwasserstoffprodukt und einem Säureverbrauchskorrekturfaktor ]?,„ zur

I'll/

Berechnung der Änderung des prozentualen Isobutananteils am Kohlenwasserstoffprodukt bei der neuen Bedingung, und unter Benutzung dieser Signale nach der Gleichung ΔΑ = A_B

V ⁵SB ¹MC J

das Δ Α-Signal erzeugt wird.

6.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Signale erzeugt werden, die folgenden Meßwerten entsprechen: dem Abzugsäuredurchsatz R_A-n» dem Kohlenwasserstoffproduktdurchsatz lU-g und dem Volumanteil Alkylat am Kohlenwasserstoffprodukt V_GK, und unter Benutzung dieser Signale nach -der Gleichung

^{B R}CB^VGK
das A-g-Signal erzeugt wird.

7.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, das dem Verhältnis Propylen zu Olefin P-g entspricht, erzeugt wird und unter Benutzung dieses Signals nach der Gleichung Pg-g = expJSg

in der'α. bis d. Konstanten sind, das Fg-g-Signal erzeugt wird; und ein Signal, das dem Säureverbrauchskorrektur-

erzeugt wird
faktor Pg_C entspricht ,/und unter Benutzung dieses Signals

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und des S^- und des P^-Signals nach folgender Gl ei ellung

das Pgg-Signal erzeugt wird.

8.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, das dem gemessenen, tatsächlichen Kohlenwasserstoffgehalt der in Umlauf geführten Säure H entspricht, erzeugt wird, und unter Benutzung dieses Signals und den den Meßwerten der Dichten von der frischen Säure Dj₁, der Umlauf säure D-g und des Kohlenwasserstoffprodukts Djx entsprechenden Signalen nach der Gleichung

das Η-Signal erzeugt wird; und unter Benutzung des Ei-Signals und den Signalen, die den gemessenen Durchsätzen von Olefin R_Q, Umlaufsäure R_R und Kohlenwasserstoffprodukt Rp-n sowie dem gemessenen Volumanteil des Olefins am Ölefinbeschickungsstrom V^ und folgender" Gleichung

_q - ^1ooro^yt(^rr₊ ^rcb)

in der CL-das Volumen des Reaktors bedeutet, das S-g-Signäl erzeugt wird; ein dem berechneten Abzugsäuredurchsatz R™ entsprechendes Signal erzeugt wird, und unter Benutzung der Rq-, R_r- , Rnn~ ^²¹^ Vm-Signale nach der Gleichung

das S_n-Signal erzeugt wird."

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_ 33 —

9.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, das dem gemessenen Volumanteil Isobutan am Kohlenwasserstoffprodukt V' entspricht, erzeugt und unter Benutzung dieses Signals nach folgender .Gleichung - ...

= ^C1O° ^C

das R-j-Signal erzeugt wird; ein Signal, das dem berechneten Volumanteil Isobutan am Kohlenwasserstoffprodukt V_cc entspricht, erzeugt und unter Benutzung.dieses Signals nach der Gleichung

das E_MC~Signal erzeugt wird.

-10.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß unter Benutzung der & M? ^Rnn~» R_n-O- und Vo-Q-Signale und einem dem gemessenen Volumanteil

V/, Γ? v/Jß

Isobutan an der Isobutanbeschickung V^. entsprechenden Signal nach der Gleichung

ν - (* M)(^YM)+^RCB^YCB ^VCC - R₀₀

das V_cc-Signal erzeugt wird.

11) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter Benutzung-des Isobutanversuchsdurchsatzsignals R„. und einem Signal, das dem gemessenen Istwert des Isobutandurchsatzes R^-g entspricht, nach folgender Gleichung

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das δ M-Signal, das der jeweiligen' Änderung im zugeführ ten Isobutan entspricht, erzeugt wird.

12.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da·- durch gekennzeichnet, -daß Signale erzeugt.werden, die folgenden vorgegebenen bzw. hergeleiteten Werten entsprechen: einer maximalen Isobutandurchsatzänderung

A R_n-^₁ einer ganzen Zahl J, einer Zahl j,- die in Einmax

heitsstufen ansteigt, bis sie den Wert J erreicht hat, und dem Isobutanversuchsdurchsatz, und unter Benutzung dieser Signale und der Gleichung

das R^.-Signal erzeugt wird, sowie ein Impulssignal am Schluß des laufenden Betriebsversuches, wenn' j praktisch gleich J ist.

einem der 13») Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nacr/Ansprüche 1 - 12, bestehend aus einem System von Meß-, Rechen- und •Steuergeräten, gekennzeichnet durch

a) Geräte (63, 180, 181; 182, 184, 185; 175, 174, 176) zur Steuerung des Isobutandurchsatzes und des Durchsatzes einer Säure, der frischen Säure oder der Abzugsäure, relativ zum Durchsatz der anderen Säure, in Übereinstimmung mit Steuersignalen;

b) Geräte zum Messen bestimmter Betriebsparameter, einschließlich Fühler (24; 63) zum Messen des Durchsatzes

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des Kohlenwasserstoff-Produktstromes bzw. der Abzugsäure und Abgabe entsprechender Signale; Dichteanalysatoren (70, 7OA, 70B) zur Bestimmung der Dichte des Kohlenwasserstoff-Produktstromes; Chromatographen (30; 82) zur. Analysierung des Alkylats. bzw. des Olefins und Signalvorrichtungen (38; 83) zur Abgabe ent-. sprechender Signale; Fühler (90) zum Messen des Durchsatzes des Säure-Kohlenwasserstoff-Produktgemisches vom Reaktor (4) zum Absetzer (12); Fühler (93 und 182) zum Messen des Durchsatzes von in die Anlage einströmendem Olefin bzw. Isobutan und Abgeben entsprechender Signale;

c) mit jeweils einem oder mehreren dieser Meßgeräte verbundene Rechengeräte, nämlich:

eine Rechenschaltung (171) zur Abgabe von Signalen, die den Isobutanversuchsdurchsätzen R^. entsprechen;

d) eine Rechenschaltung (270, 272, 273) zur Abgabe von

den

Signalen, die den/Isobutanversuchsdurchsätzen R_Mi zugehörigen Abzugsäiiredurchsätzen R-_AC . entsprechen

e) eine Rechenschaltung (28, 88, 91, 160, 224-265), die der Bestimmung einer voraussichtlichen Ertragswertänderung, die mit den jeweiligen Isobutanversuchsdurchsätzen und den zugehörigen Durchsätzen einer Säure verbunden ist, dient, und

f) eine Rechenschaltung (284-302A), die mit den Steuergeräten (a.) sowie der Schaltung (e) verbunden ist und zur Auswahl des Isobutanversuchsdurchsatzes und dem dazu gehörigen Säuredurchsatz, bei dem der größte

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Ertragswertanstieg eintritt, und Abgabe entsprechender Signale dient.

14.) Vorrichtung nach Anspruch 1 J, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (e) eine (nicht gezeigte) Gleichspannungsquelle zur Abgabe der den wirtschaftlichen Vierten D₀, D. und D_M entsprechenden Spannungpn einschließt; ferner eine Schaltung (g) (91, 232, 224-230, 115, 233, 240) zur Erzeugung und Abgabe des A Q-Signals; eine Schaltung (h) (28, 135, 232, 241-251, 160, 88) zur Erzeugung und Abgabe des Δ Α-Signals; eine Schaltung (i) (220) zur Erzeugung und Abgabe des Δ M-Signals sowie eine Schaltung (k) (251, 264, 258, 256, 261, 260, 265), welche dazu dient mittels der AQ-, Δ A-, Δ M-, D_Q-, D_A~, D_M-, Rq_B-, ?_CK-Signale und der G-leichung

Δ MD_M E₀ ο (Λ Q)(D₀)-( AA)-(D.) -,r-JL

das Eß-Signal zu liefern.

15.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder i4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (91, 235, 224-230, 115 und 233) der Schaltung (g) zur Abgabe des G_ß- und des G_c-Signals ausgelegt sind und die Schaltung (240) dazu • dient mittels der G-g- und &_c~Signale nach der Gleichung

• ^Δ(2 = V^GB
das δ Q-Signal zu liefern.

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16«) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - I5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltung zur Erzeugung eines G-g-Signals das Bauteil. (91) ein Rechner zur Abgabe des Sg-Signals ist; das Bauteil (235) ein Rechner zur Abgabe des Sß-Signals,. das Bauteil (224)- ein Multiplikator, das Bauteil (226) ein Summierer und das Bauteil (230) ein •Teiler, welche zusammenwirkend das V_cc-Signal zu liefern vermögen; das Bauteil (115) ein mit dem Sp-Rechner (91) und der Alkylatsignalvorrichtung (38) verbundener Rechner ist, der zur Abgabe des G-g-Signals unter Benutzung der S-D- und Vp-n-Signale und der Gleichung

dient; und das Bauteil (233) ein mit dem S_c~Rechner (235) und der V_c~-Signalschaltung verbundener Rechner ist, der dazu dient, mittels der S_n- und V_n~-Signale nach der

\J V/O

Gleichung

^GC ⁼ V_G ²+Vn(100V_cc+b₃) das Gn-Signal abzugeben. .

17.) Vorrichtung nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, daß in Schaltung (h) das Bauteil (28) eine Rechenschaltung zur Abgabe des A-g-Signals ist, das Bauteil (241) ein . Rechner zur Abgabe des !^-Signals, das Bauteil (135) ein Rechner, der in Zusammenwirkung mit dem Teiler (88) das Fg-Signal abzugeben vermag, das Bauteil (160) ein Rechner zur Abgabe des i¹^-Signals, das Bauteil (232) ein Rechner zur Abgabe des F_MC-Signals; und die Bauteile

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(244, 243; 245; 250; 251), die zwei Multiplikatoren, ein Teiler, ein Summierer und ein Multiplikator sind, mit den Α_Ώ-, Fo_n-, IVr-, P^m- und !"„„-Signalgebern (28, 135, 88, 241, 160, 232) verbunden sind, um unter Benutzung dieser Eingangssignale nach der Gleichung -

Δ A = A₁
das Δ Α-Signal zu liefern.

18.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13- 17, dadurch

gekennzeichnet, daß der Ag-Rechner (28) mit dem Chromatographen (38) und den Fühlern (24) und (63) verbunden ist, um aus den von diesen Geräten eingehenden V_c^-, R.-D-Signalen nach Gleichung
. a^RAB

A-r. =

^{B R}CB^VCK
das A-g-Signal zu liefern. '

19·) Vorrichtung nach einejn der Ansprüche 13 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Teiler (88) im Fg-g-Signalgeber (135, 88) auch dazu dient, das Pg-Signal abzugeben, und der Rechner (135) sowohl mit dem S_x,- als auch dem P^-

JJ Jj

Signalgeber (91; 88) verbunden ist, und so ausgelegt ist, daß er mittels dieser Eingangssignale nach Gleichung

das P_SB-Signal abgibt, und der ]?_SC-Signalgeber (241) mit dein S_n-Signalgeber (235) von dem P^-Signalgeber (88) ver

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bunden ist, um mittels dieser Eingangssignale nach Gleichung

^£σπ - expiü-j.

SC

-'β' V

das !"„,,-Signal zu liefern.

20,)'Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13- 19, dadurch gekennzeichnet, daß der S-g-Reeimer (91) über einen Rechner (72) mit den Dichtemeßvorrichtungen (70, 7OA, 70B) verbunden ist und (72) so ausgelegt ist, daß er mittels der eingehenden Dp-, Dg- und D„-Signale nach Gleichung

Ι -»-τ? -Itj J Λ f\f\

tr \ i?— Jj/ IUU

das Η-Signal abgibt; und der Rechner (91) mit dem H-Signalgeber (72), den Meßgeräten (82, 83, 90) und (93) verbunden ist, um mit den von diesen Geräten eingehenden Rn-» Rd-, Rr₁T,- und V_m-Signalen nach Gleichung

das S-n-Signal zu liefern; der Summierer (222) dazu dient, ein Signal abzugeben, das R_nrs entspricht; und daß der S_n-

v/O v/

Signalgeber (235) mit dem Η-Signal- Geber (72), den Meßgeräten (82, 83, 90, 93) und den R_c-Signalgeber verbunden ist, um unter Benutzung der eingehenden Signale

nach Gleichung

S₀ =

das S_c-Signal abzugeben.

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21.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß der R^v-Signalgeber (160) mit den Meßgeräten (30, 38) verbunden ist, um mit dem von dort eingehenden V^-g-Signal nach Gleichung

das !^-Signal zu liefern; daß die Bauteile (224), ein Multiplikator (226), ein Summierer (222) und ein Teiler(230) dazu dienen, das V_GC-Signal zu liefern, und daß der Rechner (232) mit dem Teiler (230) verbunden ist, um mit dem V_cc-Signal nach Gleichung

¹MC = (¹⁰⁰W^C
das. F_MC-Signal zu liefern.

22.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 3 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß der V_cc~Signalgeber (224, 225, 226-230) mit dem R_cc-Signalgeber (222), dem £ M-Signalgeber (220) und den Meßgeräten (30, 38) verbunden ist und so ausgelegt ist, daß er unter Benutzung der eingehenden Δ M-, Rqq-» ^rcb"» ^VCB~ ^¹²¹⁰" ^vi4-^SiS^nale unä der Gleichung

U M) (^VM) +

das Vn_C-Signal abgibt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Δ M-Signalgeber (220) mit dem R_Mj-Signalgeber (171) und dem Meßgerät (182) verbunden und so ausgelegt ist, daß'er mittels der eingehenden R

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und R]Vr-D-Signale nach Gleichung

^Δ.^{Κ =} ^RMj ~ ^RMB ·
das Δ. M-Signal abgibt.

24.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 23, d3.durch gekennzeichnet, daß der R_M.-Signalgeber^-(171) nicht gezeigte Gleichspannungsquellen zur Abgabe von Gleichspannungen, die Δ R_m„_v bzw. J entsprechen, einschließt;

max

ferner eine aus UND-Gatter (179), Taktgeber (178), Zähler (183), Decodierer (184) und elektronischen Schaltern (185-185c) bestehende Schaltung zur Abgabe des Signals j; eine Rechenschaltung (190-194), die mit dem J-Signalgeber, dem j-Signalgeber (I85), dem Δ R„ -Signalgeber

• und dem R^-Signalgeber (182) verbunden ist und dazu dient mittels dieser Eingangssignale nach der Gleichung

das R^.-Signal abzugeben; und eine mit dem j-Signalgeber verbundene Schaltung (177, 178, 183, 184, 195, 196, 197, 201, 205, 202) zur Abgabe eines Impulses am Ende eines laufenden Betriebes, wenn j = J ist.

25.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 24, dadurch " . gekennzeichnet, daß die Schaltung (f) (284-302A) eine Schaltung (300, 301, 302, 281, 285, 286, 300A, 301A, 302A) zur Speicherung der R^-, \q- und E_c~Signale einschließt; eine aus Komparator (284), D-A-Konverter und elektroni-

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. _ 42 -

schem Schalter (280) bestehende Schaltung mit der Speicherschaltung verbunden ist, und dazu dient, ein gespeichertes Eß-Signal mit dem E^-Signal aus der Ertrags wertänderungssignalgeberschaltung (251, 264-, 258, 256, 261, 260, 265) zu vergleichen und die gespeicherten Signale zu löschen, wenn das eingegangene Eß-Signal grosser ist als das gespeicherte, und die B.».-, E^- und ß,«- Signale zu speichern, aber die Speicherschaltung nicht zu löschen, wenn das eingehende E^-Signal nicht grosser ist als das gespeicherte, so daß die Speicherschaltung das Rvr.~ und das E.~ .-Signal, die der max. Ertragswertänderung entsprechen, hält; ferner mit Strömungsaufzeichnungs- und Steuervorrichtungen (181, 185) verbunden ist, die zur Abgabe der gespeicherten E_M.- und E_n _r .-Signale zur Steuerung von Steuerschiebern (180, 184) dienen.

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