CN114534651B - 一种反应器温度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反应器温度控制方法，可控制反应器在升温阶段能够缓慢升温，根据升温时间的需要，能使升温曲线更为线性；在恒温阶段能够使反应器的温度控制在恒定的范围内(温度的偏差±0.5℃，可达到±0.1℃)，解决温度控制的大滞后问题，保持温度恒定；在降温阶段能使反应器缓慢降温，根据降温时间的需要，能使降温曲线更为线性，满足在高精度温度控制领域的控制要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种反应器温度控制方法。
背景技术
化学反应通常需要在合适的温度下进行，反应器的反应温度的控制精度越来越高，如何实现控制反应器在升温阶段能够缓慢升温，根据升温时间的需要，能使升温曲线更为线性显得非常有必要，而且现有的温度控制方式通常比较滞后。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中反应器中温度控制方式较为滞后的缺陷，提供一种反应器温度控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种反应器温度控制方法,建立反应器夹套水循环系统的密闭流动，打开去离子水进切断阀、反应器上排空阀，给三通调节阀 TRV03 调为手动，给50%的开度，然后启动循环泵，使反应器夹套内充满液体，当反应器上排空阀有水流出时，关闭上排空手阀，打开自力式调节阀 PRV01 前手动阀门，设置自力式调节阀PRV01的压力为 0.6Mpa；（压力设定值可以根据反应器需要的温度设置，保证此温度下去离子水不沸腾汽化），当压力高于设定值时能自动排出；设置去离子水进自力式调节阀PRV02的压力为 0.4MPa（与 PRV01 同理），当循环泵前压力低于设定值时，自力式调节阀PRV01能自动补水，保证系统内水在设定压力下密闭流动。
步骤 2、反应器的缓慢升温
先给定三通调节阀 TRV03 的开度 100%，这时密闭流动水只通过加热器；根据温度设定的需要打开加热器蒸汽进调节阀给20%开度（可根据实际需要一般在 20%~80%），给定 PID 参数，把温度设定值设为 TIA02 的实际温度 T1（或 TI02+±1℃），根据反应器需要的温度 T2（如 110℃），根据需要的升温时间 t，用线性给定设定值 Ts1=T1+（T2-T1）*t1/t（t1 为实际时间），当温度到达设定值时升温完成。也可调手动进行升温或调节 TRV03的开度，让冷凝器配合升温。
步骤 3、反应器的温度的稳定控制
给定冷凝器循环水进调节阀 TRV02 的开度 20%，设定好 PID 参数，设定温度 Tl=T2-d（d可根据实际需要调整，一般可取 5~10），设定加热器蒸汽调节阀的设定温度为 Tr=T2+d，设定 TRV03 的温度为 T2，然后给 TRV03 的开度为 50%，把调节阀 TRV01、TRV02、TRV03 投入自动，开始自动恒温调节，直到反应器反应完成
步骤 4、反应器的缓慢降温
在自动的状设定 TRV01、TRV02、TRV03 的设定温度为 Ts2，Ts2=T2-（T2-T3）*t1/t（其 中 t1 为降温实际时间，T3 为需要降到的实际温度），当温度达到 T3 时降温完成。
说明：在升温、稳定温度、降温的过程中保证调节阀 TRV03 的开度不能为 0，防止循环 泵憋泵，损坏循环泵。
进一步的，三通调节阀的个数可以为2个，反应器的缓慢升温时，先给定调节阀TRV03 的开度 100%，调节阀 TRV04 的开度 0%，可调手动进行升温调节 TRV03 的 开度，或让冷凝器配合，通过设定 TRV04 的开度配合升温。
在升温、稳定温度、降温的过程中保证调节阀 TRV03、TRV04 的开度不能同时为0，防止循环泵憋泵，损坏循环泵。
根据实际工况的需要，当反应器需要的温度在 50~300℃时加热器的热媒为蒸汽，冷却器的冷媒为循环水；当反应器的温度在 0~80℃时，加热器的热媒为热水，冷却器的冷媒为 冷冻盐水。反应器可以是带夹套的开式或闭式反应釜、球型反应器、卧式反应器，也可以是 带夹套的储罐。
本发明所达到的有益效果是：本发明的反应器温度控制方法在恒温阶段能够使反应器的温度控制在恒定的范围内（温度的偏差±0.5℃，可达到±0.1℃），解决温度控制的大滞后问题，保持温度恒定；在降温阶段能使反应器缓慢降温， 根据降温时间的需要，能使降温曲线更为线性，满足在高精度温度控制领域的控制要求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的实施例2的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，反应器外设置有夹套，夹套的出水管联通循环泵，夹套的入水管联通冷凝器，冷凝器上设置有循环水的进水口和出水口，去离子水进自力式调节阀 PRV02设置在去离子水与循环泵入口的管道上，循环泵通过三通调节阀 TRV03联通反应器的出水口，在冷凝器与夹套联通水管和冷凝器的循环水进水管上设置有联通管路，该联通管路与冷凝器的循环水进水管相交处设置有调节阀TRV02，该联通管路与冷凝器与夹套联通水管相交处设置有一体化温度变送器TIA03，加热器上设置有蒸汽进气管道，加热器通过蒸汽输出管道与冷凝器与夹套联通的管道汇合，在蒸汽输出管道与蒸汽输入管道之间设置有管道，该管道与蒸汽输出管道相交处设置有一体化温度变送器TIA03，该管道与蒸汽输入管道相交处设置有调节阀TRV01,反应器与三通调节阀TRV03连通的管路上设置有一体化温度变送器TIA01；
建立反应器夹套水循环系统的密闭流动，打开去离子水进自力式调节阀PRV02前手动切断阀、反应器上自力式调节阀PRV01前手动切断阀，三通调节阀 TRV03 与加热器、冷凝器和循环泵联通，给三通调节阀 TRV03 调为手动，给50%的开度，然后启动循环泵，使反应器夹套内充满液体，当反应器上排空阀有水流出时，关闭上排空手阀，打开自力式调节阀PRV01 前手动阀门，设置自力式调节阀PRV01的压力为 0.6Mpa；（压力设定值可以根据反应器需要的温度设置，保证此温度下去离子水不沸腾汽化），当压力高于设定值时能自动排出；设置去离子水进自力式调节阀PRV02的压力为 0.4MPa（与 PRV01 同理），当循环泵前压力低于设定值时，自力式调节阀PRV01能自动补水，保证系统内水在设定压力下密闭流动。
步骤 2、反应器的缓慢升温
先给定三通调节阀 TRV03 的开度 100%，这时密闭流动水只通过加热器；根据温度设定的需要打开加热器蒸汽进调节阀TRV01给20%开度（可根据实际需要一般在 20%~80%），给定 PID 参数（P=50，I=90，D=25可根据实际调节效果进行调整），把温度设定值设为TIA02 的实际温度 T1（或 TI02+±1℃），根据反应器需要的温度 T2（如 110℃），根据需要的升温时间 t，给定设定值 Ts1=T1+（T2-T1）*t1/t（t1 为实际时间），当温度到达设定值时升温完成。也可调手动进行升温或调节 TRV03 的开度，让冷凝器配合升温。
步骤 3、反应器的温度的稳定控制
给定冷凝器循环水进调节阀 TRV02 的开度 20%，设定好 PID 参数（P=50，I=90，D=25可根据实际调节效果进行调整），设定温度 Tl=T2-d（d可根据实际需要调整，一般可取5~10），设定加热器蒸汽调节阀的设定温度为 Tr=T2+d，设定 TRV03 的温度为 T2，然后给TRV03 的开度为 50%，把调节阀 TRV01、TRV02、TRV03 投入自动，开始自动恒温调节，直到反应器反应完成
步骤 4、反应器的缓慢降温
在自动状态，设定调节阀TRV01、TRV02、TRV03 的设定温度为 Ts2，Ts2=T2-（T2-T3）*t1/t（其中 t1 为降温实际时间，T3 为需要降到的实际温度），当温度达到 T3 时降温完成。
说明：在升温、稳定温度、降温的过程中保证调节阀 TRV03 的开度不能为 0，防止循环 泵憋泵，损坏循环泵。
实施例2
用两个调节阀控制，包括如下步骤
步骤1、建立反应器夹套水循环系统的密闭流动 打开去离子水进切断阀、反应器上排空阀，给调节阀 TRV03、TRV04 调为手动，给 50%的开度，然后启动循环泵，使反应器夹套内充满液体，当反应器上排空阀有水流出时，关闭上排空手阀，打开自力式调节阀 PRV01前手动阀门，设置自力式调节阀 PRV01的压力为0.6MPa（压力设定值可以根据反应器需要的温度设置，保证此温度下去离子水不沸腾汽化）， 当压力高于设定值时能自动排出；设置去离子水进自力式调节阀 PRV02 的压力为 0.4MPa（与 PRV01 同理），当 PRV02 后，循环泵前压力低于设定值时，自力式调节阀能自动补水，保证 系统内水在设定压力下密闭流动。
步骤 2、反应器的缓慢升温
先给定调节阀 TRV03 的开度 100%，调节阀 TRV04 的开度 0%，这时密闭流动水只通过 加热器；根据温度设定的需要打开加热器蒸汽进调节阀给 20%开度（可根据实际需要一般在20%~80%），给定 PID 参数，把温度设定值设为 TIA02 的实际温度 T1（或 TI02+±1℃），根据反应器需要的温度 T2（如 110℃），根据需要的升温时间 t，用线性给定设定值 Ts1=T1+（T2-T1）*t1/t（t1 为实际时间），当温度到达设定值时升温完成。也可调手动进行升温调节 TRV03 的 开度，或让冷凝器配合，通过设定 TRV04 的开度配合升温。
步骤 3、反应器的温度的稳定控制
给定冷凝器循环水进调节阀 TRV02 的开度 20%，设定好 PID 参数，设定温度 Tl=T2-d（d 可根据实际需要调整，一般可取 5~10），设定加热器蒸汽调节阀的设定温度为 Tr=T2+d，设 定 TRV03 的温度为 T2，然后给 TRV03、TRV04 的开度为 50%，把调节阀 TRV01、TRV02、TRV03、 TRV04 投入自动，开始自动恒温调节，直到反应器反应完成
步骤 4、反应器的缓慢降温
在自动的状设定 TRV01、TRV02、TRV03、TRV04 的设定温度为 Ts2，Ts2=T2-（T2-T3）*t1/t（其中 t1 为降温实际时间，T3 为需要降到的实际温度），当温度达到 T3 时降温完成；或则 直接关闭 TRV03，设定 TRV01、TRV02、TRV04 设定温度为 Ts2，Ts2=T2-（T2-T3）*t1/t（其中 t1 为降温实际时间，T3 为需要降到的实际温度），当温度达到 T3 时降温完成。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种反应器温度控制方法,其特征在于，
反应器外设置有夹套，夹套的出水管联通循环泵，夹套的入水管联通冷凝器，冷凝器上设置有循环水的进水口和出水口，
去离子水进自力式调节阀 PRV02设置在去离子水与循环泵入口的管道上，循环泵通过三通调节阀 TRV03联通反应器的出水口，在冷凝器与夹套联通水管和冷凝器的循环水进水管上设置有联通管路，该联通管路与冷凝器的循环水进水管相交处设置有调节阀TRV02，该联通管路与冷凝器与夹套联通水管相交处设置有一体化温度变送器TIA03，加热器上设置有蒸汽进气管道，加热器通过蒸汽输出管道与冷凝器与夹套联通水管汇合，在蒸汽输出管道与蒸汽输入管道之间设置有管道，该管道与蒸汽输出管道相交处设置有一体化温度变送器TIA02，该管道与蒸汽输入管道相交处设置有调节阀TRV01,反应器与三通调节阀TRV03连通的管路上设置有一体化温度变送器TIA01；
反应器夹套及循环泵构成的密闭循环系统中还设置有自力式调节阀PRV01；
所述方法包括以下步骤：
S1、建立反应器夹套水循环系统的密闭流动；
打开去离子水进切断阀、反应器上排空阀，三通调节阀 TRV03 与加热器、冷凝器和循环泵联通，将三通调节阀 TRV03调为手动，给50%的开度，然后启动循环泵，使反应器夹套内充满液体，当反应器上排空阀有水流出时，关闭反应器上排空阀，打开自力式调节阀 PRV01前的手动阀门，设置自力式调节阀PRV01的压力值，当压力高于设定值时能自动排出；设置去离子水进自力式调节阀PRV02的压力值，当循环泵前压力低于设定值时，自力式调节阀PRV01能自动补水，保证系统内水在设定压力下密闭流动；
S2、反应器的缓慢升温
先给定三通调节阀 TRV03 的开度 100%，这时密闭流动水只通过加热器；根据温度设定的需要打开加热器蒸汽调节阀TRV01至合适的开度，给定PID参数，把温度设定值设为一体化温度变送器 TIA02 的实际温度 T1，根据反应器需要的温度 T2，根据需要的升温时间t，用线性给定设定值 Ts1=T1+（T2-T1）*t1/t，t1 为实际时间，当温度到达设定值时升温完成；
S3、反应器的温度的稳定控制
给定冷凝器循环水进调节阀 TRV02 的开度 20%，设定好 PID 参数，设定温度 Tl=T2-d，设定加热器蒸汽调节阀TRV01的设定温度为 Tr=T2+d，设定 TRV03 的温度为 T2，然后给TRV03 的开度为 50%，把TRV01、TRV02、TRV03 投入自动，开始自动恒温调节，直到反应器反应完成；
S4、反应器的缓慢降温
在自动的状态设定 TRV01、TRV02、TRV03 的设定温度为Ts2，Ts2=T2-（T2-T3）*t1/t，其中 t1 为降温实际时间，T3 为需要降到的实际温度，当温度达到 T3 时降温完成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中根据温度设定的需要打开加热器蒸汽调节阀TRV01至20%～80%的开度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，d=5～10。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括调节阀 TRV04，TRV04 的位置设置在循环泵进冷凝器前；
反应器的缓慢升温时，先给定调节阀 TRV03 的开度 100%，调节阀 TRV04 的开度 0%，调手动进行升温调节 TRV03 的开度，或让冷凝器配合，通过设定 TRV04 的开度配合升温。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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