DE4108460A1 - METHOD FOR QUICK REGULATING AND CONTROLLING A PROCESS IN A REACTOR AND MEASURING DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD - Google Patents

METHOD FOR QUICK REGULATING AND CONTROLLING A PROCESS IN A REACTOR AND MEASURING DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD

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DE4108460A1 DE19914108460 DE4108460A DE4108460A1 DE 4108460 A1 DE4108460 A1 DE 4108460A1 DE 19914108460 DE19914108460 DE 19914108460 DE 4108460 A DE4108460 A DE 4108460A DE 4108460 A1 DE4108460 A1 DE 4108460A1
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    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/22—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element being a thermocouple

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Abstract

When process parameters such as temperature are monitored, abrupt changes are not promptly detected because of delays due to the measurement apparatus and the processing of the measured values. The measured value of a suitable parameter is therefore sampled at at least one measurement point at small equal time intervals and compared with the preceding measured value. Any difference between the two measured values, which indicates an unallowable, in particular abrupt, change in the value of the parameter, activates a process-regulating mechanism before the unallowable value itself is derived from the measured value and indicated. The transition functions of the measurement transducers must be determined at the individual measurement points and reference valued corresponding to the running of the process established. The preferred application is for monitoring temperature in a long, flow-conducting tubular reactor in the production of LDPE and controlling the process by varying the pressure and/or the quantity of the oxygen carrier added. The invention can also be applied in other reactors, such as container-shaped reactors.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung und Steuerung eines Prozesses in einem vorzugsweise durchströmten Reaktor, in dem sprunghafte Änderungen eines Parameters z. B. der Reaktionstemperatur auftreten können.The invention relates to a method for Regulation and control of a process in one preferably flow-through reactor in which abrupt Changes to a parameter e.g. B. the Reaction temperature can occur.

Bekanntlich zeigen Thermometer und andere aktive Sensoren als Meßeinrichtung die Änderung eines Parameters nur mit einer gewissen durch die Meßeinrichtung bedingten Verzögerung an. Eine von den verzögerten Signalen der Meßeinrichtung aktivierte Regeleinrichtung führt zu einer weiteren Verzögerung, bis eine Regelung oder Steuerung wirksam wird. Hierdurch können schwere Störungen eines Prozesses und Fehlproduktionen eintreten.As is well known, thermometers and other active ones show Sensors as a measuring device change a Parameters only with a certain through the Measuring device due delay. One of them delayed signals of the measuring device activated Control device leads to a further delay, until regulation or control becomes effective. This can cause serious disruptions to a process and Incorrect productions occur.

Bei Thermometern kann das Zeitverhalten der Anzeige nach einer sprunghaften Veränderung der zu messenden Temperatur als Sprungantwort angegeben werden. Üblich ist die Angabe einer Übergangsfunktion, die die auf die Sprunghöhe bezogene Sprungantwort in einer bestimmten Übergangszeit angibt (vergl. VDI/VDE-Richtlinie 3522 von Juni 1987).With thermometers, the time behavior of the display after a sudden change in the measurement Temperature can be given as step response. Common is the specification of a transition function that applies to the Jump height related jump response in a certain Transition time indicates (see VDI / VDE guideline 3522 from June 1987).

Ein Verfahren, bei dem sprunghafte Änderungen der Reaktionstemperatur auftreten können, ist die Herstellung von LDPE (Hochdruckpolyethylen). Hierbei wird das Reaktionsmedium beispielsweise in einen mehrere hundert Meter langen, rohrförmigen, gekühlten Reaktor eingeleitet, in dessen Verlauf die exotherme Reaktion zu einer Temperaturerhöhung oder mehreren Temperaturerhöhungen bis zu einem ersten Maximum oder mehreren Maxima führt, in dem nach einem Zurückgehen der Temperatur gegebenenfalls weiteres, kaltes Reaktionsgas eingeleitet wird und abhängig vom jeweiligen Reaktor in weiteren Zonen ähnliche Temperaturmaxima auftreten. In dem Reaktor steht das Gas unter einem hohen Druck von z. B. mehreren tausend bar. Das Reaktions-Produkt tritt schließlich als Fluid durch ein Entlastungs- oder Druckregelventil in einen Separator aus. Dieser Prozeß ist dergestalt isotherm zu führen, daß eine Zersetzungstemperatur nicht erreicht wird. Die Werte für die maximalen Temperaturen werden so festgelegt, daß eine gewisse Sicherheit gegen die Überschreitung einer maximal zulässigen Temperatur besteht. Hierdurch wird die Produktionsleistung beträchtlich vermindert, ohne daß ausgeschlossen werden kann, daß sich nicht doch z. B. aufgrund von Änderungen in der Zusammensetzung der Ausgangsstoffe oder der Initiator- oder Radial-Konzentration eine Temperaturerhöhung und insbesondere ein plötzlich einsetzender sprunghafter Temperaturanstieg, der zur Überschreitung der Zersetzungstemperatur führt, einstellt. Dieser sprunghafte Temperaturanstieg tritt überwiegend im Bereich der hohen Betriebstemperaturen, aber auch bei niedrigerer Temperatur am Anfang des Reaktors auf. Es handelt sich um einen instabilen Zustand, der sich ohne sofortige Gegenmaßnahme in und entgegen der Strömung ausbreiten kann. A process in which abrupt changes in the Reaction temperature can occur is the Manufacture of LDPE (high pressure polyethylene). Here  the reaction medium is, for example, in a several hundred meters long, tubular, cooled Reactor initiated, in the course of which the exothermic Reaction to an increase in temperature or more Temperature increases up to a first maximum or leads to several maxima in which after going back the temperature, if necessary, another cold Reaction gas is introduced and depending on respective reactor in other zones similar Temperature maxima occur. It's in the reactor Gas under a high pressure of e.g. B. several thousand bar. The reaction product eventually occurs as a fluid through a relief or pressure control valve into one Separator. This process is too isothermal cause a decomposition temperature not to be reached becomes. The values for the maximum temperatures will be so determined that a certain security against the Exceeding a maximum permissible temperature consists. This will increase production output considerably reduced without being excluded can that not z. B. due to changes in the composition of the starting materials or Initiator or radial concentration one Temperature rise and especially a sudden incipient jump in temperature, which leads to If the decomposition temperature is exceeded, sets. This sudden rise in temperature occurs mainly in the area of high operating temperatures, but also at a lower temperature at the beginning of the Reactor on. It is an unstable one Condition that is in and without immediate countermeasure can spread against the current.  

In dem durchströmten Reaktor sind in Abständen Thermoelemente angeordnet, die in kurzen Zeitintervallen abgefragt werden. Bei ausgeführten Anlagen werden die gemessenen Temperaturwerte auf einem Bildschirm angezeigt, so daß bei unzulässigen Abweichungen der angezeigten Werte z. B. durch Änderung des Druckes im Reaktor das Eintreten unzulässiger Werte von Hand oder durch Regelung oder durch automatisches Abschalten des Reaktors vermieden werden soll. Da die gemessenen und angezeigten Werte nur mit Verzögerung die tatsächlichen Temperaturen wiedergeben und insbesondere sprunghafte Änderungen nicht schnell genug erkannt werden können, erfolgt erfahrungsgemäß die Regel- oder Steuermaßnahme häufig zu spät.At intervals in the flowed through reactor Thermocouples arranged in short Time intervals are queried. With executed The measured temperature values are displayed on a system Screen is displayed, so that if not allowed Deviations of the displayed values e.g. B. by Change in pressure in the reactor as it enters inadmissible values by hand or by regulation or avoided by automatically switching off the reactor shall be. Because the measured and displayed values the actual temperatures are only delayed reproduce and in particular abrupt changes cannot be recognized quickly enough Experience has shown that the standard or tax measure is frequent too late.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, insbesondere in einem langen, durchströmten Reaktor Änderungen der tatsächlichen Prozeßparameter, die auch sprunghaft erfolgen können, zu erfassen und zur Regelung oder Steuerung einzusetzen, bevor die Parameter einen unzulässigen Wert erreichen oder überschreiten, oder den Zeitraum, in dem ein unzulässiger Wert vorliegt, möglichst kurz zu halten. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, bei der Herstellung von LDPE sprunghafte Erhöhungen der Reaktionstemperatur zu erfassen, möglichst bevor eine tatsächliche Störung des Prozesses eintritt und den gesamten Prozeß durch Erhöhung der lokalen Betriebstemperaturen isotherm mit noch ausreichender Temperaturdifferenz zum instabilen Zustand zu verbessern. It is therefore an object of the invention, in particular in a long, flowed reactor changes the actual process parameters that are also leaps and bounds can be done, to record and to regulate or Control before using the parameters reach or exceed an impermissible value, or the period in which there is an impermissible value, to keep it as short as possible. In particular, it is the Object of the invention in the manufacture of LDPE sudden increases in the reaction temperature capture, if possible before an actual malfunction of the Process occurs and through the entire process Increase the local operating temperature isothermally with sufficient temperature difference to the unstable Improve condition.  

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Meßwert eines geeigneten Parameters an wenigstens einer Meßstelle in äquidistanten kleinen Zeitintervallen abgefragt und mit dem jeweils vorhergehenden Meßwert verglichen wird und daß bei einer Differenz beider Meßwerte des Parameters, die auf eine unzulässige, insbesondere sprunghafte Veränderung der tatsächlichen Parameterwerte hindeutet, ein den Prozeß regelnder oder abschaltender Mechanismus aktiviert wird. Bei der Auswertung der zu übertragenden Meßwerte sind die Übertragungsfunktion des Meßwertaufnehmers und die äquidistanten Zeitintervalle der Meßwerterfassung zu berücksichtigen. Die Auswertung erfolgt zweckmäßigerweise in einem Industrie-Rechner oder mehreren parallelen Rechnern oder mittels eines DCS-Systems (Distributed Control System), das auch die Signale für die Regelung oder Steuerung abgibt.To achieve this object, the invention provides that the measured value of a suitable parameter at least a measuring point in equidistant small Time intervals queried and with each previous measured value is compared and that at a difference between the two measured values of the parameter based on an impermissible, in particular sudden change of the actual parameter values indicates that Process regulating or shutdown mechanism is activated. When evaluating the data to be transferred Measured values are the transfer function of the Transducer and the equidistant time intervals the measured value acquisition. The evaluation expediently takes place in an industrial computer or several parallel computers or using one DCS systems (Distributed Control System), which also Issues signals for regulation or control.

Im Falle des bereits genannten Reaktors für die Herstellung von LDPE werden an einer Vielzahl von Meßstellen Thermoelemente eingesetzt, die die Temperatur an den Meßstellen in äquidistanten Zeitintervallen messen und die Meßwerte an den oder die Rechner abgeben. Die Übergangsfunktion für jede Meßstelle ist gegebenenfalls durch Kalibrieren gesondert festzustellen und in den oder die Rechner einzugeben. Durch einen geeigneten Algorithmus kann aus der Änderung zweier aufeinander folgender Temperaturwerte in dem Zeitintervall auf eine etwa sprunghafte tatsächliche Temperaturänderung und damit auf eine wenigstens lokal unzulässige Veränderung der Reaktion geschlossen sowie gegebenenfalls auch auf die Gefahr hingewiesen werden, daß hierdurch die tatsächliche lokale Temperatur die maximal zulässige Temperatur im Reaktor erreicht, und es kann daher durch rechtzeitig einsetzende Regelung diese Gefahr verringert oder sogar ausgeschlossen werden.In the case of the reactor for Manufacturing of LDPE are at a variety of Measuring points thermocouples used, the Temperature at the measuring points in equidistant Measure time intervals and the measured values to the or Submit calculator. The transition function for everyone The measuring point may be calibrated to be determined separately and in the computer or computers to enter. Using a suitable algorithm can the change of two successive ones Temperature values in the time interval to approximately abrupt actual temperature change and thus to an at least locally impermissible change in the Closed reaction and possibly also on the Danger be pointed out that this  actual local temperature is the maximum allowable Temperature reached in the reactor and it can therefore pass through early on regulation this danger be reduced or even excluded.

Zur Regelung beim LDPE-Prozeß kommt eine Änderung insbesondere eine Verminderung des Drucks durch entsprechende Einstellung des Entlastungsventils am Ende des Reaktor in Frage. Eine Änderung kann jedoch auch erfolgen durch Verändern der zur Temperaturerhöhung beitragenden Menge eines Initiators, beispielsweise eines innerhalb der Zonen als zusätzlicher Sauerstoffträger zugegebenen Peroxids. Eine Abschaltung des Prozesses erfolgt über Notentspannungsventile mit totaler Druckentlastung des Reaktors.There is a change in the regulation of the LDPE process in particular a reduction in pressure through corresponding setting of the relief valve on End of the reactor in question. However, a change can also done by changing the Amount of initiator contributing to temperature increase, for example one within the zones as additional oxygen carrier added peroxide. The process is switched off via Emergency relief valves with total pressure relief from the Reactor.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Überwachung und Regelung beziehungsweise Steuerung eines LDPE-Prozesses beschränkt, sondern kann mit Vorteil auch bei anderen Prozessen in durchströmten Reaktoren wie z. B. in behälterähnlichen Reaktoren (z. B. Autoklaven) oder Reaktoren auch mit mehreren parallelen Rohren und beispielsweise bei Ethylenoxid-Reaktoren angewendet werden. Auch können andere Parameter als die Temperatur, wie z. B. eine im wesentlichen sprunghafte Konzentrationsänderung gleichermaßen mittels aktiver Sensoren ähnlicher Übertragungsfunktionen ausgewertet werden.However, the invention is not based on monitoring and Regulation or control of an LDPE process limited, but can also benefit others Processes in flow-through reactors such. B. in vessel-like reactors (e.g. autoclaves) or Reactors also with several parallel tubes and used for example in ethylene oxide reactors will. Also, parameters other than that Temperature, such as B. an essentially volatile Change of concentration equally by means of active Sensors of similar transmission functions evaluated will.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand eines LDPE-Prozesses in einem mehrere hundert Meter langen Rohrreaktor beschrieben. Fig. 1 zeigt mit der Kurve a den erwünschten Temperaturverlauf in dem Reaktor über der Reaktorlänge L. Als maximal erlaubte Temperatur im Reaktor wird Tmax mit ca. 300 bis 400°C angenommen. Wird diese Temperatur an wenigstens einer Stelle erreicht, ist davon auszugehen, daß eine Dekomposition stattgefunden hat und daher das Produkt im Reaktor unbrauchbar geworden ist. Sicherheitshalber wurde bisher der Prozeß so geführt, daß die höchsten normalerweise eintretenden Temperaturen in ausreichendem Abstand von Tmax bleiben. Die erste Reaktorzone geht von L0 bis L1, die zweite Zone von L1 bis L2 usw. Bei z. B. L2 wird das Produktgemisch durch das Entlastungsventil abgegeben. In der ersten Zone kann zusätzlich bei L0 und/oder L 1 geregelt Peroxid zugeführt werden. Eine solche Zuführung kann auch in der zweiten Zone vorgesehen sein. Über den Reaktor ist eine Vielzahl von Meßstellen li mit Thermoelementen vorhanden. Die Meßwertaufnehmer leiten ihre Signale z. B. über Transmitter an ein DCS-System, in dem die Meßwerte gespeichert und ausgewertet werden. Relativ unbedeutende Meßwertschwankungen führen noch nicht zum Einsetzen eines Regelmechanismus.A preferred embodiment is described using an LDPE process in a tubular reactor several hundred meters long. Fig. 1 shows the curve a the desired temperature profile in the reactor over the reactor length L. As the maximum allowable temperature in the reactor is assumed to be approximately 300 to 400 ° C T max. If this temperature is reached at at least one point, it can be assumed that a decomposition has taken place and the product in the reactor has therefore become unusable. For safety's sake, the process has so far been carried out so that the highest normally occurring temperatures remain at a sufficient distance from T max . The first reactor zone goes from L 0 to L 1 , the second zone from L 1 to L 2 etc. With z. B. L 2 the product mixture is released through the relief valve. In the first zone, peroxide can also be supplied in a controlled manner at L 0 and / or L 1 . Such a feed can also be provided in the second zone. A large number of measuring points l i with thermocouples are present above the reactor. The transducers route their signals z. B. via transmitter to a DCS system in which the measured values are stored and evaluated. Relatively insignificant fluctuations in measured values do not yet lead to the use of a control mechanism.

Tritt nun im Reaktor bei L0 beginnend oder dicht vor der Meßstelle li in dem Reaktionsgemisch eine unerwünschte Reaktion ein, die die Temperatur sprunghaft auf Tzi erhöht, bleibt die gemessene und in herkömmlicher Weise angezeigte Temperaturerhöhung bei li nach einem Zeitintervall tau wegen der Verzögerung der Thermoelemente erheblich unter der tatsächlichen Temperatur, die der gestrichelt gezeichneten Kurve b in Fig. 1 entsprechen mag, bei der die erhöhte Temperatur nach einem ersten Intervall tau noch unter Tmax bleibt. If an undesired reaction now occurs in the reactor at L 0 or immediately before the measuring point l i in the reaction mixture, which increases the temperature suddenly to T zi , the measured and conventionally displayed temperature increase remains at l i after a time interval tau because of the Delay of the thermocouples considerably below the actual temperature, which may correspond to the curve b shown in dashed lines in FIG. 1, at which the increased temperature remains below T max after a first interval tau.

Nach der Erfindung soll aus der von dem Thermoelement einer Meßstelle ermittelten Temperaturerhöhung auf die tatsächliche sprunghaft eingetretene Temperatur geschlossen werden, und es soll weiterhin der Prozeß möglichst so beeinflußt werden, daß sich die lokal normalen Temperaturen wieder einstellen, daß aber auf jeden Fall die Ausbreitung der Temperaturerhöhung auf den gesamten Inhalt des Reaktors verhindert wird.According to the invention from the thermocouple a measuring point determined temperature increase to actual jump in temperature be closed, and the process is said to continue be influenced as possible that the local set normal temperatures again, but on in any case the spread of the temperature increase the entire contents of the reactor is prevented.

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der tatsächlichen und der angezeigten Temperatur für einen Meßpunkt, z. B. bei li von Fig. 1. T0 entspricht Ti in Fig. 1 und ist der Sollwert der Temperatur am Meßpunkt li. Tau ist ein Zeitintervall am Meßpunkt von z. B. konstant gleich 250 msec., einem für DCS-Systeme geeignetes Zeitintervall, jedoch sind mit erhöhtem Rechneraufwand auch noch kürzere Intervalle möglich. T2 ist die angezeigte Temperatur am Ende des Zeitintervalls tau. Tz entsprechend Tzi in Fig. 1 ist die tatsächliche Temperatur oder Sprungtemperatur, die in Fig. 2 als am Anfang des Zeitintervalls plötzlich aufgetreten und danach konstant bleibend dargestellt ist. Der vom Meßwertaufnehmer mit Verzögerung angezeigte Temperaturverlauf ist mit der Kurve d dargestellt, und diese Kurve erreicht den Wert Tz asymptotisch erst nach einer großen Vielzahl von Intervallen tau. Aus den Temperaturen T0 und T2 kann bei einem konstanten beziehungsweise äquidistanten Zeitintervall und mit Hilfe eines konstanten für die Meßeinrichtung charakteristischen Kennwertes alpha, der auf der Übergangsfunktion beruht und einmalig durch in einem Labor ermittelte Meßdaten gegebenenfalls für jeden Reaktorort gesondert festgestellt und ermittelt werden kann, die momentane Sprungtemperatur Tz errechnet werden.
Tz=T2+alpha (T2 T0). Fig. 2 shows the time course of the actual and the displayed temperature for a measuring point, for. B. at l i of Fig. 1. T 0 corresponds to T i in Fig. 1 and is the target value of the temperature at the measuring point l i . Tau is a time interval at the measuring point of e.g. B. constantly equal to 250 msec., A time interval suitable for DCS systems, but even shorter intervals are possible with increased computer complexity. T 2 is the displayed temperature at the end of the tau time interval. T z corresponding to T zi in FIG. 1 is the actual temperature or jump temperature, which in FIG. 2 occurred suddenly at the beginning of the time interval and is then shown to be constant. The temperature curve indicated by the transducer with a delay is shown with curve d, and this curve reaches the value T z asymptotically only after a large number of intervals tau. The temperatures T 0 and T 2 can be used at a constant or equidistant time interval and with the help of a constant characteristic value alpha, which is based on the transition function and can be determined and determined separately for each reactor location using measurement data determined in a laboratory , the current step temperature T z can be calculated.
T z = T 2 + alpha (T 2 T 0 ).

Die Ermittlung kann auch über mehrere äquidistante Zeitintervalle tau erfolgen und daher auch zeitlich gemittelte Änderungen der Temperatur Tz voraussagen.The determination can also take place over several equidistant time intervals tau and therefore also predict changes in temperature T z averaged over time.

Weist die Auswertung im Rechner der aufeinanderfolgend gemessenen Temperaturen T0 und T2 an wenigstens einer Meßstelle darauf hin, daß die tatsächliche Temperatur vom vorgegebenen Sollwert abweicht und sich erheblich erhöht oder ein Temperatursprung eingetreten ist, so kann hieraus auf eine wenigstens lokal eingetretene unerwünschte Reaktion im Reaktor geschlossen werden, und es können vom Rechner aus Maßnahmen zur Beseitigung der Störung schneller als bei Abwarten der verzögerten Anzeige der trägen Meßeinrichtung eingeleitet werden. So können beispielsweise spontan der Druck oder die zusätzliche Zugabe von Peroxid reduziert werden, wodurch eine anlaufende Zersetzungsreaktion noch ohne größeren Produktionsausfall wieder auf normale Bedingungen zurückgeführt werden kann. Gegebenenfalls ist der Prozeß durch Druckentlastung des ganzen Reaktors abzubrechen.If the evaluation in the computer of the successively measured temperatures T 0 and T 2 at at least one measuring point indicates that the actual temperature deviates from the specified target value and increases significantly or that a temperature jump has occurred, this can indicate an undesirable reaction which has occurred at least locally Reactor are closed, and it can be initiated from the computer measures to eliminate the fault faster than waiting for the delayed display of the slow measuring device. For example, the pressure or the additional addition of peroxide can be reduced spontaneously, as a result of which an on-going decomposition reaction can be returned to normal conditions without major loss of production. If necessary, the process must be terminated by depressurizing the entire reactor.

Infolge der schnellen Ermittlung sprunghaft auftretender Änderungen kann der Prozeß in dem Reaktor bei höherer Temperatur (Kurve a in Fig. 1) mit einer verbesserten Ausbeute durchgeführt werden, da die Gefahr des Eintretens unzulässiger Reaktionen und der Überschreitung von Tmax deutlich vermindert ist. As a result of the rapid determination of abrupt changes, the process in the reactor can be carried out at a higher temperature (curve a in FIG. 1) with an improved yield, since the risk of inadmissible reactions occurring and the exceeding of T max is significantly reduced.

Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Verbesserung für das Anfahren einer Anlage vorteilhaft, wobei über längere Zeit labile Zustände bestehen.In addition, the improvement according to the invention advantageous for starting up a system, with over unstable conditions persist for a long time.

Somit werden z. B. bei der LDPE-Herstellung durch frühzeitiges Erkennen von insbesondere sprunghaften Temperaturveränderungen und daraus abgeleitete Maßnahmen zur Regelung und Steuerung des Prozesses eine Anzahl von Vorteilen erzielt. Das Verfahren zur Regelung von Prozeßbedingungen (Variation des Prozeßdruckes, der Zugabemenge von Initiatoren, von Kühlmedien, von Drehzahl von Autoklavrührern, von Kaltgasmengen usw.) oder zur Steuerung z. B. durch Unterbrechung des Prozesses ist insbesondere für durchströmte Reaktoren geeignet, um in ihnen lokal auftretende Änderungen der Reaktion, die an z. B. sprunghaften Temperaturänderungen zu erkennen sind, möglichst schnell und bevor sie sich über die ganze Länge des Reaktors erstrecken auf die normalen Reaktionsverhältnisse zurückzuführen.Thus, e.g. B. in LDPE production early detection of particularly erratic Temperature changes and derived from them Measures to regulate and control the process Number of advantages achieved. The procedure for Regulation of process conditions (variation of the Process pressure, the addition of initiators, of Cooling media, of speed of autoclave stirrers, of Amounts of cold gas, etc.) or for controlling z. B. by Interrupting the process is especially for flow-through reactors suitable to local in them occurring changes in the reaction to z. B. sudden temperature changes can be seen, as quickly as possible and before they are all over Length of the reactor extend to the normal Reaction conditions attributed.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Meßeinrichtung zur Signalverarbeitung, wobei nur zwei Thermoelemente 11 und 12 dargestellt sind, die die Temperatur an verschiedenen Meßstellen im Reaktor messen. Die Thermoelemente arbeiten mit Operationsverstärkern 13, 14 zusammen und diese leiten die Meßwerte an AD-Wandler 15, 16 weiter, die mit einem DCS-System 17 verbunden sind, welches auf einen Regler 18 gegebenenfalls einwirkt. In dem DCS-System sind die charakteristischen Daten der einzelnen Meßstellen sowie vorherige Meßwerte der Meßstellen gespeichert und werden mit den jeweils neuen Werten verglichen, wobei das DCS-System auch die Abfrage der Meßwerte in den vorgegebenen Zeitintervallen vornimmt. Mit dem Regler 18 können je nach dem verwendeten Reaktor und Prozeß der Reaktionsdruck, die Initiatormenge, die Reaktionskaltgasmenge, die Drehzahl von Autoklav-Rührern, die Menge an Kühlmedien usw. variiert werden. Fig. 3 shows schematically a measuring device for signal processing, only two thermocouples 11 and 12 are shown, which measure the temperature at different measuring points in the reactor. The thermocouples work together with operational amplifiers 13 , 14 and these forward the measured values to AD converters 15 , 16 , which are connected to a DCS system 17 , which may act on a controller 18 . The characteristic data of the individual measuring points as well as previous measured values of the measuring points are stored in the DCS system and are compared with the new values in each case, the DCS system also carrying out the query of the measured values at the predetermined time intervals. With the regulator 18 , depending on the reactor and process used, the reaction pressure, the amount of initiator, the amount of cold reaction gas, the speed of autoclave stirrers, the amount of cooling media, etc. can be varied.

Bei der Meßeinrichtung gemäß Fig. 4 ist für jedes Thermoelement 11, 12 nach dem zugeordneten AD-Wandler 15, 16 ein Mikrocomputer 21, 22 vorgesehen, der die spezifischen Daten der jeweiligen Meßstelle enthält und vergleicht und der räumlich nahe der Meßstelle außerhalb des Reaktors angeordnet wird. Von den Mikrocomputern 21, 22 werden im wesentlichen nur Meßwerte über ein Datenbus-System 23 an einen Mikrocontroller 24 weitergegeben, die auf Abweichungen von dem lokalen Sollwert des isotherm durchzuführenden Prozesses hindeuten. Die Mikrocomputer tragen zu einer Vereinfachung und Beschleunigung der Signalverarbeitung bei, die innerhalb weniger msec. erfolgt. Unter Signalverarbeitung im Mikrocomputer wird Einlesen, Filterung, Berechnung und Ausgabe der ermittelten Werte verstanden.In the measuring device shown in FIG. 4, for each thermocouple 11, 12 to the associated AD converter 15, 16, a microcomputer 21, 22, which contains the specific data of the respective measuring point and compares and disposed spatially near the measuring point outside the reactor becomes. From the microcomputers 21 , 22 essentially only measured values are passed on to a microcontroller 24 via a data bus system 23 , which indicate deviations from the local setpoint of the process to be carried out isothermally. The microcomputers contribute to simplification and acceleration of the signal processing, which takes only a few msec. he follows. Signal processing in the microcomputer means reading, filtering, calculation and output of the determined values.

Claims (11)

1. Verfahren zur schnellen Regelung und Steuerung eines Prozesses in einem Reaktor durch zeitlich äquidistant aufeinanderfolgende Messungen eines Parameters und dessen Anzeige und einer sich hieraus ergebenden Maßnahme zur Beeinflussung des Prozesses, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Meßstelle für den zu überwachenden Prozeß-Parameter Meßwerte abgefragt und aufeinanderfolgende Meßwerte miteinander verglichen werden und bei sich änderndem Parameter, dessen tatsächlicher Wert unter Berücksichtigung der äquidistanten Zeitintervalle und der Übergangsfunktion des Meßwertaufnehmers in einem Rechner ermittelt wird und bei auf eine Störung hindeutenden Abweichungen des tatsächlichen Parameterwertes vom Sollwert die Abweichung zum Einleiten von Maßnahmen zur Vermeidung und/oder Behebung der Störung verwendet wird.1. A method for the rapid regulation and control of a process in a reactor by temporally equidistantly successive measurements of a parameter and its display and a resultant measure for influencing the process, characterized in that measured values are queried at a measuring point for the process parameters to be monitored and successive measured values are compared with one another and, in the case of a changing parameter, the actual value of which is determined in a computer taking into account the equidistant time intervals and the transition function of the measurement sensor, and in the event of deviations in the actual parameter value from the target value indicating a malfunction, the deviation to initiate measures for avoidance and / or rectification of the fault is used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß-Parameter die Temperatur ist.2. The method according to claim 1, characterized in that that the process parameter is temperature. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß eine Stoffumwandlung in einem durchströmten behälter- oder rohrähnlichen Reaktor ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized that the process is a Substance conversion in a flow-through container or tube-like reactor. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß die Herstellung von LDPE in einem Rohrreaktor ist. 4. The method according to claim 3, characterized in that the process is the production of LDPE in one Tubular reactor is.   5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Meßstellen mit Thermoelementen nacheinander in dem durchströmten Reaktor angeordnet sind, deren Meßwerte abgefragt, gespeichert und verglichen und daß die aus ihnen ermittelten tatsächlichen Temperaturen auch bildlich dargestellt werden.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a variety of measuring points with thermocouples one after the other in the flow-through reactor are arranged, the Measured values queried, saved and compared and that the actual determined from them Temperatures can also be depicted. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem DCS-System oder in Industrie-Rechnern jeweils die Meßwerte wenigstens der ersten und zweiten aufeinanderfolgenden Messung jeder Meßstelle gespeichert und über einen geeigneten Algorithmus die tatsächliche Änderung des überwachten Parameters innerhalb und außerhalb des Zeitintervalls ermittelt und bei unzulässigen Änderungen des Parameters ein Steuer- oder Regelmechanismus von dem Rechner oder mehreren Rechnern einleitet wird.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that in one DCS system or in industrial computers each Measured values of at least the first and second successive measurement of each measuring point saved and using a suitable algorithm the actual change in the monitored Parameters inside and outside the Time interval determined and in the case of impermissible Changes to the parameter a control or Control mechanism of the computer or several Computers is initiated. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten jeder Meßstelle in einem nahe der Meßstelle angeordneten Mikrocomputer gespeichert sind und dort aufeinanderfolgende Meßwerte verglichen werden und auf Temperaturänderungen hinweisende Meßwerte einem Mikrocontroller zugeleitet werden, der bei unzulässigen Werten des überwachten Parameters einen Steuer- oder Regelmechanismus einleitet.7. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the data each Measuring point arranged in a near the measuring point Microcomputers are stored and there successive measured values are compared and measured values indicating temperature changes be sent to a microcontroller at inadmissible values of the monitored parameter initiates a control mechanism. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelmechanismus bei der Herstellung von LDPE den Druck im Reaktor durch Öffnen des Entlastungsventils oder der Notentspannungsventile und/oder die Zudosierung des Sauerstoffträgers vermindert.8. The method according to claim 6 or 7, characterized characterized in that the control mechanism in the  Production of LDPE by the pressure in the reactor Open the relief valve or the Emergency relief valves and / or metering of the oxygen carrier is reduced. 9. Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 unter Verwendung wenigstens eines Meßwertaufnehmers für einen Parameter sowie Einrichtungen zur Umwandlung, Weiterleitung und Speicherung von Signalen sowie deren Auswertung zur gegebenenfalls notwendigen Beeinflussung eines Reglers für Verfahrensbedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Signalverarbeitung so ausgebildet ist, daß sie Meßwerte in konstanten kurzen Zeitintervallen vom Meßwertaufnehmer (11, 12) unter Berücksichtigung seiner Übergangsfunktion abfragt, jeweils wenigstens zwei aufeinanderfolgende Meßwerte vergleicht und bei Abweichungen, die auf eine vom Meßwertaufnehmer wegen dessen Trägheit noch nicht ermittelte sprunghafte Änderung des Parameters hindeuten, auf den Regler (18) einwirken kann.9. Measuring device for performing the method according to one of claims 1 to 8 using at least one transducer for a parameter as well as devices for converting, forwarding and storing signals and evaluating them for possibly influencing a controller for process conditions, characterized in that the device is designed for signal processing in such a way that it queries measured values at constant short time intervals from the measured value sensor ( 11 , 12 ) taking into account its transition function, compares at least two successive measured values and in the event of deviations due to a sudden change in the measured value not yet determined by the measured value sensor due to its inertia Indicate parameters that can affect the controller ( 18 ). 10. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für von mehreren Meßwertaufnehmern (11, 12) abgefragt digitalisierte Signale ein DCS-System (17) vorgesehen ist.10. Measuring device according to claim 9, characterized in that a DCS system ( 17 ) is provided for digitized signals queried by a plurality of transducers ( 11 , 12 ). 11. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedem von mehreren Meßwertaufnehmers (11, 12) eines Reaktors ein Mikrocomputer (21, 22) in räumlicher Nähe zugeordnet ist, in dem die digitalisierten Signale des Meßwertaufnehmers unter Berücksichtigung seiner Übergangsfunktion vorübergehend gespeichert und verglichen werden und der nur Abweichungen an einen Mikrocontroller (24) weiterleitet.11. Measuring device according to claim 9, characterized in that each of a plurality of transducers ( 11 , 12 ) of a reactor is assigned a microcomputer ( 21 , 22 ) in close proximity, in which the digitized signals of the transducer are temporarily stored and compared taking into account its transition function and only forwards deviations to a microcontroller ( 24 ).
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