JP2005049918A

JP2005049918A - Adjustment method and device for reactor temperature control system

Info

Publication number: JP2005049918A
Application number: JP2003202762A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Suzuki; 勝幸鈴木; Yuji Matsui; 祐二松井; Tomofumi Shiraishi; 朋史白石; Kazuhiro Inada; 和広稲田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP4292904B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adjustment method for a reactor temperature control system and an adjustment device for the reactor temperature control system, for enabling an easy and stable adjustment of the reactor temperature control system regardless of the kind of treatment when producing a product by use of a reactor accompanying a chemical reaction. <P>SOLUTION: In the reactor temperature control system for controlling the reaction temperature of the reactor accompanying the chemical reaction, a temperature characteristic of the reactor is estimated on the basis of the treatment applied to the chemical reaction, and the temperature control system for the reactor is adjusted on the basis of the estimated temperature characteristic. The adjustment device has a means for calculating the temperature characteristic of the reactor on the basis of the treatment applied to the chemical reaction, and a means for adjusting the temperature control system for the reactor on the basis of the calculated temperature characteristic. Thereby, the reactor temperature control system can be easily and stably stabilized. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応器温度制御系の調整方法及び反応器温度制御系の調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油化学などのプロセス制御の分野において、重合反応プロセス等の化学反応を伴なう反応器の温度制御は自動化が困難である。例えば、高機能ポリマーを製造する場合、処方により、複数の原料を異なる時間に仕込むため、反応器の温度特性が異なるため、オペレータの勘と経験に頼るところが大きい。さらに、最近では、多品種少量生産が求められ、一つの反応器で、数十，数百といった数の処方をこなす必要があり、運転員への負担が大きい。反応器の温度制御に関しては、例えば、特許文献１（特開平７−２１９６４５号公報）があげられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２１９６４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、多品種少量生産の場合等に、処方ごとに制御パラメータを管理することは負担が大きく、管理コストも膨大になる。また、制御パラメータ調整のために、処方ごとにプラント試験を実施することは、現実には困難である。その結果、代表的なパラメータを設定し、運転中に手動介入するなどで対応せざるを得ない。
【０００５】
本発明の目的は、化学反応をともなう反応器を用いて生成物を製造する際に、処方の種別に係わり無く、容易にかつ安定した反応器温度制御系の調整が可能な反応器温度制御系の調整方法及び反応器温度制御系の調整装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
化学反応に対して実施する処方に基づき該反応器の温度特性を推定し、推定された温度特性に基づき該反応器の温度制御系を調整する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
石油化学などのプロセス制御の分野において、重合反応プロセスの制御は、自動化が困難なものの一つと考えられている。例えば、高機能ポリマーを製造する場合、処方によって、複数の原料を異なる時間に仕込むため、反応器の温度特性が異なり、オペレータの勘と経験に頼るところが大きい。さらに、最近は多品種少量生産が求められ、一つの反応器で、数十，数百といった数の処方をこなす必要があり、運転員への負担が大きいのが実状である。
【０００８】
ここで、重合反応プロセス等で、化学反応をともなう反応器の反応温度を制御する温度制御について説明する。なお、説明中、反応器温度と反応温度とは同一の計測値を示す。
【０００９】
反応器の温度制御では、反応温度を、製品品種ごとに所定の目標温度を設定する。この目標温度に実際の反応温度が一致するように、反応器外部から、加熱又は冷却して、温度制御する。反応器外部からの熱供給手段（加熱又は冷却手段）として、反応器廻りに配置されたジャケット内の温水や冷水などの熱媒体を用い、この熱媒体を介して反応器内の温度制御を行う場合が多い。また、多くの場合、反応温度フィードバック制御により、ジャケットの入口側温度の設定値を求め、この設定値に従いジャケット流量バルブの開度を調節する、いわゆるカスケード制御系の構成をとる。しかし、反応器外部からの熱が、反応器内部に速やかに到達するものではなく、熱損失や時間遅れがあるため、制御の応答性が乏しい。さらに、重合反応の進展において、反応熱が生じ、反応器内部の温度を上昇させてしまう。したがって、反応器の温度制御では、反応器外部からの温度調節の遅れという制御応答性と、反応器内部の自己発熱との双方を考慮する必要があると考えられる。
【００１０】
次に、制御応答性及び反応器内部の自己発熱との双方を考慮し、反応器の温度制御で、反応温度フィードバック制御の制御パラメータの調整を行う技術を説明する。制御パラメータは、例えば、目標温度との偏差に対する比例ゲイン，積分ゲインがある。そして、処方ごとに目標温度や原料の仕込み量，仕込みパターンが異なるため、温度制御性を高めるためには、前述の制御パラメータを個別に調整することが望ましい。
【００１１】
但し、多品種少量生産の場合、処方ごとに制御パラメータを管理することは運転員の負担が大きく、管理コストも膨大になる。また制御パラメータ調整のために、処方ごとにプラント試験を実施することは、現実には不可能である。その結果、代表的なパラメータを設定し、運転中に手動介入するなどで対応するのが通常である。そこで、反応器温度制御系の調整方法として、適切に、処方ごとの反応器温度特性を踏まえた制御パラメータの設定が可能な機能が求められる。
【００１２】
（実施例）
以下に、より具体的に、本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例における反応器温度制御系システムの全体構成図である。
【００１３】
本実施例の反応器温度制御系システムは、主に、制御対象，制御系，制御系の調整手段を備えている。
【００１４】
制御対象は、主に、化学反応をともない、内部で重合反応等を行う反応器１０と、反応器１０の周りに配置され、反応器１０を外部から冷却又は過熱する熱媒体が供給されているジャケット２０と、反応器１０の内部の実温度を測定する反応器温度計３０と、ジャケット２０に供給される熱媒体の温度をその入口で測定するジャケット入口温度計４０と、ジャケット２０に供給される熱媒体を循環させるジャケット循環ポンプ５０と、ジャケット２０から排出される熱媒体の温度をその出口で測定するジャケット出口温度計６０と、ジャケット２０の熱媒体の循環系に供給される温水量を調整する温水バルブ７０Ｈと、ジャケット２０の熱媒体の循環系に供給される冷水量を調整する冷水バルブ７０Ｃと、スプリットレンジ８０と、ジャケット温度制御器９０と、反応器１０に供給される原料の量を調整する原料供給バルブ１００Ａ及び原料供給バルブ１００Ｂとを備えている。
【００１５】
また、本実施例の制御系及びその調整手段（調整機能）を構成する要素として、反応温度制御機能２００，反応温度のデータベースである反応温度ＤＢ３００，処方のデータベースである処方ＤＢ４００，設計のデータベースである設計ＤＢ５００、およびパラメータ算出機能６００を備えている。
【００１６】
本実施例の反応器１０は、主に重合反応を制御の対象とする。ここでは、反応に伴い発熱を生じる、いわゆる発熱プロセスを想定するが、吸熱プロセスでも同様に扱えるものとする。
【００１７】
次に、本実施例の各機能，手段について説明する。なお、本実施例ではジャケット温度としてジャケット入口温度計４０での計測温度を用いている、ここに限定されるものではなく、ジャケット温度を示しかつ計測器の設置可能な部位の温度であればよい。例えば、ジャケット出口温度計６０を用いることも可能である。
【００１８】
まず、反応器の温度制御系であり、反応温度を制御する手段である反応温度制御機能２００を説明する。反応温度制御機能２００では、種々の信号を受け取り、ジャケット入口温度設定値（Ｓ２００）を算出する。つまり、本実施例では、反応器温度計３０で測定された反応器温度（Ｓ３０）と、ジャケット出口温度計６０で測定されたジャケット出口温度（Ｓ６０），反応温度ＤＢ３００から目標温度（Ｓ３００）、および反応器温度特性パラメータ（Ｓ１０００）の信号を読み込む。これらの値（信号）に基づき、ジャケット入口温度設定値（Ｓ２００）を算出する。算出されたジャケット入口温度設定値（Ｓ２００）は、ジャケット温度制御器９０に送信される。
【００１９】
このジャケット入口温度設定値（Ｓ２００）は、ジャケット温度制御器９０において、ジャケット入口温度計４０で測定されたジャケット入口温度計測値（Ｓ４０）と比較され、最適なジャケットバルブ開度信号を算出される。この開度信号によって、スプリットレンジ８０において、加熱用と冷却用に分割し、温水バルブ７０Ｈと冷水バルブ７０Ｃを操作することができる。
【００２０】
次に、化学反応に対して実施する処方に基づき反応器１０の温度特性を算出する手段であるパラメータ算出機能１０００を説明する。パラメータ算出機能１０００は、反応器１０への原料仕込み量データ（Ｓ１００Ａ），原料仕込み量データ（Ｓ１００Ｂ）と、処方ＤＢ４００からの原料の物性値（Ｓ４００），設計ＤＢ５００からの反応器の伝熱特性（Ｓ５００）を読み込む。そして、これらの値（信号）に基づき、反応温度特性パラメータ（Ｓ１０００）を算出することができる。このように化学反応に対して実施する処方に基づき算出された温度特性である反応温度特性パラメータ（Ｓ１０００）は、反応温度制御機能２００の制御パラメータを調整するための指標とすることができる。
【００２１】
本実施例では、原料仕込み量データは（Ｓ１００Ａ）と（Ｓ１００Ｂ）の２種類としたが、３種類以上でも可能であり、特に上限制約は無い。また、原料モノマーだけでなく、触媒や水でも考慮可能である。
【００２２】
本実施例では、原料物性値（Ｓ４００）として、熱容量（比熱）を用い、反応器の伝熱特性（Ｓ５００）として、反応器の構造データ、特に伝熱面積と、反応器とジャケットとの伝熱特性、特に総括伝熱係数を用いる。ただし、これらに限定するものではない。
【００２３】
本実施例の反応温度制御機能２００をより具体的に、図２を用いて説明する。
演算手段２００Ａは、前述の目標温度（Ｓ３００）と反応温度（Ｓ３０）を比較し、両方の偏差（目標偏差と称する）に対して演算を施す処理を行う。本実施例では、目標偏差に対して、比例積分演算を適用する、いわゆる比例積分型のフィードバック制御（以下、ＦＢ制御と称する）を想定する。
【００２４】
ＦＢ制御の演算は、多くの場合、比例積分方式を適用する。比例積分方式とは、前述の目標温度（Ｔｓｐ）と反応温度（Ｔｒ）との偏差（Ｅ）に、比例演算と積分演算を行うものであり、式（１）で表される。
【００２５】
（Ｓ２００Ａ）＝Ｋ１×Ｅ＋Ｋ２×∫Ｅｄｔ …（１）
式（１）において、Ｋ１，Ｋ２は各々比例ゲイン，積分ゲインといい、前述のＦＢ制御の制御性能を調整するパラメータである。
【００２６】
可変ゲイン２００Ｂは、反応器温度特性パラメータ（Ｓ１０００）に基づき、前述の比例ゲイン，積分ゲインを調整する。調整則は、前述の反応器温度特性パラメータを引数とする関数、またはルックアップテーブル形式などが考えられる。例えば、重合反応開始時における、反応器温度特性パラメータの初期設定値をＰ０，重合反応中の前期パラメータをＰｔとし、Ｋ１の調整則をＰ０とＰｔの比で、式（２）のように決定することが考えられる。
【００２７】
Ｋ１←（Ｐｔ／Ｐ０）×Ｋ１ …（２）
次に、外乱補償演算２００Ｃは、反応器温度（Ｓ３０）とジャケット出口温度（Ｓ６０）から、反応器１０における温度外乱を補償する信号（Ｓ２００Ｃ）を算出する。演算形式は、例えば前述の各温度に対する微分演算や、熱収支モデルに基づく演算が考えられる。本実施例では、反応器温度（Ｓ３０）の微分演算と、ジャケット出口温度（Ｓ６０）を引数とする関数を想定する。ただし、引数とする計測値は、前述の温度以外でも適用可能である。
【００２８】
可変パラメータ２００Ｄは、前述の微分演算ゲインと関数パラメータを、反応器温度特性パラメータに基づき調整する。
【００２９】
演算要素２００Ｅでは、前述のとおり算出した信号（Ｓ２００Ａ）と（Ｓ２００Ｃ）を加算して、操作信号（Ｓ２００）を決定する。なお、本実施例では、演算要素２００Ｅを加算演算とするが、他の演算形式でも適用可能である。
【００３０】
以上、図２における演算過程を、図３にフローチャートとして示した。
【００３１】
本実施例の反応温度ＤＢ３００について、図４を用いて説明する。反応温度ＤＢ３００では、処方と反応温度（目標温度）を対応づけている。処方実行のときは、対応する反応温度（目標温度）が、前述の反応温度制御機能２００に設定される。図４では、処方１つに反応温度１つとしたが、反応温度が複数設定されても良い。この場合、処方の進行状況に応じて、反応温度（目標温度）が設定変更される。
【００３２】
本実施例の処方ＤＢ４００について、図５を用いて説明する。処方ＤＢ４００は、処方実行上のデータを管理するが、図４ではそのうち本発明の調整方法に係わるデータを示している。
【００３３】
例えば、処方Ｎｏ．が００１の場合において、各原料ごとの仕込み量（指示値）と、熱容量が定義される。仕込み中の原料（Ｓ１００Ａ），（Ｓ１００Ｂ）に対応した熱容量を、前述のパラメータ算出機能１０００に設定する。
【００３４】
本実施例の設計ＤＢ５００について、図６を用いて説明する。設計ＤＢ５００は、反応器１０の設計データを格納する。本実施例では、パラメータ算出機能
１０００において、総括伝熱係数と、伝熱面積の推定に必要なデータを参照する。図６では、伝熱面積＝ｙｙｙを定義したが、さらに反応器１０の形状データ
（高さ，半径など）を定義する場合もある。
【００３５】
次に、本実施例のパラメータ算出機能１０００について、図７を用いて説明する。パラメータ算出機能１０００は、反応器１０への原料仕込量（Ｓ１００Ａ），（Ｓ１００Ｂ）と、処方ＤＢ４００からの仕込み原料物性値データ（Ｓ４００）、設計ＤＢより、反応器設計データ（Ｓ５００）を読み込み、反応器温度特性パラメータ（Ｓ１０００）を算出する。
【００３６】
本実施例の仕込量及び熱容量推定手段１０００Ａは、まず計算時点での各仕込み量、および全仕込み量を重量単位で求める。次に各原料の仕込み量と、原料物性値より熱容量（比熱）とを積和演算し、すなわち反応器１０の全熱容量を式
（３）のように算出する。
【００３７】

この全熱容量は、その時点で反応器１０全体を単位温度変化させるのに必要な熱量を意味する。
【００３８】
本実施例の伝熱特性推定手段１０００Ｂは、反応器１０の設計データに基づき、原料仕込み状況に応じて、その時点での伝熱面積を推定する。本実施例では、伝熱面積は全仕込み量から一意に決めると仮定し、式（４）のように、全仕込み量を引数とする関数であらわすものとする。
【００３９】
（伝熱面積）＝ＦＵＮＣ（全仕込み量） …（４）
ここで、ＦＵＮＣは、任意の関数を示す。
【００４０】
得られた伝熱面積と、反応器１０の設計データから総括伝熱係数をかけることで、その時点での、ジャケットからの熱伝達特性を算出する。すなわち、（総括伝熱係数）×（伝熱係数）から、仕込み状況に基づくジャケットからの温度の伝わりやすさを得る。
【００４１】
本実施例の温度特性算定手段１０００Ｃは、仕込み状況に応じた全熱容量，伝熱面積から、反応器温度特性パラメータ（Ｓ１０００）を算定する。本実施例では、以下の算定式（５）を用いる。
【００４２】
（Ｓ１０００）＝（全熱容量）／｛（伝熱面積）×（総括伝熱係数）｝ …（５）
ここで、（Ｓ１０００）は、単位が時間となる。このパラメータの意図するところは、ジャケットの温度変化に対する反応器温度の時間変化特性である。すなわち、反応器の温度変化に関する固有時定数といえる。このように、外部からの温度変化に対する反応器温度変化時定数を算出することができる。本実施例では、このように、反応器の温度特性を算出する手段で、外部からの温度変化に対する反応器温度変化時定数を算出する手段を備えている。
【００４３】
ジャケットの温度変化に対して、（Ｓ１０００）が大きい場合は反応器の温度変化は緩慢、（Ｓ１０００）が小さい場合は反応器の温度変化は早いことを表す。
【００４４】
以上、図７における演算過程を、図８にフローチャートとして示した。
【００４５】
本実施例では、反応器の温度特性である温度時定数の変化に従って反応温度制御系の閉ループ感度を調整する手段を備えたことにより、化学反応をともなう反応器を用いて生成物を製造する際に、処方の種別に係わり無く、容易にかつ安定した反応器の温度制御系の調整が可能となる。
【００４６】
次に、本発明の一実施例の動作を説明する。図９は、処方実行中に仕込み追加がある場合、つまり、化学反応に対して実施する処方である仕込み追加がある場合、反応器温度特性パラメータの変化の一例を示す。この例では、仕込追加という処方によって、Ｗ０［ｋｇ］からＷ１［ｋｇ］に増加する。下段のグラフは、反応器温度特性パラメータが仕込み追加に応じて、Ｋ０→Ｋ１に変化する。反応器温度特性パラメータは、反応器の温度変化しやすさを表す指標であるので、図９の場合は、仕込み追加により、反応器の温度特性が、緩慢（ゆっくり）になったことを示している。このように、化学反応に対して実施する処方に基づき反応器の温度特性を算出し推定することができる。
【００４７】
この算出された温度特性に基づき反応器の温度制御系を調整する。つまり、算出して推定された結果に基づき、反応温度制御機能２００では、コントローラの感度特性をあげるようにパラメータを調整することで、反応温度制御性能の低下を防ぐことができる。このように、温度時定数が小さくなった場合には、反応温度制御系の閉ループ感度を上げるように、反応温度制御系のパラメータを調整することことで、反応温度制御性能の低下を防ぐことができる。
【００４８】
図１０は、仕込み追加については図９と同じであるが、仕込み原料の熱容量が小さい場合の、反応器温度特性パラメータの変化を示す。この場合は、仕込み追加による伝熱面積の増加に対して、前述の全熱容量の増加が小さいため、反応器温度特性パラメータは、下段グラフのとおり、Ｋ０→Ｋ１に低下する。すなわち、この場合は、仕込み追加という処方により、反応器の温度特性は早くなったことを示している。このように、化学反応に対して実施する処方に基づき反応器の温度特性を算出し推定することができる。
【００４９】
この算出された温度特性に基づき反応器の温度制御系を調整する。つまり、算出し推定された結果に基づき、反応温度制御機能２００では、コントローラの感度特性を下げて、操作量変化を抑制することで、反応温度制御の安定性を確保することができる。このように、反応器の温度特性である温度時定数が、大きくなった場合には反応温度制御系の閉ループ感度を下げるように、反応温度制御系のパラメータを調整することで、反応温度制御の安定性を確保することができる。
【００５０】
以上のように、反応器の温度特性である温度時定数が、大きくなった場合には反応温度制御系の閉ループ感度を下げ、温度時定数が小さくなった場合には、反応温度制御系の閉ループ感度を上げるように、前記反応温度制御系のパラメータを調整することで、化学反応をともなう反応器を用いて生成物を製造する際に、処方の種別に係わり無く、容易にかつ安定した反応器温度制御ができる。
【００５１】
図１１は２種類の原料の追加仕込みという処方の場合を示す。この例では
（Ｓ１００Ａ）の熱容量は大きく、一方（Ｓ１００Ｂ）の熱容量は小さい場合を想定する。
【００５２】
下段グラフに示すとおり、（Ｓ１００Ｂ）の仕込み追加のときは、反応器温度特性パラメータは、Ｋ０→ＫＢ１に低下する。これは、熱容量の小さい原料を追加したため、伝熱面積の増加に対して全熱容量の増加が小さいことによる。
【００５３】
次に、（Ｓ１００Ａ）を仕込み追加した場合、反応器温度特性パラメータは、ＫＢ１→ＫＡ１に上昇する。
【００５４】
この結果に基づき、反応温度制御機能２００では、コントローラの感度特性を調整することで、反応温度制御の安定性を確保することができる。
【００５５】
図１２は、本発明の一実施例に係る反応器温度制御系の調整装置の一例を示す図である。図１２では、処方ＤＢ４００，設計ＤＢ、および、パラメータ算出機能１０００を具備する調整装置２０００に、監視手段として、監視画面３０００を接続した構成である。監視画面３０００は、運転員に対して、処方実行の進捗状況と、本発明の反応器温度特性パラメータの変化を情報（Ｓ２０００）として提供する。
【００５６】
図１３に、監視画面３０００の表示内容の一例を示す。図１３は処方ごとに進捗情報を表示する内容としている。反応温度特性パラメータ表示部３０１０は、（Ｓ１０００）を数値表示する。例えば、反応温度特性パラメータは時間の単位をもつので、処方実行中、その時点の温度時定数などの反応器温度特性を情報提供可能である。また、温度時定数に定格値が設定されている場合、それと比較することで、反応器温度が変化しやすいか否か定性的な情報を提供することもできる。
【００５７】
また、本実施例では、制御系調整指標を表示する監視手段を備えている。制御系調整指標表示部３０２０は、反応温度制御機能２００のゲイン調整をどの程度行うか情報を表示する。例えば、図１０の場合、Ｋ１／Ｋ０＝０．８であるとすると、制御ゲインを初期設定の８０％に調整する、といった情報を示す。制御系調整指標を表示する監視手段を備えているので、この指標を容易に監視できる。
【００５８】
図１４に、比較技術例として制御系構成を示す。図１と異なる点は、反応温度フィードバック制御系２１０である。この例では、目標温度（Ｓ３００）と反応温度（Ｓ３０）の偏差を小さくするように、ジャケット入口温度設定値（Ｓ２００）を決定する。制御系２１０では、原料仕込み情報を参照する機能をもたず、制御ゲインは固定である。
【００５９】
図１５に、２種類の原料仕込み追加を伴う場合の反応温度変化を示す。上段グラフでは、（Ｓ１００Ａ），（Ｓ１００Ｂ）の仕込み追加を示す。（Ｓ１００Ｂ）は、仕込み追加を２回行い、０→ＷＢ１→ＷＢ２と増加させる。なお、熱容量については、図１１の場合と同様、（Ｓ１００Ｂ）は小さいものとする。
【００６０】
処方実行の結果、（Ｓ１００Ｂ）の２回目の仕込み追加により、下段グラフに示すように、反応温度の変動が生じる。この場合、従来の制御系では、運転員による制御系調整が必要となる。
【００６１】
図１６に、本発明の一実施例による反応温度の制御系動作を示す。パラメータ算出手段１０００により、中段グラフに示すとおり、反応器温度特性パラメータの変化から、（Ｓ１００Ｂ）２回目の仕込みにより、反応器温度特性が、ＫＡ１からＫＢ２に低下していることがわかる。これは反応器１０の温度変化が早くなったことを示す。この結果を受けて、反応温度制御機能２００の制御ゲインを調整し、制御安定性をはかる。具体的な例として、前述の比例ゲインＫ１を
Ｋ１←（ＫＢ２／ＫＡ１）×Ｋ１ …（６）
または、初期設定値を基準にして、
Ｋ１←（ＫＢ２／Ｋ０）×Ｋ１ …（７）
として感度を下げるよう調整する。その結果、操作量であるジャケット入口温度設定値の変化を抑制し、反応温度の安定化ができる。
【００６２】
以上、本発明の一実施例を示したが、前述の反応温度制御機能２００は、比例積演算に限定されることなく、例えば、モデルベースの予測制御でも適用可能である。この場合、フィードバック制御系の閉ループ感度特性を調整するパラメータが必要である。
【００６３】
本実施例によれば、反応器温度制御系の調整にあたり、処方進行にしたがい、仕込みデータから反応器の温度特性を推定し、その結果をもとに反応温度制御系のパラメータを調整するので、処方の種別に係わり無く、容易に、かつ安定した反応器温度制御系の調整が可能となる。また、自動化が容易になる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によると、化学反応をともなう反応器を用いて生成物を製造する際に、処方の種別に係わり無く、容易にかつ安定した反応器温度制御系の調整が可能な反応器温度制御系の調整方法及び反応器温度制御系の調整装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わる反応温度制御系システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例における、反応温度制御機能の概略を示す。
【図３】本発明の一実施例における、反応温度制御機能のフローチャートの一例を示す。
【図４】本発明の一実施例における、反応温度データベースの一例を示す。
【図５】本発明の一実施例における、処方データベースの一例を示す。
【図６】本発明の一実施例における、設計データベースの一例を示す。
【図７】本発明の一実施例における、パラメータ算出機能の概略を示す。
【図８】本発明の一実施例における、パラメータ算出機能のフローチャートの一例を示す。
【図９】本発明の一実施例における、反応器温度特性パラメータの時間変化の一例を示す。
【図１０】本発明の一実施例における、反応器温度特性パラメータの時間変化の一例を示す。
【図１１】本発明の一実施例における、反応器温度特性パラメータの時間変化の一例を示す。
【図１２】本発明の一実施例に係わる反応温度制御系の調整装置の一例を示す。
【図１３】本発明の一実施例に係わる反応温度制御系の調整装置の監視画面の一例を示す。
【図１４】従来の反応器温度制御系の一例を示す。
【図１５】原料仕込み変化と、従来の反応器温度制御系による反応温度の時間変化の一例を示す。
【図１６】本発明の一実施例に係わる反応温度制御系の調整方法を用いた場合の、原料仕込み変化，反応器温度特性パラメータ、および反応温度の時間変化の一例を示す。
【符号の説明】
１０…反応器、２０…ジャケット、３０…反応器温度計、４０…ジャケット入口温度計、５０…ジャケット循環ポンプ、６０…ジャケット出口温度計、７０…バルブ（７０Ｈ＝温水，７０Ｃ＝冷水）、８０…スプリットレンジ、９０…ジャケット温度制御器、１００…原料投入バルブ、２００…反応温度制御機能、３００…反応温度データベース、４００…処方データベース、５００…設計データベース、１０００…パラメータ算出機能。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reactor temperature control system adjustment method and a reactor temperature control system adjustment device.
[0002]
[Prior art]
In the field of process control such as petrochemistry, it is difficult to automate the temperature control of a reactor that involves a chemical reaction such as a polymerization reaction process. For example, in the case of producing a high-performance polymer, since a plurality of raw materials are charged at different times depending on the formulation, the temperature characteristics of the reactor are different, and therefore, it is highly dependent on the operator's intuition and experience. Furthermore, recently, a variety of small-quantity production is required, and it is necessary to perform several dozens or hundreds of prescriptions in one reactor, which places a heavy burden on operators. Regarding temperature control of the reactor, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-219645) can be cited.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-219645 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
And, in the case of high-mix low-volume production, etc., managing the control parameters for each prescription is a heavy burden and the management cost is enormous. In addition, it is actually difficult to perform a plant test for each prescription for adjusting the control parameters. As a result, it is unavoidable to set representative parameters and manually intervene during operation.
[0005]
An object of the present invention is to provide a reactor temperature control system capable of easily and stably adjusting a reactor temperature control system regardless of the type of formulation when producing a product using a reactor with a chemical reaction. And a reactor temperature control system adjusting device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The temperature characteristic of the reactor is estimated based on the recipe implemented for the chemical reaction, and the temperature control system of the reactor is adjusted based on the estimated temperature characteristic.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the field of process control such as petrochemistry, control of a polymerization reaction process is considered to be one of the things that are difficult to automate. For example, in the case of producing a high-performance polymer, since a plurality of raw materials are charged at different times depending on the formulation, the temperature characteristics of the reactor are different, and it is highly dependent on the operator's intuition and experience. In addition, recently, a variety of small-quantity production is required, and it is necessary to carry out several dozens or hundreds of prescriptions in one reactor, and the burden on operators is large.
[0008]
Here, temperature control for controlling the reaction temperature of a reactor with a chemical reaction in a polymerization reaction process or the like will be described. In the description, the reactor temperature and the reaction temperature indicate the same measured value.
[0009]
In the temperature control of the reactor, the reaction temperature is set to a predetermined target temperature for each product type. The temperature is controlled by heating or cooling from the outside of the reactor so that the actual reaction temperature matches the target temperature. As a heat supply means (heating or cooling means) from the outside of the reactor, a heat medium such as hot water or cold water in a jacket disposed around the reactor is used, and the temperature inside the reactor is controlled via this heat medium. There are many cases. In many cases, a so-called cascade control system is adopted in which a set value of the jacket inlet side temperature is obtained by reaction temperature feedback control, and the opening of the jacket flow valve is adjusted according to this set value. However, the heat from the outside of the reactor does not reach the inside of the reactor quickly, and there is a heat loss and a time delay, so the control response is poor. Furthermore, in the progress of the polymerization reaction, reaction heat is generated, which raises the temperature inside the reactor. Therefore, it is considered that in the temperature control of the reactor, it is necessary to consider both the control responsiveness of delaying the temperature adjustment from the outside of the reactor and the self-heating inside the reactor.
[0010]
Next, a technique for adjusting the control parameter of the reaction temperature feedback control by temperature control of the reactor in consideration of both control responsiveness and self-heating inside the reactor will be described. The control parameter includes, for example, a proportional gain and an integral gain with respect to the deviation from the target temperature. Since the target temperature, raw material charge amount, and charge pattern are different for each prescription, it is desirable to individually adjust the aforementioned control parameters in order to improve temperature controllability.
[0011]
However, in the case of high-mix low-volume production, managing the control parameters for each prescription places a heavy burden on the operator and enormous management costs. In addition, it is actually impossible to carry out a plant test for each recipe for adjusting the control parameters. As a result, it is usual to set representative parameters and respond by manual intervention during operation. Therefore, as a method for adjusting the reactor temperature control system, a function capable of appropriately setting control parameters based on the reactor temperature characteristics for each recipe is required.
[0012]
(Example)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a reactor temperature control system in one embodiment of the present invention.
[0013]
The reactor temperature control system of the present embodiment mainly includes a control object, a control system, and a control system adjusting means.
[0014]
The object to be controlled is mainly a reactor 10 that performs a polymerization reaction or the like inside with a chemical reaction, and is disposed around the reactor 10 and supplied with a heat medium that cools or superheats the reactor 10 from the outside. Jacket 20, reactor thermometer 30 that measures the actual temperature inside reactor 10, jacket inlet thermometer 40 that measures the temperature of the heat medium supplied to jacket 20 at its inlet, and jacket 20 A jacket circulation pump 50 that circulates the heat medium, a jacket outlet thermometer 60 that measures the temperature of the heat medium discharged from the jacket 20 at its outlet, and the amount of hot water supplied to the heat medium circulation system of the jacket 20 Hot water valve 70H to be adjusted, cold water valve 70C to adjust the amount of cold water supplied to the circulation system of the heat medium of jacket 20, split range 80, jacket A temperature controller 90, and a raw material supply valve 100A and the raw material supply valve 100B for adjusting the amount of raw material supplied to the reactor 10.
[0015]
Further, as elements constituting the control system and the adjusting means (adjusting function) of this embodiment, there are a reaction temperature control function 200, a reaction temperature DB 300 which is a reaction temperature database, a prescription DB 400 which is a prescription database, and a design database. A design DB 500 and a parameter calculation function 600 are provided.
[0016]
The reactor 10 of the present embodiment mainly controls the polymerization reaction. Here, a so-called exothermic process in which heat is generated with the reaction is assumed, but it is assumed that the endothermic process can be handled similarly.
[0017]
Next, each function and means of the present embodiment will be described. In this embodiment, the temperature measured by the jacket inlet thermometer 40 is used as the jacket temperature. The temperature is not limited to this, and any temperature may be used as long as it indicates the jacket temperature and can be installed in the measuring instrument. . For example, a jacket outlet thermometer 60 can be used.
[0018]
First, the reaction temperature control function 200 which is a temperature control system of the reactor and is a means for controlling the reaction temperature will be described. The reaction temperature control function 200 receives various signals and calculates a jacket inlet temperature set value (S200). That is, in this example, the reactor temperature (S30) measured by the reactor thermometer 30, the jacket outlet temperature (S60) measured by the jacket outlet thermometer 60, the target temperature (S300) from the reaction temperature DB300, And the signal of the reactor temperature characteristic parameter (S1000) is read. Based on these values (signals), the jacket inlet temperature set value (S200) is calculated. The calculated jacket inlet temperature setting value (S200) is transmitted to the jacket temperature controller 90.
[0019]
The jacket inlet temperature set value (S200) is compared with the jacket inlet temperature measured value (S40) measured by the jacket inlet thermometer 40 in the jacket temperature controller 90, and the optimum jacket valve opening signal is calculated. . In accordance with the opening signal, the split range 80 can be divided into heating and cooling, and the hot water valve 70H and the cold water valve 70C can be operated.
[0020]
Next, the parameter calculation function 1000 that is a means for calculating the temperature characteristics of the reactor 10 based on the prescription performed for the chemical reaction will be described. The parameter calculation function 1000 includes raw material charge amount data (S100A), raw material charge amount data (S100B), raw material property values (S400) from the formulation DB 400, and reactor heat transfer characteristics from the design DB 500. (S500) is read. Based on these values (signals), the reaction temperature characteristic parameter (S1000) can be calculated. Thus, the reaction temperature characteristic parameter (S1000) which is the temperature characteristic calculated based on the prescription performed for the chemical reaction can be used as an index for adjusting the control parameter of the reaction temperature control function 200.
[0021]
In this embodiment, the raw material charge amount data is two types (S100A) and (S100B), but three or more types are possible, and there is no upper limit restriction. Further, not only raw material monomers but also catalysts and water can be considered.
[0022]
In this example, the heat capacity (specific heat) is used as the raw material physical property value (S400), and the reactor heat transfer characteristic (S500) is used as the structural data of the reactor, particularly the heat transfer area, and the transfer between the reactor and the jacket. Use thermal properties, especially overall heat transfer coefficient. However, it is not limited to these.
[0023]
The reaction temperature control function 200 of this example will be described more specifically with reference to FIG.
The calculating means 200A compares the target temperature (S300) and the reaction temperature (S30) described above, and performs a process for calculating both deviations (referred to as target deviations). In this embodiment, a so-called proportional-integral type feedback control (hereinafter referred to as FB control) in which proportional-integral calculation is applied to a target deviation is assumed.
[0024]
In many cases, the proportional integration method is applied to the calculation of the FB control. The proportional integration method is a method in which a proportional calculation and an integral calculation are performed on the deviation (E) between the target temperature (Tsp) and the reaction temperature (Tr) described above, and is expressed by Expression (1).
[0025]
(S200A) = K1 × E + K2 × ∫Edt (1)
In equation (1), K1 and K2 are called proportional gain and integral gain, respectively, and are parameters for adjusting the control performance of the aforementioned FB control.
[0026]
The variable gain 200B adjusts the above-described proportional gain and integral gain based on the reactor temperature characteristic parameter (S1000). As the adjustment rule, a function having the above-described reactor temperature characteristic parameter as an argument, a lookup table format, or the like can be considered. For example, the initial setting value of the reactor temperature characteristic parameter at the start of the polymerization reaction is P0, the previous parameter during the polymerization reaction is Pt, and the adjustment rule for K1 is determined by the ratio of P0 and Pt as shown in Equation (2). It is possible to do.
[0027]
K1 ← (Pt / P0) × K1 (2)
Next, the disturbance compensation calculation 200C calculates a signal (S200C) for compensating for the temperature disturbance in the reactor 10 from the reactor temperature (S30) and the jacket outlet temperature (S60). As the calculation format, for example, the above-described differential calculation for each temperature and calculation based on a heat balance model are conceivable. In the present embodiment, a function that takes the differential operation of the reactor temperature (S30) and the jacket outlet temperature (S60) as arguments is assumed. However, the measured value as an argument can be applied to other than the above-described temperature.
[0028]
The variable parameter 200D adjusts the above-described differential calculation gain and function parameter based on the reactor temperature characteristic parameter.
[0029]
The computing element 200E adds the signals (S200A) and (S200C) calculated as described above to determine the operation signal (S200). In this embodiment, the calculation element 200E is an addition calculation, but other calculation formats are also applicable.
[0030]
The calculation process in FIG. 2 is shown as a flowchart in FIG.
[0031]
The reaction temperature DB 300 of this example will be described with reference to FIG. In the reaction temperature DB 300, the recipe is associated with the reaction temperature (target temperature). When the prescription is executed, the corresponding reaction temperature (target temperature) is set in the reaction temperature control function 200 described above. In FIG. 4, one reaction temperature is set for one recipe, but a plurality of reaction temperatures may be set. In this case, the reaction temperature (target temperature) is changed according to the progress of the prescription.
[0032]
The prescription DB 400 of this embodiment will be described with reference to FIG. The prescription DB 400 manages data on prescription execution. FIG. 4 shows data related to the adjustment method of the present invention.
[0033]
For example, prescription No. Is 001, the charge amount (indicated value) for each raw material and the heat capacity are defined. The heat capacity corresponding to the raw materials (S100A) and (S100B) being charged is set in the parameter calculation function 1000 described above.
[0034]
The design DB 500 of this embodiment will be described with reference to FIG. The design DB 500 stores design data for the reactor 10. In this embodiment, the parameter calculation function 1000 refers to the overall heat transfer coefficient and data necessary for estimating the heat transfer area. In FIG. 6, the heat transfer area = yyy is defined, but the shape data (height, radius, etc.) of the reactor 10 may be further defined.
[0035]
Next, the parameter calculation function 1000 of the present embodiment will be described with reference to FIG. The parameter calculation function 1000 reads the raw material charge amounts (S100A) and (S100B) into the reactor 10, the raw material property value data (S400) from the prescription DB 400, and the reactor design data (S500) from the design DB. A reactor temperature characteristic parameter (S1000) is calculated.
[0036]
The charged amount and heat capacity estimating means 1000A of this embodiment first obtains each charged amount at the time of calculation and the total charged amount in units of weight. Next, a product-sum operation is performed on the charged amount of each raw material and the heat capacity (specific heat) based on the physical property values of the raw material, that is, the total heat capacity of the reactor 10 is calculated as in Expression (3).
[0037]

This total heat capacity means the amount of heat required to change the entire reactor 10 at the time at a unit temperature.
[0038]
The heat transfer characteristic estimation means 1000B of the present embodiment estimates the heat transfer area at that time based on the raw material charging status based on the design data of the reactor 10. In the present embodiment, it is assumed that the heat transfer area is uniquely determined from the total charge amount, and is represented by a function having the total charge amount as an argument as shown in Expression (4).
[0039]
(Heat transfer area) = FUNC (total charge) (4)
Here, FUNC represents an arbitrary function.
[0040]
By multiplying the overall heat transfer coefficient from the obtained heat transfer area and the design data of the reactor 10, the heat transfer characteristic from the jacket at that time is calculated. That is, from (Overall heat transfer coefficient) × (Heat transfer coefficient), the ease of temperature transfer from the jacket based on the charging status is obtained.
[0041]
The temperature characteristic calculation means 1000C of the present embodiment calculates the reactor temperature characteristic parameter (S1000) from the total heat capacity and heat transfer area according to the charging conditions. In the present embodiment, the following calculation formula (5) is used.
[0042]
(S1000) = (total heat capacity) / {(heat transfer area) × (overall heat transfer coefficient)} (5)
Here, in (S1000), the unit is time. The intent of this parameter is the time variation characteristic of the reactor temperature with respect to the jacket temperature variation. That is, it can be said to be an intrinsic time constant related to the temperature change of the reactor. Thus, the reactor temperature change time constant with respect to the temperature change from the outside can be calculated. In this example, the means for calculating the temperature characteristic of the reactor is thus provided with means for calculating the reactor temperature change time constant with respect to the temperature change from the outside.
[0043]
When (S1000) is large with respect to the temperature change of the jacket, the temperature change of the reactor is slow, and when (S1000) is small, the temperature change of the reactor is fast.
[0044]
The calculation process in FIG. 7 is shown as a flowchart in FIG.
[0045]
In this example, the means for adjusting the closed-loop sensitivity of the reaction temperature control system according to the change of the temperature time constant, which is the temperature characteristic of the reactor, is provided, so that a product can be produced using a reactor with a chemical reaction. In addition, the reactor temperature control system can be easily and stably adjusted regardless of the type of recipe.
[0046]
Next, the operation of one embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows an example of a change in the reactor temperature characteristic parameter when there is a charge addition during the execution of the recipe, that is, when a charge addition that is a prescription for a chemical reaction. In this example, it is increased from W0 [kg] to W1 [kg] due to the prescription of addition of preparation. In the lower graph, the reactor temperature characteristic parameter changes from K0 to K1 according to the addition of charging. Since the reactor temperature characteristic parameter is an index representing the ease of temperature change of the reactor, in the case of FIG. 9, it is shown that the temperature characteristic of the reactor has become slow (slow) by the addition of charging. Yes. In this way, the temperature characteristics of the reactor can be calculated and estimated based on the prescription performed for the chemical reaction.
[0047]
Based on the calculated temperature characteristic, the temperature control system of the reactor is adjusted. That is, based on the result calculated and estimated, the reaction temperature control function 200 can prevent a decrease in reaction temperature control performance by adjusting parameters so as to increase the sensitivity characteristic of the controller. Thus, when the temperature time constant becomes small, the reaction temperature control performance can be prevented from decreasing by adjusting the parameters of the reaction temperature control system so as to increase the closed loop sensitivity of the reaction temperature control system. it can.
[0048]
FIG. 10 shows the change in the reactor temperature characteristic parameter when the addition of feed is the same as that of FIG. 9 but the heat capacity of the feed is small. In this case, since the increase in the total heat capacity is small with respect to the increase in the heat transfer area due to the addition of charging, the reactor temperature characteristic parameter decreases from K0 to K1 as shown in the lower graph. That is, in this case, it is shown that the temperature characteristic of the reactor is accelerated by the prescription of addition of charging. In this way, the temperature characteristics of the reactor can be calculated and estimated based on the prescription performed for the chemical reaction.
[0049]
Based on the calculated temperature characteristic, the temperature control system of the reactor is adjusted. That is, based on the calculated and estimated results, the reaction temperature control function 200 can secure the stability of the reaction temperature control by reducing the sensitivity characteristic of the controller and suppressing the operation amount change. In this way, when the temperature time constant, which is the temperature characteristic of the reactor, increases, the reaction temperature control parameter is adjusted so as to reduce the closed loop sensitivity of the reaction temperature control system. Stability can be ensured.
[0050]
As described above, when the temperature time constant, which is the temperature characteristic of the reactor, increases, the closed-loop sensitivity of the reaction temperature control system is lowered, and when the temperature time constant decreases, the closed-loop of the reaction temperature control system is decreased. By adjusting the parameters of the reaction temperature control system so as to increase the sensitivity, when producing a product using a reactor with a chemical reaction, an easily and stable reactor regardless of the type of formulation. Temperature control is possible.
[0051]
FIG. 11 shows the case of prescription of additional preparation of two kinds of raw materials. In this example, it is assumed that (S100A) has a large heat capacity, while (S100B) has a small heat capacity.
[0052]
As shown in the lower graph, when (S100B) is added, the reactor temperature characteristic parameter decreases from K0 to KB1. This is because the increase in the total heat capacity is small with respect to the increase in the heat transfer area because the raw material having a small heat capacity is added.
[0053]
Next, when (S100A) is charged and added, the reactor temperature characteristic parameter increases from KB1 to KA1.
[0054]
Based on this result, the reaction temperature control function 200 can ensure the stability of the reaction temperature control by adjusting the sensitivity characteristic of the controller.
[0055]
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a reactor temperature control system adjusting device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 12, a monitoring screen 3000 is connected as a monitoring unit to an adjustment device 2000 having a prescription DB 400, a design DB, and a parameter calculation function 1000. The monitoring screen 3000 provides the operator with the progress of the prescription execution and changes in the reactor temperature characteristic parameter of the present invention as information (S2000).
[0056]
FIG. 13 shows an example of the display contents of the monitoring screen 3000. FIG. 13 shows the display of progress information for each prescription. The reaction temperature characteristic parameter display unit 3010 displays (S1000) as a numerical value. For example, since the reaction temperature characteristic parameter has a unit of time, it is possible to provide information on the reactor temperature characteristic such as the temperature time constant at that time during the execution of the recipe. In addition, when a rated value is set for the temperature time constant, it is possible to provide qualitative information as to whether or not the reactor temperature is likely to change by comparing with the rated value.
[0057]
In this embodiment, a monitoring means for displaying a control system adjustment index is provided. The control system adjustment index display unit 3020 displays information on how much gain adjustment of the reaction temperature control function 200 is performed. For example, in the case of FIG. 10, if K1 / K0 = 0.8, information indicating that the control gain is adjusted to 80% of the initial setting is shown. Since the monitoring means for displaying the control system adjustment index is provided, this index can be easily monitored.
[0058]
FIG. 14 shows a control system configuration as a comparative technique example. A difference from FIG. 1 is a reaction temperature feedback control system 210. In this example, the jacket inlet temperature set value (S200) is determined so as to reduce the deviation between the target temperature (S300) and the reaction temperature (S30). The control system 210 does not have a function of referring to the raw material charging information, and the control gain is fixed.
[0059]
FIG. 15 shows changes in reaction temperature when two kinds of raw material charging are added. In the upper graph, the addition of (S100A) and (S100B) is shown. In (S100B), preparation addition is performed twice to increase 0 → WB1 → WB2. As for the heat capacity, (S100B) is small as in the case of FIG.
[0060]
As a result of the execution of the prescription, a change in the reaction temperature occurs as shown in the lower graph due to the second addition of (S100B). In this case, the conventional control system requires adjustment of the control system by the operator.
[0061]
FIG. 16 shows a reaction temperature control system operation according to an embodiment of the present invention. As shown in the middle graph, the parameter calculation means 1000 shows that the reactor temperature characteristic is reduced from KA1 to KB2 by the second charge (S100B) from the change in the reactor temperature characteristic parameter. This indicates that the temperature change of the reactor 10 has been accelerated. Based on this result, the control gain of the reaction temperature control function 200 is adjusted to achieve control stability. As a specific example, the above-described proportional gain K1 is set to K1 ← (KB2 / KA1) × K1 (6).
Or, based on the default value,
K1 ← (KB2 / K0) × K1 (7)
Adjust to lower the sensitivity. As a result, the change in the jacket inlet temperature setting value, which is the operation amount, can be suppressed and the reaction temperature can be stabilized.
[0062]
As mentioned above, although one Example of this invention was shown, the above-mentioned reaction temperature control function 200 is not limited to a proportional product calculation, For example, it is applicable also by model-based predictive control. In this case, a parameter for adjusting the closed loop sensitivity characteristic of the feedback control system is necessary.
[0063]
According to this example, in adjusting the reactor temperature control system, the temperature characteristics of the reactor are estimated from the charged data according to the progress of the recipe, and the parameters of the reaction temperature control system are adjusted based on the results. Regardless of the type of recipe, the reactor temperature control system can be adjusted easily and stably. Moreover, automation becomes easy.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a product is produced using a reactor with a chemical reaction, a reactor temperature control system capable of easily and stably adjusting the reactor temperature control system regardless of the type of formulation. An adjustment method and an adjustment device for a reactor temperature control system can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a reaction temperature control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an outline of a reaction temperature control function in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows an example of a flowchart of a reaction temperature control function in one embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows an example of a reaction temperature database in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows an example of a prescription database in one embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows an example of a design database in one embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows an outline of a parameter calculation function in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows an example of a flowchart of a parameter calculation function in one embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows an example of a time change of a reactor temperature characteristic parameter in one embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows an example of a time change of a reactor temperature characteristic parameter in one embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows an example of a time change of a reactor temperature characteristic parameter in one embodiment of the present invention.
FIG. 12 shows an example of a reaction temperature control system adjusting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows an example of a monitoring screen of the adjusting device of the reaction temperature control system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 14 shows an example of a conventional reactor temperature control system.
FIG. 15 shows an example of a change in raw material charge and a time change in reaction temperature by a conventional reactor temperature control system.
FIG. 16 shows an example of changes in raw material charge, reactor temperature characteristic parameters, and reaction temperature over time when the reaction temperature control system adjustment method according to one embodiment of the present invention is used.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Reactor, 20 ... Jacket, 30 ... Reactor thermometer, 40 ... Jacket inlet thermometer, 50 ... Jacket circulation pump, 60 ... Jacket outlet thermometer, 70 ... Valve (70H = hot water, 70C = cold water), 80 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Split range, 90 ... Jacket temperature controller, 100 ... Raw material supply valve, 200 ... Reaction temperature control function, 300 ... Reaction temperature database, 400 ... Prescription database, 500 ... Design database, 1000 ... Parameter calculation function.

Claims

A method for adjusting a reactor temperature control system for controlling a reaction temperature of a reactor with a chemical reaction, wherein the temperature characteristic of the reactor is estimated based on a prescription performed for the chemical reaction, and the estimated temperature characteristic And adjusting the temperature control system of the reactor based on the method.

The method for adjusting a reactor temperature control system according to claim 1,
When the temperature time constant, which is the temperature characteristic of the reactor, increases, the closed-loop sensitivity of the reaction temperature control system is lowered, and when the temperature time constant decreases, the closed-loop sensitivity of the reaction temperature control system is increased. And adjusting a parameter of the reaction temperature control system.

An apparatus for adjusting a reactor temperature control system for controlling a reaction temperature of a reactor with a chemical reaction, a means for calculating a temperature characteristic of the reactor based on a prescription performed for the chemical reaction, and a calculated An apparatus for adjusting a reactor temperature control system, comprising means for adjusting the temperature control system of the reactor based on temperature characteristics.

In the reactor temperature control system adjusting device according to claim 3,
The reactor temperature control system adjusting device is characterized in that the means for calculating the temperature characteristic of the reactor comprises means for calculating a reactor temperature change time constant with respect to an external temperature change.

In the reactor temperature control system adjusting device according to claim 3,
An apparatus for adjusting a reactor temperature control system, wherein the means for adjusting the temperature control system of the reactor comprises means for adjusting a parameter of the reaction temperature control system.

In the reactor temperature control system adjusting device according to claim 3,
An apparatus for adjusting a reactor temperature control system, comprising monitoring means for displaying a reactor temperature characteristic and a control system adjustment index.

In the reactor temperature control system adjusting device according to claim 3,
An apparatus for adjusting a reactor temperature control system, comprising means for adjusting a closed loop sensitivity of the reaction temperature control system according to a change in a temperature time constant which is a temperature characteristic of the reactor.