RU2005726C1 - Method for automatic control of the process of preparing hydrocarbon blend in the synthetic rubber manufacture - Google Patents
Method for automatic control of the process of preparing hydrocarbon blend in the synthetic rubber manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2005726C1 RU2005726C1 SU5050472A RU2005726C1 RU 2005726 C1 RU2005726 C1 RU 2005726C1 SU 5050472 A SU5050472 A SU 5050472A RU 2005726 C1 RU2005726 C1 RU 2005726C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- ratio
- preparation
- blend
- intermediate tank
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов получения синтетических каучуков и может быть использовано в химической промышленности, например, в производстве низкомолекулярного дивинилпипериленового каучука СКДП-Н. The invention relates to the field of automation of technological processes for the production of synthetic rubbers and can be used in the chemical industry, for example, in the production of low molecular weight divinylpiperylene rubber SKDP-N.
Известен способ автоматического управления процессом приготовления углеводородной шихты в производстве синтети- ческого каучука путем измерения концентрации мономера в шихте, расхода шихты, регулирования расходов мономера в возвратной фракции на приготовление шихты, определения по заданной концентрации мономера в шихте заданного соотношения расходов мономера и возвратной фракции на приготовление шихты, коррекции указанного соотношения по отклонению фактической концентрации мономера в шихте от заданного значения и воздействия на расходы мономера и возвратной фракции в зависимости от расхода шихты и скорректированного заданного соотношения расходов мономера и возвратной фракции. A known method for automatically controlling the process of preparing a hydrocarbon charge in the production of synthetic rubber by measuring the concentration of monomer in the charge, charge consumption, regulating the flow of monomer in the return fraction for the preparation of the charge, determining from a given concentration of monomer in the charge a predetermined ratio of the flow rate of the monomer and return fraction for cooking charge, correction of the specified ratio by the deviation of the actual concentration of monomer in the charge from the set value and the impact on the costs of the monomer and the return fraction depending on the charge consumption and the adjusted predetermined ratio of the costs of the monomer and return fraction.
В данном способе при формировании управляющих воздействий регуляторам расхода мономера и возвратной фракции на приготовление шихты не учитывается и не регулируется уровень шихты в промежуточной емкости для хранения шихты и уровень возвратной фракции в буферной емкости. Известный способ не предусматривает также регулирование соотношения мономеров в шихте, а предусматривает воздействие на расход только одного мономера. In this method, when forming control actions for the monomer and return fraction flow controllers on the charge preparation, the charge level in the intermediate charge storage tank and the return fraction level in the buffer tank are not taken into account and are not regulated. The known method also does not provide for the regulation of the ratio of monomers in the charge, but provides for the impact on the flow rate of only one monomer.
В известном способе не предусмотрена также корректировка заданного соотношения концентрации мономеров в шихте и заданного соотношения концентрации растворителя и мономеров в шихте, что ухудшает точность регулирования состава шихты при подаче на приготовление шихты двух или более мономеров. The known method also does not provide for the adjustment of a predetermined ratio of the concentration of monomers in a charge and a predetermined ratio of the concentration of solvent and monomers in a charge, which impairs the accuracy of controlling the composition of the charge when two or more monomers are fed to the preparation of the charge.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ автоматического управления процессом приготовления углеводородной шихты в производстве синтетического каучука путем автоматического контроля состава шихты, измерения расхода мономера и возвратной фракции на приготовление шихты, уровня очищенной возвратной фракции в буферной емкости, регулирования раcходов мономеров и возвратной фракции на приготовление шихты, изменения управляющих воздействий регуляторам расходов мономера и возвратной фракции в зависимости от уровня очищенной возвратной фракции в буферной емкости и состава шихты. The closest in technical essence to the present invention is a method for automatically controlling the process of preparing a hydrocarbon charge in the production of synthetic rubber by automatically controlling the composition of the charge, measuring the flow rate of the monomer and the return fraction for the preparation of the charge, the level of the purified return fraction in the buffer tank, controlling the consumption of monomers and return fraction on the preparation of the mixture, changes in the control actions of the flow control monomer and return fraction depending on the level of the purified return fraction in the buffer tank and the composition of the charge.
В известном способе при формировании управляющих воздействий не учитывается и не регулируется уровень шихты в промежуточной емкости, а также не предусматривается регулирование соотношения мономеров в шихте. In the known method, when forming control actions, the charge level in the intermediate tank is not taken into account and is not regulated, and the ratio of monomers in the charge is not provided for.
В известном способе предусмотрено воздействие на расход только одного мономера и не предусмотрена корректировка заданного соотношения концентрации мономеров в шихте и заданного соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте, что ухудшает точность регулирования состава шихты при подаче на приготовление шихты двух или более мономеров и в конечном итоге отрицательно сказывается на качестве получаемого каучука. The known method provides for the effect on the flow rate of only one monomer and does not provide for the adjustment of the given ratio of the concentration of monomers in the charge and the given ratio of the concentrations of solvent and monomers in the mixture, which impairs the accuracy of the regulation of the composition of the charge when two or more monomers are fed to the preparation of the mixture and ultimately negatively affects the quality of the resulting rubber.
Известный способ управления не предусматривает измерение и регулирование расхода растворителя на приготовление шихты, формирование управляющего воздействия регулятору расхода растворителя на приготовление шихты. The known control method does not provide for the measurement and regulation of the flow rate of the solvent for the preparation of the charge, the formation of the control action of the flow rate controller of the solvent for the preparation of the charge.
Кроме того, в тех случаях, когда на приготовление шихты подают не один, а два или более мономеров, то целесообразно в качестве промежуточной регулируемой величины использовать не соотношение расходов мономера и возвратной фракции, а соотношение расходов каждого из потоков и расхода шихты, т. е. соотношение расходов возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость и соотношение расходов растворителя на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость. In addition, in cases where not one, but two or more monomers are fed to the preparation of the charge, it is advisable to use not the ratio of the monomer and return fractions as the intermediate controlled variable, but the ratio of the costs of each of the flows and the charge consumption, i.e. the ratio of the costs of the return fraction for the preparation of the charge and the charge in the intermediate tank, the ratio of the costs of the first monomer for the preparation of the charge and the charge in the intermediate tank, the ratio of the costs of the second monomer for the preparation ihty and charge in the intermediate tank and the ratio of solvent cost of preparing the charge and the charge in the intermediate tank.
Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу автоматического управления процессом приготовления углеводородной шихты в производстве синтетического каучука, например низкомолеку- лярного дивинилпипериленового каучука СКДП-Н, заключающемуся в автоматическом контроле состава шихты, измерении расходов мономеров и возвратной фракции на приготовление шихты, уровня очищенной возвратной фракции в буферной емкости, регулировании расходов мономера и возвратной фракции на приготовление шихты, изменении управляющих воздействий регуляторам расхода мономера и возвратной фракции в зависимости от уровня очищенной возвратной фракции в буферной емкости и состава шихты, дополнительно измеряют уровень шихты в промежуточной емкоcти, измеряют и регулируют расход растворителя на приготовление шихты, определяют заданное значение расхода шихты в промежуточную емкость в зависимости от расхода шихты на полимеризацию и уровня шихты в промежуточной емкости, определяют соотношение концентрации мономеров в шихте, определяют соотношение концентраций растворителя и мономеров в шихте. Определяют по расходам очищенной возвратной фракции, первого мономера, второго мономера и растворителя на приготов- ление шихты соотношение расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточ- ную емкость и соотношение расходов растворителя на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость. The essence of the invention lies in the fact that according to the method for automatically controlling the process of preparing a hydrocarbon charge in the production of synthetic rubber, for example, low molecular weight divinylpiperylene rubber SKDP-N, which consists in automatically controlling the composition of the charge, measuring the consumption of monomers and the return fraction for preparing the charge, the level of purified return fractions in the buffer tank, regulating the flow rates of the monomer and the return fraction for the preparation of the mixture, changing the control effect depending on the level of the purified return fraction in the buffer tank and the composition of the charge, they additionally measure the charge level in the intermediate tank, measure and regulate the solvent flow rate for preparing the charge, determine the set value of the charge flow into the intermediate tank, depending on the flow rate charge for polymerization and the level of the charge in the intermediate tank, determine the ratio of the concentration of monomers in the charge, determine the ratio of the concentrations of solvent and mono jers in the charge. The ratio of the costs of the purified return fraction for the preparation of the charge and the charge to the intermediate tank, the ratio of the costs of the first monomer for the preparation of the charge and the charge to the intermediate tank, the ratio of the costs of the second monomer are determined by the costs of the purified return fraction, the first monomer, the second monomer and the solvent for preparing the charge on the preparation of the charge and charge into the intermediate tank and the ratio of solvent consumption for the preparation of the charge and charge into the intermediate tank.
Определяют заданное значение соотношения расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежу- точную емкость по начальному значению этого соотношения и уровню очищенной возвратной фракции в буферной емкости. Формируют управляющее воздействие регулятору расхода второго мономера в зависимости от значения соотношения расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, заданного значения этого соотношения и заданного значения расхода шихты в промежу- точную емкость. The predetermined ratio of the flow rates of the second monomer for the preparation of the charge and the charge into the intermediate tank is determined from the initial value of this ratio and the level of the purified return fraction in the buffer tank. A control action is generated for the flow rate regulator of the second monomer depending on the value of the ratio of the flow rates of the second monomer on the preparation of the charge and the charge into the intermediate tank, the set value of this ratio and the set value of the charge flow into the intermediate tank.
Корректируют заданное значение соотношения концентраций мономеров в шихте и заданное значение соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте в зависимости от отклонений их текущих значений от заданных оператором-технологом. The set value of the ratio of the concentration of monomers in the mixture and the set value of the ratio of the concentrations of solvent and monomers in the mixture are adjusted depending on the deviations of their current values from those set by the operator-technologist.
Определяют заданное значение соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость по скорректированному заданному значению соотношения концентраций мономеров в шихте и скорректированному заданному значению соотношения концентрации растворителя и мономеров в шихте. The set value of the ratio of the costs of the purified return fraction for the preparation of the mixture and the mixture into the intermediate tank is determined from the adjusted set value of the ratio of the concentration of monomers in the mixture and the adjusted set value of the ratio of the concentration of solvent and monomers in the mixture.
Определяют заданное значение соотношение расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежу- точную емкость по скорректированному заданному значению соотношения концентраций мономеров в шихте, скорректиро- ванному заданному значению соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте и заданному значению соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость. Determine the set value of the ratio of the first monomer to prepare the mixture and the mixture into the intermediate tank using the adjusted set value of the ratio of monomer concentrations in the mixture, the adjusted set value of the ratio of solvent to monomer concentrations in the mixture and the set value of the ratio of the purified return fraction to the charge and charge into the intermediate tank.
Определяют заданное значение соотношения расходов растворителя на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость по скорректированному заданному значению соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте, заданному значению соотношения расходов возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость. The predetermined value of the ratio of the costs of the solvent for the preparation of the charge and the mixture into the intermediate tank is determined by the adjusted set value of the ratio of the concentrations of the solvent and the monomers in the charge, the set value of the ratio of the costs of the return fraction for the preparation of the mixture and the charge into the intermediate tank.
Формируют управляющее воздействие регулятору расхода очищенной возвратной фракции на приготовление шихты в зависимости от значения соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, заданного значения этого соотношения и заданного значения расхода шихты в промежуточную емкость. A control action is formed for the flow regulator of the purified return fraction on the preparation of the charge, depending on the value of the ratio of the costs of the purified return fraction on the preparation of the charge and the charge in the intermediate tank, the set value of this ratio and the target value of the charge in the intermediate tank.
Формируют управляющее воздействие регулятору расхода первого мономера на приготовление шихты в зависимости от значения соотношения расходов первого мономера на приготовления шихты и шихты в промежуточную емкость, заданного значения этого соотношения и заданного значения расхода шихты в промежуточную емкость. The control action of the flow rate controller of the first monomer on the preparation of the charge is formed depending on the ratio of the flow rates of the first monomer for the preparation of the charge and the charge into the intermediate tank, the set value of this ratio and the target value of the charge to the intermediate tank.
Формируют управляющее воздействие регулятору расхода растворителя на приготовление шихты в зависимости от значения соотношения расходов растворителя на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость и заданного значения этого соотношения и заданного значения расхода шихты в промежуточную емкость. The control action of the solvent flow regulator on the preparation of the charge is formed depending on the value of the ratio of the solvent consumption on the preparation of the charge and the charge into the intermediate tank and the set value of this ratio and the set value of the charge flow into the intermediate tank.
Совокупность новых приемов регулирования, в сочетании с известными, обеспечивает повышение точности автоматического регулирования состава шихты (соотношения концентраций мономеров в шихте и соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте) и снижение затрат на получение тонны каучука. Это происходит по следующим причинам. The combination of new control methods, in combination with the known ones, provides an increase in the accuracy of automatic control of the composition of the mixture (the ratio of the concentrations of monomers in the mixture and the ratio of the concentrations of solvent and monomers in the mixture) and a reduction in the cost of producing a ton of rubber. This occurs for the following reasons.
Измерение и регулирование уровня шихты в промежуточной емкости дает возможность системе управления оперативно реагировать на изменение этого уровня и не допускать больших отклонений уровня шихты в ту или другую сторону. Measurement and regulation of the charge level in the intermediate tank enables the control system to quickly respond to changes in this level and prevent large deviations of the charge level in one direction or another.
Это, с одной стороны, обеспечивает запас по управлению, т. е. возможность изменения расходов очищенной возвратной фракции, мономеров, растворителя, расхода шихты на полимеризацию как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. This, on the one hand, provides a reserve for management, i.e., the possibility of changing the costs of the purified return fraction, monomers, solvent, and the charge consumption for polymerization both in the direction of decreasing and increasing.
С другой стороны, поддерживанием уровня в заданных пределах достигается исключение таких ситуаций, когда происходит переполнение или опорожнение емкости. Такие ситуации приводили бы к резким изменениям указанных расходов или к останову процесса полимеризации. И то, и другое отрицательно скажется на точности регулирования состава шихты и приведет к увеличению затрат на получение тонны каучука. On the other hand, by maintaining the level within predetermined limits, the exclusion of such situations when overfilling or emptying of the tank occurs is achieved. Such situations would lead to sharp changes in these costs or to a halt in the polymerization process. Both that and another negatively affect the accuracy of regulation of the composition of the mixture and will lead to an increase in the cost of obtaining a ton of rubber.
Предлагаемый способ автоматического управления предусматривает корректировку заданного соотношения концентрации мономеров в шихте и заданного соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте, что существенно улучшает точность регулирования состава шихты при подаче на приготовление шихты двух или более мономеров и в конечном итоге положительно сказывается на качество получаемого каучука. Это происходит потому, что в этом случае при отклонении от заданного значения соотношения концентраций мономеров в шихте произойдет изменение (см. формулу 19 и 20) заданного значения соотношения расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость (Sдшз), а также заданного значения соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость (Sвшз). А так как определение соотношений Sдшз, Sвшз осуществляется на основе материального баланса узла приготовления шихты, то выполнение корректировки приведет к устранению отклонения, причем это произойдет оптимальным образом.The proposed automatic control method involves adjusting the predetermined ratio of the concentration of monomers in the mixture and the predetermined ratio of the concentrations of solvent and monomers in the mixture, which significantly improves the accuracy of regulation of the composition of the mixture when two or more monomers are fed to the preparation of the mixture and ultimately positively affects the quality of the rubber obtained. This is because, in this case, when the ratio of the monomer concentrations in the charge deviates from the set value, the set value of the ratio of the first monomer consumption for the preparation of the charge and the charge into the intermediate tank (S dhz ), as well as the specified the value of the ratio of the costs of the purified return fraction for the preparation of the charge and the charge in the intermediate tank (S VSHZ ). And since the determination of the ratios S dhz , S hsh is based on the material balance of the mixture preparation unit, the adjustment will eliminate the deviation, and this will happen in an optimal way.
Аналогичным образом осуществляется корректировка заданного соотношения концентраций растворителя (Sтшз) и мономеров в шихте. В этом случае изменение коснется не только соотношения Sтшз, но и Sвшз, Sдшз(формулы 19, 20, 21).Similarly, the correction of the specified ratio of the concentration of solvent (S W ) and monomers in the charge is carried out. In this case, the change will affect not only the relation S w3w , but also S w3w , S w3w (
Предлагаемый способ управления предусматривает также измерение и регулирование расхода растворителя на приготовление шихты и формирование управляющего воздействия регулятору расхода растворителя на приготовление шихты, что и обеспечивает возможность изменения соотношения Sтшз.The proposed control method also provides for the measurement and regulation of the solvent flow rate for the preparation of the charge and the formation of the control action of the solvent flow rate regulator for the preparation of the charge, which makes it possible to change the ratio S tf .
В качестве промежуточной величины в предлагаемом способе управления используется не отношение расходов мономера и очищенной возвратной фракции, а соотношения расходов каждого из потоков и расхода шихты, т. е. соотношение расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость и соотношение расходов растворителя на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость. Эти соотношения более стабильные, чем, например, соотношение расходов мономера и очищенной возвратной фракции, и в большей степени зависят от регулируемых величин - от соотношения концентраций мономеров в шихте и соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте. As an intermediate value in the proposed control method, it is not the ratio of the costs of the monomer and the purified return fraction, but the ratio of the costs of each of the flows and the charge rate, i.e., the ratio of the costs of the purified return fraction for the preparation of the charge and the charge into the intermediate tank, the ratio of the costs of the first monomer for the preparation of a charge and a charge in an intermediate tank, the ratio of the costs of the second monomer for the preparation of a mixture and a charge in an intermediate tank and a ratio of the solvent on the preparation of the mixture and the mixture in the intermediate tank. These ratios are more stable than, for example, the ratio of the flow rates of the monomer and the purified return fraction, and to a greater extent depend on the regulated values - on the ratio of the concentrations of monomers in the charge and the ratio of the concentrations of solvent and monomers in the charge.
Сущность изобретения поясняется примером его выполнения и чертежом, на котором изображена система, реализующая данный способ автоматического управления. The invention is illustrated by an example of its implementation and the drawing, which shows a system that implements this method of automatic control.
На схеме показаны: смеситель 1, промежуточная емкость 2 для хранения шихты, насос 3, технологический узел 4 полимеризации и дегазации, ректификационная колонна 5, буферная емкость 6 для хранения возвратной фракции, насос 7, управляющий вычислительный комплекс (УВК) 8, датчик 9 уровня шихты в промежуточной емкости 2, датчик 10 расхода шихты на полимеризацию, хроматограф 11, датчик 12, регулятор 13 и клапан 14 для регулирования расхода возвратной фракции на приготовление шихты, датчик 15, регулятор 16 и клапан 17 для регулирования расхода растворителя на приготовление шихты, датчик 18, регулятор 19 и клапан 20 для регулирования расхода первого мономера (дивинила) на приготовление шихты, датчик 21, регулятор 22 и клапан 23 для регулирования расхода второго мономера (пиперилена) на приготовление шихты и датчик 24 уровня возвратной фракции в буферной емкости 6. The diagram shows: a mixer 1, an
На приготовление шихты подают четыре потока: поток возвратной фракции (неочищенной) от узла полимеризации и дегазации 4, поток первого мономера (дивинила), поток второго мономера (пиперилена), поток растворителя (толуола). Four streams are fed to the preparation of the charge: the stream of the return fraction (crude) from the polymerization and degassing
Очищенную возвратную фракцию, первый мономер и растворитель подают на безобъемный смеситель 1. Второй мономер подают в ректификационную колонну 5. В эту колонну подают также возвратную фракцию от узла полимеризации и дегазации, В колонне 6 происходит очистка (регенерация) возвратной фракции и очистка второго мономера. Очищенную возвратную фракцию, содержащую растворитель, первый и второй мономеры, небольшое количество примесей, подают из колонны 5 в буфеpную емкость 6. The purified return fraction, the first monomer and solvent are fed to a volumetric mixer 1. The second monomer is fed to the
Очищенную возвратную фракцию из буферной емкости 6 насосом 7 подают в смеситель 1, в который подают также первый мономер и растворитель. The purified return fraction from the
В отдельных случаях может быть применена схема, в которой предусмотрена подача второго мономера не в ректифика- ционную колонну 5, а в безобъемный смеситель 1. Предлагаемый способ автоматического управления может быть применен при этом без изменений. In some cases, a scheme can be applied in which the second monomer is supplied not to
Приготовленная углеводородная шихта поступает из смесителя 1 в промежуточную емкость 2, откуда насосом 3 ее подают на узел 4 полимеризации и дегазации, где получают готовую продукцию - синтетический каучук. The prepared hydrocarbon mixture flows from the mixer 1 into the
Способ автоматического управления процессом приготовления углеводородной шихты в производстве синтетического каучука осуществляют следующим образом. A method for automatically controlling the process of preparing a hydrocarbon charge in the production of synthetic rubber is as follows.
С помощью хроматографа 11 осуществляют хроматографический анализ углеводородной шихты. Отбор пробы на хроматографических анализ производят после смесителя 1. По результатам хроматографического анализа шихты определяют концентрации мономеров в шихте и концентрацию растворителя в шихте. Using chromatograph 11, chromatographic analysis of the hydrocarbon charge is carried out. Sampling for chromatographic analysis is carried out after mixer 1. According to the results of chromatographic analysis of the mixture, the concentration of monomers in the mixture and the concentration of solvent in the mixture are determined.
Измеряют расходы мономеров и очищенной возвратной фракции на приготовление шихты, уровень очищенной возвратной фракции в буферной емкости 6, расход шихты на полимеризацию. Регулируют расходы мономера и возвратной фракции на приготовление шихты. The flow rates of monomers and the purified return fraction for the preparation of the charge, the level of the purified return fraction in the
Дополнительно измеряют уровень шихты в промежуточной емкости 2, расход шихты на полимеризацию, измеряют и регулируют расход растворителя на приготовление шихты. Additionally measure the level of the charge in the
Определяют заданное значение расхода шихты в промежуточную емкость 2 (Fшзi) в зависимости от расхода шихты на полимеризацию и уровня шихты в промежуточной емкости 2:
E2i = H2i - H2з (1)
Fшзi=
где Fшпi - расход шихты на полимеризацию, кг/ч; Δ2 - зона свободного изменения уровня шихты в емкости 2, % ; в этой зоне работает регулятор уровня с заниженными настройками;
H2i, H2з - текущее и заданное значение уровня в промежуточной емкости 2, % ; E2i - рассогласование между текущим и заданным значением уровня в промежуточной емкости 2, % ;
Δt - дискретность формирования и выдачи управляющих воздействий, ч;
К1, К2, К3, К4 - настоечные параметры.Determine the set value of the charge flow into the intermediate tank 2 (F si ) depending on the charge consumption for polymerization and the charge level in the intermediate tank 2:
E 2i = H 2i - H 2з (1)
F wzi =
where F spi - charge consumption for polymerization, kg / h; Δ 2 - zone of free change in the level of the charge in the
H 2i , H 2z - current and set value of the level in the
Δt - discreteness of the formation and issuance of control actions, h;
K 1 , K 2 , K 3 , K 4 - tincture parameters.
Определяют соотношение концентраций мономеров в шихте и соотношение концентраций растворителя (толуола) и мономеров в шихте;
Kдпi= , (4)
Kтмi= , (5) где Сд, Сп, Ст - соответственно концентрация первого мономера (дивинила), второго мономера (пиперилена), растворителя (толуола) в шихте, масс доли; Кдпi - соотношение концентраций мономеров в шихте;
Ктмi - соотношение концентраций растворителей и мономеров в шихте.Determine the ratio of the concentrations of monomers in the mixture and the ratio of the concentrations of solvent (toluene) and monomers in the mixture;
K dpi = , (4)
K tmi = , (5) where С d , С p , С t are respectively the concentration of the first monomer (divinyl), the second monomer (piperylene), solvent (toluene) in the charge, mass fraction; To dpi - the ratio of the concentrations of monomers in the mixture;
To tmi - the ratio of the concentrations of solvents and monomers in the mixture.
Определяют по расходам очищенной возвратной фракции, первого мономера, второго мономера и растворителя на приготовление шихты соотношение расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, соотношение расходов растворителя на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость:
Sвшi= , (6)
Sдшi= , (7)
Sпшi= , (8)
Sтшi= , (9) где Fвi - текущее значение расхода возвратной фракции на приготовление шихты, кг/ч;
Fдi - текущее значение расхода первого мономера (дивинила) на приготовление шихты, кг/ч;
Fпi - текущее значение расхода второго мономера (пиперилена) в ректификационную колонну (на приготовление шихты), кг/ч; Fтi - текущее значение расхода растворителя (толуола) на приготовление шихты, кг/ч.The ratio of the costs of the purified return fraction for the preparation of the charge and the charge to the intermediate tank, the ratio of the costs of the first monomer for the preparation of the charge and the charge to the intermediate tank, the ratio of the costs of the second monomer for preparation charge and charge into an intermediate tank, the ratio of solvent consumption for the preparation of a charge and charge into an intermediate tank:
S lsi = , (6)
S dshi = , (7)
S pshi = , (8)
S tshi = , (9) where F вi is the current value of the flow rate of the return fraction for the preparation of the mixture, kg / h;
F di - the current value of the flow rate of the first monomer (divinyl) for the preparation of the mixture, kg / h;
F pi - the current value of the flow rate of the second monomer (piperylene) into the distillation column (for the preparation of the charge), kg / h; F ti - the current value of the consumption of solvent (toluene) for the preparation of the mixture, kg / h
Определяют заданное значение соотношения расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежу- точную емкость по начальному значению этого соотношения и уровню очищенной возвратной фракции в буферной емкости 6;
H6 зi=
Sпшзi= sign E6i, где Н6i, H6зi - значение уровня возвратной фракции в буферной емкости и его заданное значение, % ;
Н6 min1, H6 max1 - минимальное и максимальное допустимые значения уровня, при нарушении которых включается регулятор уровня в буферной емкости, % ; E6i - рассогласование между значением уровня возвратной фракции в буферной емкости 6 и его заданным значением, % ; Snшзо, Snшзi - начальное и заданное значение соотношений расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость 2; К5, К6, К7 - настроечные параметры.A predetermined value of the ratio of the flow rates of the second monomer for preparing the charge and the charge into the intermediate tank is determined from the initial value of this ratio and the level of the purified return fraction in the
H 6 zi =
S pshzi = sign E 6i , where H 6i , H 6i - the level value of the return fraction in the buffer tank and its predetermined value,%;
H 6 min1 , H 6 max1 - the minimum and maximum permissible level values, in violation of which the level controller in the buffer tank is switched on,%; E 6i - the mismatch between the value of the level of the return fraction in the
Причем второй мономер, необходимый для приготовления шихты, подается в большинстве случаев не в безобъемный смеситель 1, аналогично другим компонентам шихты, а на вход ректификационной колонны 5. Moreover, the second monomer, necessary for the preparation of the mixture, is supplied in most cases not to the volumeless mixer 1, similarly to other components of the mixture, but to the input of the
Формируют управляющее воздействие регулятору расхода второго мономера в зависимости от значения соотношения расходов второго мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость 2, заданного значения этого соотношения и заданного значения расхода шихты в промежуточную емкость 2:
Fпзi= Sпшзi·Fшзi+K8(Sпшi-Sпшзi)+ K9(Sпшi-Sпшзi)Δt , (16) где Sпшi, Sпшзi - соотношение расходов возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость 2 и его заданное значение;
Fшзi - заданное значение расхода шихты в промежуточную емкость 2, кг/ч; К8, К9 - настроечные параметры;
Δt - дискретность формирования управляющего воздействия, ч.The control action of the flow rate controller of the second monomer is formed depending on the value of the ratio of the flow rates of the second monomer to the preparation of the charge and the charge into the
F pzi = S psci · F szi + K 8 (S psci -S pscci ) + K 9 (S psci -S psczi ) Δt, (16) where S psci , S pscci - the ratio of the costs of the return fraction for the preparation of the charge and charge in the
F Шзi - set value of the charge flow into the
Δt - discreteness of the formation of the control action,
Корректируют заданное значение соотношения концентраций мономеров в шихте и заданное значение соотношения концентраций растворителя (толуола) и мономеров в шихте в зависимости от отклонений их текущих значений от заданных оператором-технологом:
K
K
Кдпз оп - заданное оператором-технологом значение соотношения концентраций мономеров в шихте;
Кдпзо - начальное заданное значение соотношения концентраций мономеров в шихте; Кдпзi c - скорректированное заданное значение соотношения концентраций мономеров в шихте, К10, К11, К12, К13 - настроечные параметры.The set value of the ratio of the concentrations of monomers in the mixture and the set value of the ratio of the concentrations of the solvent (toluene) and the monomers in the mixture are adjusted depending on the deviations of their current values from those set by the operator-technologist:
K
K
To DPZ op - set by the operator-technologist value of the ratio of the concentration of monomers in the mixture;
To DLO - the initial set value of the ratio of the concentrations of monomers in the mixture; K dpi c - the adjusted set value of the ratio of monomer concentrations in the charge, K 10 , K 11 , K 12 , K 13 - tuning parameters.
Определяют заданное значение соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость по скорректированному заданному значению соотношения концентраций мономеров в шихте, скорректированному заданному значению соотношения концентрации растворителя и мономеров в шихте:
Sвшзi= (19) где Спв - концентрация второго мономера в очищенной возвратной фракции (принимается постоянной), масс. доли;
Сх - концентрация примесей в углеводородной шихте, масс. доли.Determine the set value of the ratio of the costs of the purified return fraction for the preparation of the mixture and the mixture into an intermediate tank according to the adjusted set value of the ratio of the concentration of monomers in the mixture, the adjusted set value of the ratio of the concentration of solvent and monomers in the mixture:
S vshi = (19) where C pv is the concentration of the second monomer in the purified return fraction (assumed constant), mass. shares;
C x is the concentration of impurities in the hydrocarbon charge, mass. share.
Определяют заданное значение соотношения расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежу- точную емкость по скорректированному заданному значению соотношения концентраций мономеров в шихте, скорректи- рованному заданному значению соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте, заданному значению соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость:
Sдшзi= _ Sвшзi (20) где Сдд - концентрация первого мономера в его потоке (принимается постоянной), масс. доли;
Сдв - концентрация первого мономера в очищенной возвратной фракции (принимается постоянной), масс. доли.Determine the set value of the ratio of the first monomer consumption for the preparation of the mixture and the mixture into the intermediate tank using the adjusted set value of the ratio of the monomer concentrations in the mixture, the adjusted set value of the ratio of the solvent and monomer concentrations in the mixture, the set value of the ratio of the purified return fraction consumption for the preparation of the mixture and charges in the intermediate tank:
S dhzi = _ S high school (20) where C dd is the concentration of the first monomer in its stream (assumed constant), mass. shares;
C dv is the concentration of the first monomer in the purified return fraction (assumed constant), mass. share.
Определяют заданное значение соотношения расходов растворителя (толуола) на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость 2 по скорректированному заданному значению соотношения концентраций растворителя (толуола) и мономеров (дивинила и пиперилена) в шихте, заданному значению соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приго- товление шихты и шихты в промежуточную емкость 2:
Sтшзi= -Sвшзi·Cтв , (21) где Ств - концентрация растворителя в возвратной фракции (принимается постоянной), масс. доли.Determine the set value of the ratio of the flow rate of the solvent (toluene) for the preparation of the charge and the mixture into the
S tshzi = -S vshzi · C tv , (21) where C tv is the concentration of solvent in the return fraction (assumed constant), mass. share.
Формулы для определения заданного значения соотношения расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, заданного значения соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, а также заданное значение соотношения расходов растворителя на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость 2 получены путем преобразования и решения системы уравнений, составленной на основе уравнений материального баланса узла приготовления шихты. Эта система уравнений может быть представлена следующим образом:
Fтi + Fвi ˙Cтв = Fшi ˙ Cтi, (22)
Fдi ˙ Cдд + Fвi ˙ Cдв = Fшi ˙ Cдi, (23)
Fвi ˙ Cпв = Fшi ˙Cпi, (24)
Стi + Cдi + Cпi + Схi = 1, (25)
(26)
, (27)
Sтшi= , (28)
Sвшi= , (29)
Формируют управляющее воздействие регулятору расхода очищенной возвратной фракции на приготовление шихты в зависимости от значения соотношения расходов очищенной возвратной фракции на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость 2 заданного значения этого соотношения и заданного значения расхода шихты в промежуточную емкость 2:
Fвзi= Fвшзi·Fшзi+K14(Sвшi-Sвшзi)+ K15(Sвшi-Sвшзi)Δt , (30) где К14, К15 - настроечные коэффициенты.Formulas for determining the set value of the ratio of the flow rates of the first monomer for the preparation of the charge and the charge in the intermediate tank, the set value for the ratio of the costs of the purified return fraction for the preparation of the mixture and the charge in the intermediate tank, as well as the set value of the ratio of the solvent consumption for the preparation of the mixture and the charge in the
F + F Bi Ti ˙C tv = F shi ˙ C Ti (22)
F di ˙ C dd + F bi ˙ C dv = F wi ˙ C di , (23)
Bi F ˙ C nB = F shi ˙C pi, (24)
C ti + C di + C pi + C xi = 1, (25)
(26)
, (27)
S tshi = , (28)
S lsi = , (29)
The control action of the flow regulator of the purified return fraction on the preparation of the charge is formed, depending on the value of the ratio of the costs of the purified return fraction on the preparation of the charge and the charge in the
F vzi = F vshi · F szi + K 14 (S vshi -S vshzi ) + K 15 (S vshi -S vshzi) Δt, (30) where R 14, R 15 - tuning coefficients.
Формируют управляющее воздействие регулятору расхода первого мономера на приготовление шихты в зависимости от значения соотношения расходов первого мономера на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, заданного значения этого соотношения и заданного значения расхода шихты в промежуточную емкость 2:
Fдзi= Fдшзi·Fшзi+K16(Sдшi-Sдшзi)+ K17(Sдшi-Sдшзi)Δt , (31) где К16, К17 - настроечные коэффициенты.The control action of the flow rate controller of the first monomer on the preparation of the charge is formed depending on the ratio of the flow rates of the first monomer for the preparation of the charge and the charge in the intermediate tank, the set value of this ratio and the target value of the charge flow into the intermediate tank 2:
F dzi = F dszi · F szi + K 16 (S dshi -S dshzi ) + K 17 (S dshi -S dshzi ) Δt, (31) where K 16 , K 17 are tuning factors.
Формируют управляющее воздействие регулятору расхода растворителя на приготовление шихты в зависимости от значения соотношения расходов растворителя на приготовление шихты и шихты в промежуточную емкость, заданного значения этого соотношения и заданного значения расхода шихты в промежуточную емкость 2:
Fтзi= Fтшзi·Fшзi+K18(Sтшi-Sтшзi)+ K19(Sтшi-Sтшзi)Δt ,
(32) где К18, К19 - настроечные коэффициенты.Form the control action of the solvent flow regulator on the preparation of the charge, depending on the value of the ratio of the solvent consumption for the preparation of the charge and the charge in the intermediate tank, the set value of this ratio and the target value of the charge in the intermediate tank 2:
F tzi = F tszi · F szi + K 18 (S tshi -S tshzi ) + K 19 (S tshi -S tshzi ) Δt,
(32) where K 18 , K 19 are tuning factors.
Экспериментальная проверка предлагаемого способа автоматического управления, проведенная в производстве низкомо- лекулярного дивинилпипериленового каучука СКДП-Н подтвердила его эффективность. An experimental verification of the proposed automatic control method, carried out in the production of low molecular weight divinylpiperylene rubber SKDP-N, confirmed its effectiveness.
На данном объекте объем (вместимость) промежуточной емкости 2 для хранения шихты составляет 4м3, а объем буферной емкости для хранения возвратной фракции равен 10м3. Соотношение концентраций мономеров в шихте задавалось на уровне 0,5, в соотношение концентраций растворителя и мономеров в шихте - на уровне 0,2.At this facility, the volume (capacity) of the
Концентрация дивинила в потоке дивинила изменялась в пределах 92-95 % . Содержание дивинила, пиперилена и толуола в возвратной фракции колебалась соответственно в пределах: 5-10% , 57-73% , 16-30% . Пределы измерения расходов: дивинила (0-1552 кг/ч), пиперилена (0-1403 кг/ч), толуола (0-390 кг/ч), возвратной фракции (0-2350 кг/ч). The concentration of divinyl in the flow of divinyl varied in the range of 92-95%. The content of divinyl, piperylene and toluene in the return fraction varied respectively in the range: 5-10%, 57-73%, 16-30%. The limits of the measurement of expenses: divinyl (0-1552 kg / h), piperylene (0-1403 kg / h), toluene (0-390 kg / h), return fraction (0-2350 kg / h).
Точность автоматического регулирования соотношения концентраций мономеров в шихте и соотношения концентраций растворителя и мономеров в шихте повысилась соответственно с ±0,046 до ±0,021 и с ±0,057 до ± 0025. The accuracy of automatic control of the ratio of monomer concentrations in the mixture and the ratio of solvent and monomer concentrations in the mixture increased, respectively, from ± 0.046 to ± 0.021 and from ± 0.057 to ± 0025.
Результаты экспериментальной проверки подтвердили также снижение затрат на получение одной тонны каучука СКДП-Н за счет уменьшения расхода дивинила на 4,8 кг и расхода пиперилена на 9,6 кг на получение одной тонны каучука. The results of the experimental verification also confirmed the reduction in the cost of obtaining one ton of rubber SKDP-N by reducing the consumption of divinyl by 4.8 kg and the consumption of piperylene by 9.6 kg to produce one ton of rubber.
(56) Авторское свидетельство СССР N 979381, кл. С 08 F136/08, 1982. (56) Copyright certificate of the USSR N 979381, cl. C 08 F136 / 08, 1982.
Авторское свидетельство СССР N 1186622, кл. C 08 F 136/08, 1985. USSR copyright certificate N 1186622, cl. C 08 F 136/08, 1985.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5050472 RU2005726C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Method for automatic control of the process of preparing hydrocarbon blend in the synthetic rubber manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5050472 RU2005726C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Method for automatic control of the process of preparing hydrocarbon blend in the synthetic rubber manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005726C1 true RU2005726C1 (en) | 1994-01-15 |
Family
ID=21608402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5050472 RU2005726C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Method for automatic control of the process of preparing hydrocarbon blend in the synthetic rubber manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2005726C1 (en) |
-
1992
- 1992-07-01 RU SU5050472 patent/RU2005726C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
IE800062L (en) | Metering, controlling and blending liquid flows | |
RU2005726C1 (en) | Method for automatic control of the process of preparing hydrocarbon blend in the synthetic rubber manufacture | |
US3332856A (en) | Vapor pressure control process for a blended product stream | |
US3336205A (en) | Apparatus for the automatic control of a continuous distillation process | |
CN108415470A (en) | A kind of liquid level based on fuzzy system-flow nonlinear area control method | |
Rätzsch et al. | Computer simulation of complex multicomponent hydrocarbon distillation by continuous thermodynamics | |
SU857234A1 (en) | Method of oil emulsion settling process control | |
SU1029976A1 (en) | Method of automatic control of recification column | |
SU590964A1 (en) | Method of regulating obtaining filled stereoregular synthetic rubbers | |
SU1763445A1 (en) | Method for control over polymerization process | |
SU1004405A1 (en) | Method for controlling polymerization of butadiene | |
SU1107881A1 (en) | Apparatus for monitoring the process of rectification | |
SU865313A1 (en) | Method of automatic control of rectification process of mixture of close-boiling hydrocarbons | |
SU548766A1 (en) | Method of volume and weight dosing of mixture components | |
SU749851A1 (en) | Method of synthetic rubber production process control | |
RU2180452C2 (en) | Method of control over water degassing of isoprene rubber | |
SU719693A1 (en) | Method of automatically controlling hydraulic classification | |
JPH0468961B2 (en) | ||
SU1177306A1 (en) | Method of controlling process of synthetic rubber latex coagulation | |
RU2096448C1 (en) | Method of vodka production | |
SU732283A2 (en) | Method of polymer molecular-mass distribution control in polybutadiene acrylic latexes | |
SU717199A1 (en) | Pulp mass disintegration automatic control method | |
SU1627540A1 (en) | Process for controlling of butadiene solution polymerization | |
SU1118646A1 (en) | Method of automatic control of rubber aqueous degassing process | |
SU1084036A1 (en) | Method of automatic control of gas separation of pyrolysis products |