SU1036360A1

SU1036360A1 - Method of automatic control of continuous action reactor

Info

Publication number: SU1036360A1
Application number: SU823423184A
Authority: SU
Inventors: Юрий Ефимович Туровский; Михаил Михайлович Яковенко; Александр Григорьевич Долгий
Original assignee: Предприятие П/Я А-7815
Priority date: 1982-04-07
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1983-08-23

Abstract

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОРО РНУЛИРОВАНИЯ РЕАКТОРА НЕПРЕРЫВНОГО ДРЙСТВИЯ путем регулированн соотношени расходов тетрахлорида титана в реактор и спирта в первый ввод реактора с ко екцией по температуре в реакторе, соотношени расходов тетра хлорида титана и спирта на разбавление и подачи десорбента в реактор в jaaaHc мости от содержани хлористого водорода в растворе на выходе реактора, отличающийс тем, что, с целью повышени степени конверсии тетрах орида титана дополнительно регулируют соот ношение расходов тетрахлорида и спирта во второй ввод реактора с коррекцией по количеству образовавшегос в прсшео (Л се хлористого водороде.A METHOD FOR AUTOMATICALLY CALCULATING THE CONTINUOUS REACTOR REACTOR by adjusting the ratio of the costs of titanium tetrachloride into the reactor and alcohol into the first reactor inlet, with a combination of temperature in the reactor, the ratio of the costs of titanium tetrachloride and alcohol for dilution, and supplying the desorbent to the reactor in aa-ahaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa aa solution at the outlet of the reactor, characterized in that, in order to increase the degree of conversion of tetrahydride titanium, the ratio of the consumption of tetrachloride and alcohol in a second input of the reactor with the correction of the number formed in the prssheo (L ce hydrogen chloride.

Description

0000

аbut

0000

Од Изобретение относитс к автсй«1атизации химических реакторов непрерьтно го действи и может быть испальаовако в химической промышленности при авто матиэации реакторов дл получени «ита катов. Известен способ управлени реакторам непрерьтного действи путем регулировани соотношени расходов исходных компонентов в реактор с коррекцией по температуре в реакторе l , Известен также способ управлбш реактором непрерывного действи путем регулировани подачи десорбента в реактор в зависимости от состава продукта на выходе реактора Г2Т . Недостатком извес1таых способов вл етс то, что они не обеспечивают высокой степени конверсии сырь . Наиболее близким по технической сущности вл етс способ автоматическо го регулировани реактора непрерывного действи , например, в процессе получени титаиатов путем регулировани COOTV нощени расходов тетрахлорида титана в реактор и спирта в первый ввод реактора с коррекцией -по температуре в реа торе, соотношени расходов тетрахлорида титана и спирта дна разбавление и подачи десорбента в реактор в 3aBHcmviocTH от содержани хлористого водорода в рас воре на выходе реактора 13 , Недостаток известного способа заклю чаетс в том, что он не обеспечивает высокой степени конверсии тетрахлорида TtiTaHa, так как он не предусматривает корректировку режима процесса в зависи мости от хода реакции, характеризую щейс числом замещений. Сложность процесса получени титана тов заключаетс в том, что дл его интенсификации образующийс хлористый водород необходимо удалить из реакционной массы, что приводит к совмещению реакционного процесса с массообменным. В реакторе это осуществл етс следующим образом. На верхнюю тарелку произ :вод т.ввод.тетрахлорида титана и первый ввод спирта в мольном соотнощении, например 1 : (1 - 1,3), соответственно. Ниже производ т второй ввод спирт в количестве, которое в сумме с первым вводом обеспечивает два замещени , т. е его мольное соотношение к тетрахлориду титана составит {1 - 1,3): 1. Образующийс хлористый водород десорбируетс из реакционной массы путем барботиро вани сквозь нее азота, который подаетс под нижнюю тарелку реактора, а на нее подаетс спирт дл разбавлени в количестве, обеспечивающем общее соотношение тетрахлорид,, титана-спирт 1:12. На скорость процесса и конверсию тат- рахлориДа титана в значительной мере вли ет соотношение реагентов, температура в конце реакции н степень десорбции хлористого водорода, котора в свою очередь определ етс температурой и количеством десорбента. Дл обеспечени интенсивной работы реактора и максимальной конверсии тетрахлорида титана необходимо регулировать и корректировать соотношение спирта к тетрахлориду титана в первом вводе по температуре, а во втором по степени превращени тетрахлорида титана, которую возможно определить только по количеству десорбированного и оставшегос в смеси хлористого водорода, так как пр мых анали тических методов не существует. Целью изобретени вл етс повышение степени конверсии тетрахлорида титана. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу автоматического регулировани реактора непрерьтного действи путем регулировани соотношени расходов тетрахлорида титана в реак-/ тор и спиртэ в первыйввод реактора с коррекцией по температуре в реакторе соотношени расходов тетрахлорида титана и спирта на разбавление и подачи десорбента в реактор в зависимости от содержани хлористого водорода в растворе на выходе реактора, дополнительно регулируют соотношение расходов тетрахлорида титана и спирта во второй ввод реактора с коррекцией по количеству образовавшегос в процессе хлористого водорода . На чертеже представлен пример реалиации данного способа,, Расход тетрахлорида титана в реактор 1 измер етс датчиком 2 расхода и втоичным прибором 3, расход спирта в перый ввод измер етс датчиком 4 расхода вторичным прибором 5, температура в еакторе замер етс датчиком 6 и втоичным прибором 7 и регулируетс регу тором 8 соотношени , путем воздейсти на Исполнительный механизм 9 поачи спирта 3 первый ввод реактора 1, Расход спирта на разбавление изме етс датчиком 10 с 6 вторичным прибо. ом 11 и регулируетс регул тором 12 оотношени путем воздействи на исполнительный механизм 13 подачи спирта на разбавлешю.The invention relates to the automation of chemical reactors of continuous operation and can be used in the chemical industry in automating reactors to produce itables. A known method of controlling reactors of non-continuous action by adjusting the cost ratio of the initial components to the reactor with temperature correction in the reactor is l. Also known is a method of controlling a continuous-action reactor by adjusting the supply of desorbent to the reactor depending on the composition of the product at the outlet of the G2T reactor. The disadvantage of the known methods is that they do not provide a high degree of conversion of raw materials. The closest to the technical essence is a method of automatic control of a continuous reactor, for example, in the process of producing titanates by adjusting COOTV to spend the costs of titanium tetrachloride into the reactor and alcohol into the first input of the reactor with correction of the temperature of titanium tetrachloride and bottom alcohol dilution and supply of desorbent to the reactor at 3aBHcmviocTH from the content of hydrogen chloride in the solution at the outlet of the reactor 13. The disadvantage of this method is that it does not It provides a high degree of conversion of TtiTaHa tetrachloride, since it does not provide for an adjustment of the process mode depending on the course of the reaction, which is characterized by the number of substitutions. The complexity of the process of obtaining titanium tovs lies in the fact that in order to intensify it, the hydrogen chloride formed must be removed from the reaction mass, which leads to a combination of the reaction process and mass exchange. In the reactor, this is done as follows. On the top plate, the product is: water of titanium tetrachloride inlet and the first addition of alcohol in a molar ratio, for example, 1: (1 - 1.3), respectively. Below, the second injection of alcohol is produced in an amount that, in total with the first input, provides two substitutions, i.e. its molar ratio to titanium tetrachloride will be {1 - 1.3): 1. The resulting hydrogen chloride is desorbed from the reaction mass by bubbling through it is supplied with nitrogen, which is fed under the bottom plate of the reactor, and alcohol is supplied to it for dilution in an amount that provides the total ratio of tetrachloride, titanium to alcohol 1:12. The rate of the process and the conversion of tatrachloride to titanium are greatly influenced by the ratio of reactants, the temperature at the end of the reaction, the degree of desorption of hydrogen chloride, which in turn is determined by the temperature and amount of desorbent. To ensure intensive reactor operation and maximum conversion of titanium tetrachloride, it is necessary to adjust and adjust the ratio of alcohol to titanium tetrachloride in the first input by temperature, and second in the degree of conversion of titanium tetrachloride, which can be determined only by the amount of desorbed and remaining in the mixture of hydrogen chloride, since direct analytical methods do not exist. The aim of the invention is to increase the degree of conversion of titanium tetrachloride. The goal is achieved by the fact that according to the method of automatic regulation of the reactor of uninterrupted action by adjusting the ratio of costs of titanium tetrachloride to the reactor / reactor and alcohol in the first reactor inlet with correction for the temperature in the reactor, the ratio of the costs of titanium tetrachloride and alcohol for dilution and desorbent supply to the reactor, depending on from the content of hydrogen chloride in the solution at the outlet of the reactor, additionally regulate the ratio of costs of titanium tetrachloride and alcohol to the second reactor inlet correction for the number formed in the process of hydrogen chloride. The drawing shows an example of the implementation of this method. The consumption of titanium tetrachloride in reactor 1 is measured by flow sensor 2 and secondary device 3, alcohol consumption in the first input is measured by flow sensor 4 by secondary device 5, the temperature in the reactor is measured by sensor 6 and secondary device 7 and is adjusted by the ratio controller 8, by acting on the Actuator 9 of the alcohol supply 3, the first input of the reactor 1, the consumption of alcohol for dilution is measured by the sensor 10 with the 6 secondary device. 11 and adjusted by the ratio controller 12 by acting on the actuator 13 to supply alcohol to the diluent.

Концентраци хлористого водорода в растворе на .выходе реактора замер етс лдатаиком 14 со вторичным прибором 15 и регулируетс регул тором 16 путем воздействи ва исполнительный механиЗ)М 17 подачи десорбента (азота) в реактор расход которого регистрируют с п о1цью датчика 18 и вторичного прибора 19. The concentration of hydrogen chloride in the solution at the reactor exit is measured by Ldataik 14 with the secondary device 15 and controlled by the regulator 16 by operating the actuator) M 17 of the desorbent (nitrogen) supply to the reactor, the flow rate of which is recorded with the sensor 18 and the secondary device 19.

Концентрацию хлористого дорода в газе, выход щем из реактора замер ют датчиком. 20 со вторичным прибором 21, а расход газа измер ют датчиком 22 и вторичным прибором 23. С помощью первого блока 24 умножени определ ют количество хлористого водорода в газе,Расход раствора замер етс датчиком 25 и вторичным прибором 26. Система управлени процессом содержит также Ьторой блок 27 умножени , сумматор 28 и програмный задатчик 29.The concentration of prenatal chloride in the gas exiting the reactor is measured by a sensor. 20 with the secondary device 21, and the gas flow rate is measured by the sensor 22 and the secondary device 23. Using the first multiplication unit 24, the amount of hydrogen chloride in the gas is determined. The consumption of the solution is measured by the sensor 25 and the secondary device 26. The process control system also contains the second unit 27 multiply, adder 28 and program unit 29.

Расход спирта во второй ввод реактора измер ют датчиком 30 со вторичщ 1м прибором 31 и регулируют регул тором 32 соотношени путем воздействи на исполнительный механизм 33 подачи спирта во второй ввод.The consumption of alcohol in the second reactor inlet is measured by sensor 30 with a secondary 1m device 31 and is controlled by the ratio controller 32 by acting on the actuator 33 to feed the alcohol into the second inlet.

Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.

Регулирование расхода спирта в первый ввод реактора 1 производитс регул тором 8, на входь которого поступают сигналы со вторичных приборов 3 и 5 датчиков 2 и 4 расхода и со вторичного прибора 7 датчика 6 температуры. При изменении соотношени расходов реагентов или температуры в реакторе регул тор 8 выдает командный сигнал исполнительному механизму 9 подачи в первый ввод реактора.The regulation of the consumption of alcohol into the first input of the reactor 1 is made by the controller 8, to the input of which signals are received from the secondary devices 3 and 5 of the flow sensors 2 and 4 and from the secondary device 7 of the temperature sensor 6. When the ratio of the costs of reagents or the temperature in the reactor changes, the controller 8 issues a command signal to the feed actuator 9 at the first reactor inlet.

Контур регулировани подачи спирта во второй ввод работает следующим образом . Сигналы со вторичных приборов .21The circuit for controlling the supply of alcohol to the second input works as follows. Signals from secondary devices .21

и .3 поступают на первый блок 24 умножени , на выходе которого формируетс сигнал, пропорциональный количеству хлористоговодорюда в газе, выход щем из реактора. Аналогично, на выходе второго блока 27 умножени формируетс сигнал, пропорциональный количеству хлористого водорода в растворе на выходе реактора. Эти сигналы поступают на сумматор 28, на третий вход которого поступает сигнал с программного задатчика 29, который пропорционален расчетному значению хлористого водорода, которое должно образовс .тъс , исход из данного расхода тетрахлорида титана. Сигнал рассогласовани расчетного и фактического количества хлористого водорода из сумматора 28 поступает в качестве корректирузк цего сигнала на регул тор 32, который выдает командный сигнал на исполнительный механизм 33 дл соответсвующего изменени расхода спирта во второй ввод. Соотношенио расходов тетрахлорида и спирта на разбавлен:е регулируетс с помощью регул тора 12, Kofo- выдает командный сигнал на испотьнительный механизм 13 подачи спирта на разбавление.and .3 is fed to the first multiplication unit 24, at the output of which a signal is formed that is proportional to the amount of chloride in the gas leaving the reactor. Similarly, at the output of the second multiplication unit 27, a signal is generated that is proportional to the amount of hydrogen chloride in the solution at the outlet of the reactor. These signals are sent to the adder 28, the third input of which receives a signal from the programming unit 29, which is proportional to the calculated value of hydrogen chloride, which should be formed, based on this consumption of titanium tetrachloride. The error signal of the calculated and actual amount of hydrogen chloride from the adder 28 is supplied as a correction signal to the controller 32, which issues a command signal to the actuator 33 for a corresponding change in alcohol consumption to the second input. The ratio of the consumption of tetrachloride and alcohol to the diluted: e is regulated by means of the regulator 12, Kofo- issues a command signal to the use mechanism 13 of the alcohol supply for dilution.

Реакци з 1мещени протекает более интенсивно дл удалени из реактора обре зовавшегос хлористого водорода. При отклонении концентрации хлористого водорода в жидкой фазе от заданного (минимального ) значени регул тор 16 отрабатывает командный сигнал на ,нсполнителтельный MexaHHavf 17 подачи азота в реактор.TaKiiM обрхазом достигаетс наилучша конверси тетрахлорида титана дл дахшы конкретных условий.The displacement reaction proceeds more intensively to remove the cut hydrogen chloride from the reactor. When the concentration of hydrogen chloride in the liquid phase deviates from a predetermined (minimum) value, the regulator 16 processes the command signal for supplying nitrogen to the reactor MexaHHavf 17 with the command signal. The best titanium tetrachloride conversion is achieved for specific conditions.

Использование предлагаемого способа позвол ет увеличить конверсию тетрахлордатитана на 6-8% и в результате снизить себестоимость целевого продукта.The use of the proposed method allows to increase the conversion of tetrachlorodatitan by 6-8% and as a result, reduce the cost of the target product.

Claims

METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF THE CONTINUOUS ACTION REACTOR by adjusting the ratio of titanium tetrachloride to the reactor and alcohol in the first input of the reactor with temperature correction in the reactor, the ratio of titanium tetrachloride and alcohol consumption for dilution and desorbent feeding into the reactor depending on the content of hydrogen chloride in the solution reactor outlet, characterized in that, in order to increase the degree of conversion of titanium tetrachloride, the ratio of tetrachloride to alcohol is additionally adjusted in the second input of the reactor with correction o by the amount of hydrogen chloride formed during the process. | / j t

"1036360 2