SU1051507A1 - Устройство дл регулировани температуры в реакторе полунепрерывного действи - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В РЕАКТОРЕ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащее первый, второй, третий, четвертый, п тый и шестой задатчики параметра , первый датчик температуры, расположенный в реакторе, первый регул тор , св занный вторым входом с первым задатчиком, и клапан подачи хладагента, установленный на входном трубопроводе рубашки охлаждени , а также второй и третий датчики температуры , расположенные соответственно на входном и выходном трубопроводах рубашки охлаждени , второй регул тор, соединенный первым входом с первым датчиком температуры, а вторым - с вторым задатчиком, исполнительный элемент на линии подачи реагента, отличающеес  тем, что, с цел1) повышени  точности устройства, оно содержит первый и второй элементы сравнени , включенные последовательно-элемент И, релейный элемент, третий регул тор и сумматор, выход которого соединен с исполнительным элементом на линии подачи реагента, а второй вход - с выходом второго регул тора, третий и четвертый задатчики пара ,метра подключены соответственно к второму и третьему входам релейно (Л го элемента, п тый задатчик параметра подключен к первому входу перС вого элемента сравнени , соединенного вторым входом с вторым и третьим а s .;датчиками температуры, а выходом - ; т с nepHbJM входом элемента И, св - , О Ol занного вторым входом с выходом второго элемента сравнени , первый вход которого подключен к шестому задат01 чику параметра, а второй - к первому о , датчику температуры, причем второй вход третьего регул тора соединен с третьим датчиком температуры.

Description

Изобретение относитс  к автоматизации процессов химической технологии , в частности к устройствам автоматического регулировани  температуры в реакторах полунепрерывного действи , и может быть использовано . в химической, химико-фармацевтической , лакокрасочной и нефтехимической ПрОМЫШЛ€|ННОСТЯХ.

Известны устройства дл  автоматического регулировани  температуры в реакторах по отклонению текущего значени  температуры от заданного путем изменени  хладопроизводительности t; в зависимости от отношени  величины температурного перепада на стенке реактора к температурному перепаду на входе хладагента в рубашку и выходе его из нее 23.

Однако указанные устройства имеют низкую точность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущнос;ти  вл етс  способ автоматического регулировани  процесса нитровани  путем регулировани  давлени  в нйтраторе воздействием на подачу нитрующего агента и хладагента с коррекцией по температуре реакционной массы З.

Недостатком известного способа  вл етс  низкое качество регулировани , которое может привести к недопустимому росту температуры и давлени  в реакторе. Кроме того, в полунепрерывных процессах очень часто происходит изменение величины теплоо-твода из-за увеличени  в зкости реакционной массы, что также приводит к ухудшению качества регулировани . Исполнительные устройства на линии подачи реагента при работе в аналоговом режиме на малых расходах (20 л/ч) часто засор ютс  из-за малой величины проходного сечени , что вообще выводит всю систему регулировани  из стро  и может привести к аварии,

Цель изобретени  - повьппение точности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  регулировани  температуры в реакторе полунепрерывного действи , содержащее первый, второй, третий, четвертый, п тый и шестой задатчики параметра, первый датчик температуры, расположенньй в реакторе, первый регул тор , св занный вторым входом с первым задатчиком.и .клапан подачи

хладагента, установлеиньй на. входном трубопроводе рубашки охлаждени , а также второй и третий датчики температуры , расположенные на входном и выходном трубопроводах рубашки охлаждени  соответственно, второй регул тор, соединенный первым входом с первым датчиком температуры, а вторым - с вторым задатчиком, исполнительный злемент на линии подач реагента;, введены первый и второй элементы сравнени , включенные последовательно логический элемент И, релейный злемент, третий регул тор и сумматор, выход которого соединен через импульсный преобразователь с исполнительным элементом на линии подачи реагента, а второй вход - с выходом второго регул тора, третий четвертый задатчики параметра подклчены соответственно к второму и третьему входам релейного злемента, п тый задатчик параметра подключен к первому входу первого элемента сравнени , соединенного вторым входом с вторым и третьим датчиками температуры, а выходом - с первым входом элемента И, св занного вторым входом с выходом второго элемента сравн-ен-и , первый вход которого подключен к шестому задатчику параметра, а второй - к первому датчику температуры, причем второй вход третьего регул тора соединен с третьим датчиком температуры.

Сущность изобретени  состоит в следующем,

Сигнал по расходу реагента формируют двум  регул торами по температуре в реакторе и по температуре хладагента на выходе из рубашки реактор-а. Задание на регул торе в реакторе при зтом остаетс  посто нным , а .на регул торе температуры хладагента измен етс  в зависимости от величины температуры в реакторе и перепада температуры хладагента на входе и выходе из рубашки . Аналоговый сигнал по расходу реаге.нта подают в импульсный преобразователь и преобразуют в импульсный сигнал, параметры которого ( частота, скважность )завис т от величины входного сигнала.

Температура хладагента на выходе из рубашки реактора  вл етс  важным параметром, определ ющим услови  проведени  процесса. Ее величина определ етс  с одной стороны -параметрами хладагента ({температурой на входе в рубашку, величиной расхода с другой стороны она зависит от величины теплового потока со стороны реакционной массы, т.е. от ее температуры , коэффициента теплопередачи от реакционной массы к хладагенту ;Ибход  из равенства количества тепла передаваемого от реакционной массы, и тепла, отводимого с хладагентом, можно получить следующее выражение дл  температуры на выходе из рубашки kFT-t-GxCxT&y где k - коэффициент теплопередачи; F - поверхность теплообмена; Т - температура реакционной мас сы; , G - массовый расходхладагента С - теплоемкость хладагента; температура хладагента на входе в рубашку. Как следует 1из практики, изменени температуры хладагента в рубашке приводит к изменению времени . подачи реагента в реактор до 2-3 раз. Поэтому введение тейпературы хладагента в контур управлени   вл етс  весь ма целесообразным и позвол ет воврем  реагировать на значительные изменени  температуры и расхода хладагента на входе в рубашку. Кратковременные , незначительные изменени  параметров хладагента вследствие инерционности объекта регулировани  не привод ш 1е к изменению температуры в рубашке, не повли ют при этом и на подачу реагента. На температур-у в рубашке вли ет коэффициент теплопередачи от реакционной массы к хладагенту. Это приводит к тому, что при увеличении в зкости реакционной массы, котора  наблюдаетс  во многих полунепрерывных процессах необходимо уменьшать температуру в рубашке, т.е. уменьшать задание регул тору температуры хладагента на выходе из рубашки. Если задание регул- тору хладагента не уменьшить, то вс  система управлени  может потер ть устойчивость, так как в этом случае при росте температуры в реакторе регул тор может выдавать сигнал на увеличение подачи реагента из-за того, что температура хладагента в рубашке упала. Дл  изменени  задани  регул тору используетс  косвенный параметр перепад температуры хладагента на входе и выходе из рубашки. Количество тепла, отводимое хладагентом, определ етс  выражением )/ t2) откуда видно, что при уменьшении теплового потока 0.1, со стороны реакционной массы перепад температуры хладагента на входе в рубавпсу и выходе из нее тоже должен умен1}нштьс  при посто нстве расхода хладагента. Однако при изменении расхода хладагента , а также во врем  различных переходных режимов перегнд температуры хладагента также может уменьшатьс , поэтому данное условие не  вл етс  достаточным дл  изменени  задани  регул тору. Нар ду с перепадом температуры хладагента используетс  второй параметр - температура в реакторе , и условие на переключение задани  фор1 ируетс  в виде ( (, т.е., если температура в реакторе растет и достигает значени  Т вместе с этим перепад температуры хладагента уменьшаетс  до ДТ .., то в этом случае формируетс  сигнал на переключение уменьшенной уставки задани . Перевод .исполнительного устройства на линии подачи реагента в импульсный режим работы достигаетс  использованием управл емого импульсного преобразовател . В импульсном режиме исполнительное устройство работает без малых проходных сечений, что предотвращает его засорение. На чертеже представлена принципиальна  схема устройства. Устройство содержит реактор 1 полунепрерывного действи , рубашку 2 охлаждени , мешалку 3, исполнительный элемент 4 на линии подачи реагента, клапан 5 подачи хладагента , первьш;6, второй 7 и третий 8 датчики температуры, первый 9, второй 10 и третий 11 регул торы, релейньй элемент 12, сумматор 13, первый задатчик 14.параметра и импульсный преобразователь 15, первый 16 и второй 17 элементы сравнени , логический элемент И 18, второй 19, третий 20$ четвертый 21, п тый 22 и шестой 23 задатчики параметра. Регулирование температуры осуществл етс  следующим образом. S Температура в реакторе 1 замер етс  датчиком 6 и регулируетс  регул тором 9, который управл ет клапаном 5 на линии подачи хладагента в рубащку, и регул тором 10, сигнал от которого поступает на сумматор 13, импульсный преобразователь }5 и исаолнительный элемент 4, Температура хладагента на выходе из рубашки замер етс  цлтчикам В и регулируетс  регул тором 11, сигнал от которого поступает также на сумматор 13 -Перепад температуры хладагента на входе и выходе из рубашки измер етс  датчиками 7 и 8 и кода (втс  на первый вход элемента 16, на ,второй вход которого подаетс  сигнал . задатчина 22. Сигнал с датчика 6 тем . пёратуры в реакторе поступает на ne iвый вход, элемента 17, иа второй вход I которого подаетс  сигнал с задатчика ,23. Сигналы с элементов 16 и 17 чере элемент 18 поступают на первый вход рел,вйного элемента 12, на второй и ,третий входы которого подаютс  сигна лы от задатчиков 20 и 21 соответстве . HOj ас выхода которого сигнал посту пает на первый вход регул тора 11. На стадии подачи реагента в реактор регулирование температуры осуществл етс  регул торами- 10 и I J .путем изменени  расхода реагента. .Клапан 5 подачи хладагента при этом полностью открыт, что позвол ет про .водить процесс при максимальной величине тёплосъема. Температура в 07« реакторе поддерживаетс  на уровне Т. На стадии выдержки реакционной массы , а также на стадии подачи реагента , когда температура в реакторе опускаетс  до величины Т, регулирование температуры осуществл етс  регул тором 9 путем изменени  подачи хладагента, что предотвращает пере ,охлаждение реактора. Если температура в реакторе находитс  в допустимом диапазоне, то с логического элемента И 8 на управл ющий вход релейного элемента поступает нулевой сигнал, и на задающий вход регул тора 11 подаетс  задание 1 , Если же температура в реакторе начинает расти и достигает значени  Т 1,3 перепад температуры хладагента уменьшаетс  и становитс  Т. , то на выходе логического элемента И 18 сигнал становитс  равньм 1, релейный блок 12 переключаетс , и на задающий вход регул тора I1 подаетс  задание . Распространенность полунепрерывных процессов, проводимых в реакторах с мешалкой и рубашкой охлаждени , а также больша  актуальность проблемы обеспечени  безаварийности проведени  таких процессов, предопредел ют использование предлагаемого устройства в процессах нитровани , сульфировани , хлорировани , производства метилурацила, этамида и др.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В РЕАКТОРЕ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащее первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой задатчики параметра, первый датчик температуры, расположенный в реакторе, первый регулятор, связанный вторым входом с первым задатчиком, и клапан подачи хладагента, установленный на входном трубопроводе рубашки охлаждения, а также второй и третий датчики температуры, расположенные соответственно на входном и выходном трубопроводах рубашки охлаждения, второй регулятор, соединенный первым входом с первым датчиком температуры, а вторым - с вторым задатчиком, исполнительный элемент на линии подачи реагента, отличающееся тем,' что, с цел!*) повышения точности устройства, оно содержит первый и второй элементы сравнения, включенные последовательно элемент И, релейный элемент, третий регулятор и сумматор, выход которого соединен с исполнительным элементом на линии подачи реагента, а второй вход - с выходом второго регулятора, третий и четвертый задатчики пара.метра подключены соответственно к . второму и третьему входам релейного элемента, пятый задатчик параметра подключен к первому входу первого элемента сравнения, соединенного вторым входом с вторым и третьим датчиками температуры, а выходом с первым входом элемента И, свя- , зэнного вторым входом с выходом второго элемента сравнения, первый вход которого подключен к шестому задатчику параметра, а второй - к первому . датчику температуры, причем второй ^:вход третьего регулятора соединен с третьим датчиком температуры.

   1 1051507