SU1159928A1 - Устройство дл автоматического управлени процессом полимеризации - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЩШ ,. содержащее датчики температуры и расхода шихты, регул торы расхода катализатора и шихты,, датчик технологического параметра в зоне реакции, два суьшатора, бДок умноже .ни , экспоненциальный фильтр, регулирующий блок, блок ограничени  управл ющего воздействи  регул то- ру расхода катализатора и два задатчика , при этом датчик температуры, шихты соединен с первьм входс первого сумматора, второй вход которого соединен с первым задатчиком, а выход - с первым входом блока умножени j второй вход которого соединен с датчиком расхода шихты, а выход - с первым входом второго сумматора , второй вход которого соеди-; нен с выходом регулирующего блока, а выход через блок ограничени  - с задающим входом регул тора.расхода катализатора, регулирук дий блок соединен первьм входом через экспоненциальный фильтр с вторым задатчиком , а вторым входом - с датчиком технологического параметра в зоне реакции, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  то ности регулировани  технологического параметра в зоне реакции, оно дополни тельно снабжено емкостью дл  усреднени  полимеризата, датчиком уровн  в емкости дл  усреднени  полимеризата , третьим, четвертым, п тым и шестым задатчикоами, третьим и четвертым сумматорами, вторьм экс (Л поненциальным фильтром, вторым рес: гулирующим блоком, блоком ограничени  управл ннцего воздействи  регул тору расхода штаты, вторым блоком ,умножени , переключателем, причем :третий задатчцк соединен с третьим /входом первого регулирующего блока, 01 датчик уровн  в емкости дл  усреднесо ни  полимеризата соединен с первым со входом второго регулирующего блока INS и первым входом третьего сумматора , а второй вход второго регулирую00 щего блока и второй вход третьего сум.1атора соединены с четвертым задатчиком, выход второго регулирующего блока соединен с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого соединен через второй блок умножени  с вьгходом третьего сумматора , а выход «четвертого сумматора соединен с пёрвьм входом переключател , второй вход переключател  и третий вход второго регулирующего блока соединены с п тым задатчиком.

Description

третий вход переключател  соединен через второй экспоненциальный фильтр с шестым задатчиком, а выход Переключател  соединен через блок ограничени  управл ющего воздействи  регул тору расхода пгихты с задающим входом регул тора расхода шихты.

- : Изобретение относитс  к области автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в прО изводстве синтетическогоокаучука марок СКИ, СКД и др. видов каучука в химической и нефтехимеческой промьшшенности . Целью изобретени   вл етс  повышёние точности регулировани  технологического параметра в зоне реакции полимеризации. На чертеже представлена блок-схе ма устройства.. I . . : Устройство содержит полимеризационную установку 1, емкость 2 дл  усреднени  полимеризата, датчик 3 температуры шихты, первый задатчикА первый сумматор 5, первый блой 6 умножени , датчик 7 расхода шихты, второй задатчик 8, первый экспоненциальный фильтр 9, регулирующий блок 10, датчик 11 технологического параметра (например, температуры ) в зоне реакции, третий зада чик 12, второй сумматор 13, блок 14 ограничени  управл ющего воздействи регул тору расхода катализатора, регул тор 15 расхода катализатора, датчик 16 урОбНЯ в ёмкости 2 дл  ус реднени  полимеризата, третий сумматор 17, второй регулирующий блок 18, четвертый задатчик 19, вто рой блок 20 умножени ,«четвертый сумматор 21, второй экспоненциальньш фильтр 22, п тый задатчик 23, шеетой задатчик 24, переключатель 25, I блок 26 ограничени  управл  ощегр воздействи  регул тору расхода ших ты, регул тор 27 расхода шихты. Углеводородную шихту и катализатор подают в полимерйзацконную установку 1, где осзгществл етс  проце полимеризации. Важным показателем процесса  вл етс  значение техноло-; гического параметра в зоне реакции ( например, температуры, конверсии мономера, в зкости полимеризата и т.п.). От точности регулировани  этого параметра зависит однородность получаемого каучука, а также экономические показатели. Образовавшийс  в полимеризационной установке 1 полИмеризат поступает в емкость 2 дл  усреднени  полимеризата, где он усредн етс  по своим физико-механическим показател м (в зкость по МуНИ , пластичность по Карреру и др.). Из емкости 2 дл  усреднени  полимеризата полимеризат направл ют на дегазацию. Емкость 2 дл  усреднени  полимери.зата одновременно служит буфером дл  бесперебойного скабже ни  полимеризатом агрет атов дегазации . В общем слзгчае в емкость 2 дл  усреднени  полимеризата можно no-i дать полимеризат из нескольких параллельно рабьтйющих полимерйзадионных установок. . Устройство дл  автоматического управлени  процессом полимеризации работает следунгацш образом. По информации от датчика 3 температуры шихты и первого 4 на выходе первого сумматора 5 руетс  сигнал Уц , значение которого равно разности между заданным значением температуры S зоне реакции Т,и текущим значением температуры шихты Тц. J . Сигнал 5,- поступает йа первый вход первого блока 6 умножени , на второй вход которого поступает сигнал от датчика 7 расхода шихты i). Выходной сигнал блока 6 умножени  формируетс  следующим образом: Y,F ; Y Чг « Чгг , (2) где Л/ - йоСто нньй коэффициент, определ емый эксйериментальньт путем или расчетным из,- математической модели процесса полимеризации. Сигнал Т от второго задатчика 8 поступает на вход первого экспоненциального фильтра 9, с помощью которого осуществл етс  усреднение заданного значени  температуры в зоне реакции . . где Is Значение выходного сигнала первого экспоненциального фйггьтра 9, С; 01 - посто нна  времени первого экспоненциального фильтра 9 ; 4} V-,;: : / -. М - Дискретность работы первого экспоненциального фильтра 9 . . . . «# . . . - . С гцад Ту. поступает на первый вход первого регчулирующего блока 10, на второй вход которого поступает сигнал от датчика 11 температуры т, в зоне реакции, а на третий - сигйал от третьего задатчика 12. Первый регулирующий блок 10 реализует ГОЩрегул тор в котором интегральна  составл юща  обнул етс  при отключе- ййи этого блока ,-4in-TjV V (4) , 5) XaV,lf -T4b5,,vK, At ; Лде t., - предьвдущее значение сигнала от. датчика 11 температуры в зоне реакции, С} 1{, ,5, ,Х - параметры on- 40 редел емью экспериментально при-наладке устройства v) текущее и прёдьщущее значени  интегральной составл ю- , щей выходного сигнала пер- -4i / ВОГО регулируквдего блока lOv %1ч - значение сигналаот третьего 12. Сигнал от третьего задатчи аМ2  вл етс днёкреттам. Он может иметь 50 два з ачёий ; О и н 1. Дл  включени  первого регулируаэде го блока 10 третий 12 необходимо устанойитЬ 8 пО:По сёниё, при котором его выходной сигнал равей единНце (У(4 1). Дл  отключени  первого регулирующего блока 10 задатчНк 12 устанавливаетс  в положение, при 1 V бл во ли ре Из ще ры 8 котором его выходной сигнал равен нулю (Yii4 0). Выходные сигналы блока 6 умножени  и первого регулирующего блока 10 поступают соответственно на первый и второй входы второго сумматор а 13, где осуществл етс  их сложение. Если вместо УЬ и is поставить их значени , то получим более подробную зависимость, реализуемую блоками устройства 4.(.. (7) Вьвсодной сигнал второго сумматора 13 постзшает на вход блока 14 ог-, раничени  управл  ощего воздействи  регул тору 15 расхода катализатора. Этот блокЯвл етс  известным блоком ограничени  типа упор. Выходной сигнал блока 14 ограничени  управл ющего воздействи  регул тору расхода катализатора формируетс  следующим образом: MH 1 м«1м нижнее и верхнее ограничени  на управл ющее воздействие регул тору 15 расхода катаЛйзаторл , кг/4, ограниченное управл ющее воздействие регул тору 15 расхода катализатора, кг/ч} -предыдущее значение ограниченного управл кщего воздействи  регул тору 15 расхода катализатора, кг/ч. Таким сбразом, выходной сигнал ка 14 ограничени  управл ющего действий регз   тору расхода катаатора поступает на задампщй вход ул тора 15,расхода катализатора. енением расхода катализатора осутвл етс  регулирование те(шерату-, в зоне реакции. Сигнал от датчика 16 в емкости 2 дл  усреднени  псйшмеризата поступает на первый вход третьего сумматора 17 и на первый вход второго регулирующего блока 18. На второй вход третьего сумматора 17 и на второй вход второго регулирующего блока 18 поступает сигнал от четвертого задатчика 19. На третий .вход второг регулирующего блока 18 поступает сигнал от п того задатчика 23. Второй регулирующий блок 18, как и первый, реализует ЩД-регул тор, в котором интегральна  составл юща  обнул етс  при его отключении aiIS-H H«r%) 1 v,,, MHrWii) значение сигнала от да чика 16 уровн  в емкос ти 2 дл  усреднени  полимеризата, %| значение сигнала от за датчика 19; )5К настроечные параметры, определ емь1е экспериментальным путем при наладке устройстваi Ч )%i-. текущее и прёдьщзщее значени  интегральной составл ющей выходного сигнала второго регули рующего блока 18, значение сигнала от п  того задатчика 23. Сигнал от п того задатчика 23  в л етс  дискретным. Он может иметь два значени : О или 1. Дл  включени  второго ре|гулирующего блока 18 п тый задатчик 23 не обходимо установить в положение, при котором его выходной сигнал равен единице (N25 1). Дл  отключе ,ни  втор.ого регулирующего блока 18 п тый задатчик 23 устанавливаетс  в положениеj при котором его выходной сигнал равен нулю (Vj3.,0). Выходным сигналом тратьег о сумматора 17  вл етс  результат сложени  сигналов от датчика 16 уровн  в емкости 2 дл  усреднени  полимеризата и третьего задатчика 19. (13) Г.,--И:-Н 86 Этот сигнал поступает на вход блока 20 умножени , на выходе которого формируетс  сигнал, значение которого равро произведению значени  входного сигнала на самого себ  и на. посто нньй коэффициент . (Н) . , где jt - настроечный параметр, определенный экспериментально при наладке устройства. Выходные сигналы второго регулирующего блока 18 и блока 20 умножени  поступают соответственно на первый и второй входы четвертого сумматора 21, где они складываютс  : (15) гм Учитыва , что v;,K,Y,.4(Hr«3,)S зависимость (15) можно записать в более развернутом виде . ,r4(H.-H)..tK ,.f, с помощью второго экспоненциального фильтра 22 осзпцествл етс  сглаживание сигнала, поступшощего от шестого задатчкка 24 с с (« jiV ч где 82 - посто нна  времени второго экспоненциального фильтра 22, чш - значение сигнал от шестого адатчи са 24 (заданное one-, ратором значение расхода шихты на йолимеризационную установку), кг/Ч} - выходной сигнал второго экспоненциального фильтра 22 (сглаженное: заданное значение расхода пшхты), кг/ч. Выходные сигналы четвертого сумматора 21, второго экспоненциального фильтра 22 и п того задатчика 23 поступают соответственно на первый, второй и третий входы переключател  25. От.п того задатчика 23 поступает дискретный сигнал значение ко , торого может быть равно 1 или 0. В зависимости от значени  сигнала от п того задатчика 23 выход перекл чател  25 соедин етс  со своим перв .ым или вторым входом iS V,,--o Выходной сигнал переключател  25 jпоступает на вход блока 26 ограниче ни  управл ющего воздействи  регул  тору расхода ших-ты. Этот блок, как и блок 14 ограничени  управл ющего воздействи  регул тору расхода катапизатора ,  вл етс  известным блоком ограничени  типа jnrrop. Вьрсодной. сигнал блока 26 ограничени  управл ющего воздействи  регул тору расхода шихты формируетс  следующим F & f tftV , , wH ЗМ ,, ммн мин F +bY «1 (23 макс макс где ,РВЛ,ЙКС нижнее и верхнее : ограничени  на уп равл ющее воздейст вие регул тору 27 расхода пихты, кг/ РШ - ограниченное управ л ющее воздействие регул тору 27 рас хода шихты, кг/Ч; - предьщущее значени ограниченного упра л юще.го воздействи регул тору 27 расхода шихты, кг/Ц .-. Выходной сигнал блока 26 ограничени  управл ющего воздействи  регул тору расхода шихты поступает на задающий вход регул торы 27 расхода . Изменением расхода шихты осуществл етс  регулирование уровн  в емкости 2 дл  усреднени  полимеризата. Полимеризат обладает адгезионными свойствами, в св зи с чем возможны случаи выхода из стро  датчтика 16 уровн  полИмеризата в емкос ти 2 дл  усреднени  полимеризата. Кроме того, по технологическим при чинам Полимеризат из полимеризацион. ной установки 1 могут не подавать в емкость 2 дл  усреднени  полимеризата . По этим причинам в предлагаемом устройстве и предусмотрена возможность работы устройства в двух режимах. Дл  работы устройства в первом режиме п тый задатчик 23 устанавливаетс  в положение, при котором на его выходе сигнал , раден единице. При этом, выход переключател  23 соедин етс  со своим первым входом, на который подаетс  сигнал от четвертого сумматора 21. Таким образом, в этом режиме раскод шихты на полимеризационную установку 1 корректируетс  в зависимости от уровн  в емкости 2 дл  усреднени  полимеризата. Дл  работы устройства во втором режиме п тый задатчик 23 устанавливаете в положение , при котором на его выходе сигнал равен нулю. При этом выход переключател  25 соедин етс  со своим вторым входом,на который подаетс  сигнал от второго, экспоненциального фильтра 22. Таким образом, в этом режиме расход шихты на полимеризационнзпо установку 1 корректируетс  оператором с помощью шестого задатчика 24. Оба режима работы устройства обеспечивают плавное изменение расхода пшхты. В Первом режиме это достигаетс  подбором настроечных параметров К,, Kg, Kg, К., а во втором режиме - дополнением вторым экспоненциальным фильтром 22. Таким образом, за счет плавного изменени  расхода шихты достигаетс  значительное повьш1ение точности регулировани  технологического параметра в зоне реа;кции по сравнению с базовым-объектом. За счет повышени  точности регулировани  температуры в.зоне реакции процесс полимеризации протекает в более оптимальных-услови х, что приводит к снижению расходов катализатора и циркули рующего растворител  дл  получени  одной тонны полимера . Кроме этого, за,счет своевременной автоматической корректировки, расхода шихты по уровню в емкости 2 дл  усреднени  полимеризата снижаетс  число остановов и пусков полимеризационной установки 1, что также приводит к значительному сокращению расходов катализатора и циркулируйте91159928 10

го растворител . Расход Циркулирую- 0,5 т, а расход катализатора дл  пощего растворител  дл  п лутгени  од- лучени  одной тонны полимера снизилной тонны пoJ tимepa с изилс  на с  на 0,3 кг.

Шихтсг

т

V

ffomff4ff3ffi7 off

/

Ц|

/л --I

i

в

12

п

20

26

21

25

f8

2Z

I

Claims (1)

1. ; УСТРОЙСТВО ДЛЯ,АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ,. содержащее датчики температуры и расхода шихты, регуляторы расхода катализатора и шихты,, датчик ' технологического параметра в зоне реакции, два сумматора, блок умножения, экспоненциальный фильтр, регулирующий блок, блок ограничения управляющего воздействия регулятору расхода катализатора и два задатчика, при этом датчик температуры, шихты соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с первым задатчиком, а выход - с первым входом блока умножения» второй вход которого соединен с датчиком расхода шихты, а выход - с первым входом второго сумматора, второй вход которого соеди—* ней с выходом регулирующего блока, · а выход через блок ограничения - с задающим входом регулятора расхода катализатора, регулирующий блок соединен первым входом через экспоненциальный фильтр с вторым задатчи*· ком, а вторым входом - с датчиком технологического параметра в зоне реакции, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования технологического параметра в зоне реакции, оно дополнительно снабжено емкостью для усреднения полимеризата, датчиком уровня в емкости для усреднения полимеризата, третьим, четвертым, пятым и шестым задатчикоами, третьим и четвертым сумматорами, вторьм экспоненциальным фильтром, вторым регулирующим блоком, блоком ограничения управляющего воздействия регулятору расхода шихты, вторым блоком ,умножения, переключателем, причем ;третий задатчцк соединен с третьим /входом первого регулирующего блока, датчик уровня в емкости для усреднения полимеризата соединен с первым входом второго регулирующего блока и первым входом третьего сумматора, а второй вход второго регулирующего блока и второй вход третьего сумматора соединены с четвертым задатчиком, выход второго регулирующего блока соединен с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого соединен через второй блок умножения с выходом третьего сумматора, а выход четвертого сумматора соединен с первым входом переключа' теля, второй вход переключателя и третий вход второго регулирующего блока соединены с пятым задатчиком, третий вход переключателя соединен ния управляющего воздействия регулячерез второй экспоненциальный фильтр ; тору расхода шихты с задающим входом с шестым задатчиком, а выход Переклю- регулятора расхода шихты.' чателя соединен через блок ограниче- .