SU1317016A1 - Способ автоматического управлени процессом омылени в производстве пластичных смазок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способу автоматического управлени .процессом омылени  в производстве пластичных смазок, может быть использовано в химической промьшшенности и позвол ет повысить качество продукта. омылени  за счет увеличени  точности регулировани . Способ реализуетс  САР, включающей контур регулировани  подачи водного раствора щелочи. в зависимости от величины щелочности продукта омылени  после испарител  10, датчик (Д) 19, рН, преобразовав тель 20, компенсатор 21, регул тор (Р) 23, клапан К 24. САР содержит также контур регулировани  температуры в реакторе изменением подачи теплоносител , Д 13 температуры, Р 14 и К I5 с коррекцией по разности величины щелочности продукта омылени  после реактора 8 и испарител  10, Д 17, Д 19, преобразователь 20, сумматор 22, св занный с камерой задани  Р14. I з.п. ф-лы, 1 ил. (Л 12 со 1 о Gt

Description

1131

Изобретение относитс  к автомати-| ескому управлению химико-технологиескими процессами, в частности к правлению процессами омылени  в роизводстве пластичных смазок на ыльных загустител х непрерьшным пособом, и может быть испрльзова- о в химической промышленности при втоматизации производства смазочых материалов.

Цель изобретени  - повышение качества продукта омылени  за счет увеличени  точности регулировани  процесса.

Технологической задачей процесса омылени  в производстве пластичных смазок  вл етс  получение продукта омьшени  с полностью прореагировавшим омыл емым сырьем и с заданной щелочностью, величины которой регламентированы дл  каждого типа смазки .

Известно, что скорость реакици между щелочью и жировым сырьем существенно увеличиваетс  с ростом температуры процесса, и, измен   температуру в реакторе, можно поддерживать практически полное омыление. Однако осуществить автоматический контроль за полнотой омылени  не представл етс  возможным ввиду отсутстви  соответствующих средств измерени . Учитьша  то, что некотора  часть непрореагировавшего омыл емого сырь  в продукте омылени  после реактора реагирует со щелочью в испарителе , щелочность продукта омылени  после реактора больше, чем щелочность продукта омылени  после испарител . Если же эта разность равна нулю, то все омыл емое сырье вступило во взаимодействие со щелочью в реакторе, т.е. полнота омылени  равна единице. В предлагаемом способе управлени  разность значений щелочности продукта омылени  после реактора.и после испарител  поддерживает близкой или равной нулю путем коррекции-температуры в реакторе, осуществл емой изменением подачи теплоносител  на предварительный нагрев масла.

Автоматическое измерение в потоке щелочности продукта омьшени  после реактора возможно с помощью термометрического концентратора, принцип действи  которого основан на измерении прироста температуры в из - мерительной  чейке от нейтрализации щелочи, содержащейс  в измер емой

5

0

5

0

62

среде, титрантом (олеинова  кислота , синтетические жирные кислоты фракци  .).

Измерить в потоке щелочность продукта омьшени  после испарител  не представл лось возможным из-за отсутстви  средстр измерени . Измерение же методом термометрического титровани , пригодным дл  продукта омтзшени  после реактора, невозможно по причине высокой в зкости измер емой среды после удалени  из нее влаги . Щелочность определ ли с помощью лабораторного анализа, которьй длитс  около 1 ч и более, что  вл етс  неприемлемым дл  управлени  процессом по данным этого анализа.

Установлена темна  коррел ционна  св зь между щелочностью продукта омьшени  после испарител  и величиной рН сконденсированных паров воды, отводимых из испарител , коэффициент коррел ции равен 0,95. Исследовани  показали, что щелочь попадает в конденсат путем механического выноса вместе с парами воды из испарител  и вынос этот имеет регул рный характер. Уравнение предельной теоретической линии регрессии между щелочностью продукта омьшени  после испарител  и величиной рН конденсата имеет вид

. у А ,068 0,79 X + 2,-27),

где у - щелочность продукта омылени  после испарител , мас.% NaOH;

X - рН конденсата, ед.рН; А - безразмерный коэффициент,

завис щий от конструкции испарител  .

На чертеже приведена принципиальна  схема осуществлени  предлагаемо- го способа автоматического управлени  . .

Омыл емое сырье, водный раствор щелочи и нефт ное масло из сырьевых емкостей 1 - 3 соответственно с помощью дозирующих насосов 4-6, работающих от единого привода 7, который позвол ет измен ть производительность установки в широком диапазоне, подаютс  в реактор 8. Масло перед подачей в реактор подогреваетс  в теплообменнике 9. Продукт омьшени  из реактора поступает в испаритель 10 влаги, обезвоженньй продукт омьше313

ни  подаетс  на последующие стадии производства смазки (не показаны) . Пары воды отвод тс  из испарител  с помощью ваккумного насоса 11, конденсируютс  в холодильнике-конденса- торе 12 и-конденсат либо сбрасьта- етс  в канализацию, либо используетс  дл  технологических нужд.

Температура реакционной смеси в реакторе измер етс  датчиком 13 и регулируетс  регул тором 14 посредством воздействи  на регулирующий клапан 15, установленный-на линии подачи теплоносител  в теплообменник дл  нагрева масла. Предусмотрена ав- томатическа  установка задани  регул тору температуры в зависимости от производительности установки с помощью датчика 16 производительности. Щелочность продукта омылени  после реактора измер етс  термометрическим концентратомером, состо щим из датчика 17 и измерительного преобразовател  18. Щелочность продукта омылени  после испарител  измер етс 

рН-метром, отградуированным в единицах щелочности и состо щим из проточного датчика 19, установленного на линии конденсата, и измерительного преобразовател  20, с которым сочленен компенсатор 21 запаздьша- ни , согласующий по времени сигнал с преобразовател  20 с сигналом преобразовател  18. В компенсатор заведен сигнал коррек1у1И времени за- паздьшани  между точками отбора информации о щелочности по производительности установки. Блок 22 формирует сигнал, пропорциональный разности между щелочностью продукта омылени  после реактора и после испарител  . Этот сигнал корректирует задание регул тору 14 температуры. Регул тор 23 щелочности продукта омылени  посредством исполнительного механизма 24 измен ет производитель- ность дозатора на линии подачи водного раствора щелочи на омыление.

Способ осуществл етс  следующим образом.

При по влении в продукте омылени  на выходе из реактора непрореагировавшего омьт емого сырь  величина выходного сигнала измерительного преобразовател  18 становитс  большей, чем величина выходного сигнала измерительного преобразовател  20, согласованного по времени компенсатором

5

O 15 0

5

30 35 40 5

0

з

64

21 запаздывани . На выходе блока 22 сформируетс  сигнал, пропорциональный разности выходных сигналов преобразователей 18 и 20, а следовательно , пропорциональный содержанию непрореагировавшего омыл емого сырь  в продукте омылени . Этот сигнал корректирует задание регул тору 14 температуры , которьй, управл   положением регулирующего клапана 15, увеличивает расход теплоносител  на нагрев масла в теплообменнике 9, тем самым повыша  температуру реакционной смеси в реакторе до тех пор, пока выходные сигналы преобразователей 18 и 20 станут равными, т.е. достигаетс  полное омыление.

При отклонении щелочности продукта омылени  после испарител  от за- .данной возникает сигнал рассогласовани  между новым значением выходного сигнала измерительного преобразовател  20 и заданием регул тору 23, который, управл   положением регулирующего органа исполнительного механизма 24, измен ет расход вод- ного раствора щелочи до тех пор, пока величина выходного сигнала блока 20 не станет равной заданию регул тора 23, т.е. щелочность станет авной заданной.

При изменении производительности установки сигнал с датчика 16 устанавливает регул тору 14 температуры новое задание, что предотвращает значительные перерегулировани  содержани  непрореагировавшего омыл емого сырь , которые могут возникнуть при отработке регулирующего воздействи  по выходному сигналу блока 22. По вление такого сигнала возможно при уменьшении среднего времени пребьгоа- ни  реакционной смеси в реакторе, вызванного увеличением производительности установки. Выходной сигнал датчика 6 поступает также в виде коррекции времени запаздывани  в компенсатор 21, что обеспечивает качественное согласование по врем ени выходных сигналов преобразователей 18 и 20. .

Пример. Использование предлагаемого способа при получении смазки типа Литол-24, где в качест-- ве омыл емого сырь  используют 12-ок- систеариновую кислоту с кислотным числом в пределах 160-180 мг КОН/г прод, и водный раствор гидроокиси

лити  с концентрацией в пределах 9-11 мае.% в качестве омыл ющего агента. По требовани м технологии необходимо обеспечить полное омыление кислоты и щелочность продукта омылени  не более 0,1 мас.% NaOH.

Управление процессом сводитс  к поддержанию разности щелочностью продукта омылени  после реактора и после испарител , равной нулю, а щелочности продукта омылени  после испарител , равной 0,02- 0,08 мас.% NaOH.

Регул тору 14 температуры устанавливают задание, соответствующее

режиму процесса, когда обеспечиваетс  полное омыление, т.е. выходной сигнал блока 22 вычитани  равен нулю Регул тору 23 щелочности продукта омылени  после испарител  устанав- ливают задание, равное О,,05 мас.% NaOH.

При превышении щелочности после реактора значени  щелочности после испарител  на 0,04 мас.% NaOH со- ответствующий этой разности выходной сигнал блока 22 корректирует (увели- чивает) задание регул тору 1.4 температуры , причем корректирование проис . ходит до тех пор, пока выходной сиг- нал блока 22 вычитани  становитс  равным нулю, т.е. обеспечиваетс  полное омыление.

Если одновременно с увеличением выходного сигнала блока 22 вычитани  составившим 0,10 мас.% NaOH увели- чиваетс  выходной сигнал измерител  щелочности продукта омылени  после испарител  20 до 0,24 мас.% NaOH, регулирующее воздействие отрабатьша- етс  одновременно регул тором 23 ще- лочности и регул тором 14 температуры . Задание регул тору 14 увеличиваетс  до тех пор, пока выходной сигнал блока 22 становитс  равным нулю, а расход водного раствора щелочи посредством исполнительного механизма 24 регул тора 23 уменьшаетс  до тех пор, пок;а щелочность продукта омылени  после испарител  ста- новитс  равной заданию, т.е. 0,05 мас.% NaOH.

Таким образом, способ управлени  позвол ет достичь полного омылени  и стабилизировать щелочность продук- та омылени  после испарител  на заданном уровне.

При реализации способа управлени  полнота омьшени  составл ет 0,98-1, а щелочность продукта омьшени  после исйарител  составл ет 0,03 - 0,07 мас.% NaOH.

Промышленна , реализаци  предлагаемого способа управлени  позвол ет получить продукты омылени  высокого качества, что значительно улучшает качество получаемых смазок, снижает выход некондиционного продукта.

Claims (2)

1.Способ автоматического управлени  процессом омылени  в производстве пластичных смазок в установке, содержащей последовательно соединенные реактор, испаритель влаги и холодильник-конденсатор , путем регулировани  подачи сырь  и масла в реактор , подачи водного раствора щелочи в реактор в зависимости от величины щелочности продукта омылени  после испарител  и регулировани  температуры в реакторе изменением подачи теплоносител  на подогрев масла, отличающийс  тем, что,

с целью повьшени  качества продукта омылени  за счет увеличени  точности регулировани  процесса, дополнительно измер ют величину щелочности продукта омылени  после реактора и производительность установки, определ ют разность величин щелочности продукта омылени  после реактора и испарител  и корректируют подачу теплоносител  на подогрев масла в зависимости от этой разности и производительности установки.

2.Способ по П.1, отличающийс  тем, что величину щелочности продукта омылени  после испарител  определ ют путем измерени  величины рН конденсата, после холодильника-конденсатора и вычислени  по следующей зависимости;

у А (0,068 х - 0,79 X + 2,27)

где у - величина щелочности продукта омьшени  после испарител ;

X - величина рН конденсата после холодильника-конденсатора;

А - коэффициент, завис щий от конструкции испарител .