SU1488764A1

SU1488764A1 - Способ автоматического управления процессом кристаллизации из раствора в аппарате периодического действия

Info

Publication number: SU1488764A1
Application number: SU874252280A
Authority: SU
Inventors: Oleg V Bulgakov; Leonid S Rajkov; Vladimir L Rukin; Vladimir V Sotnikov; Pavel V Rashkovskij; Evgenij I Lesokhin; Alla I Ashitok; Evgenij G Tolkachev; Boris M Laskin
Original assignee: Le T I Im Lensoveta
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1989-06-23

Description

Изобретение относится к нефтехимической, химической, фармацевтиИзобретение относится к автоматическому управлению периодическими технологическими процессами, в частности к способам автоматического управления процессом кристаллизации, и может быть использовано в химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промышленности, где используются процессы кристаллизации.

Цель изобретения - повышение качества кристаллического продукта за счет увеличения в кристаллической фазе доли монодисперсных кристаллов.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации ,

2

ческой промышленности, где использу-’ ется процесс кристаллизации и предъявляются повышенные требования к однородности получаемого кристаллического продукта, и позволяет увеличить однородность получаемых кристаллов при одновременном снижении энергозатрат и увеличении производительности процесса за счет изменения расхода и температуры циркулирующего теплоносителя в зависимости от Температуры в аппарате и регулирования скорости заполнения аппарата питающим раствором в зависимости от величины свободного объема аппарата и разности текущих значений температур питающе- е го раствора и теплоносителя. Загрузку питающего раствора в аппарат начинают при температуре теплоносителя ниже температуры питающего раствора. 1 ил.

способа автоматического управления процессом кристаллизации.

Устройство содержит рубашку 1 аппарата, насос 2, промежуточную емкость 3,‘теплообменник 4, насос 5, бункер 6, регулируемый клапан 7, пропорциональный 8 и функциональный 9 регуляторы, клапаны 10-12, программный регулятор 13, датчики 14 и 15 расхода, датчики.16 и 17 температуры,

Способ осуществляют следующим образом.

Циркуляция теплоносителя через рубашку 1 аппарата обеспечивается насосом 2, который забирает теплоноситель из промежуточной емкости 3

5Ц „ 1488764

1488764

и возвращает его обратно, прокачивая через рубашку 1 аппарата и теплообменник- 4.

Питающий раствор насосом 5 подается из бункера 6 в рубашку 1 аппарата через регулирующий клапан 7, Управляющий сигнал на клапан 7 формируется пропорциональным регулятором 8, задание которому формируется в функциональном редукторе 9.

Необходимое повышение температуры теплоносителя осуществляется открытием регулирующего клапана 10, установленного на линии подачи греющего агента, а понижение - открытием клапана 11, смонтированного на линии подачи захоложенной воды. Изменение температуры в рубашке 1 аппарата осуществляется изменением расхода циркулирующего теплоносителя путем открытия или закрытия клапана 12, связанного с выходом программного регулятора 13, на вход которого поступает разность между текущей температурой в аппарате Сд('й') и заданной (£) .

Функциональный регулятор 9 формирует сигналы управления регулирующим клапанам 10 и 11 в соответствии с рассчитанными для номинального расхода циркулирующего теплоносителя законами изменения управляющих воздействий (Ц^Э®^А(С") и -и осуществляет

коррекцию этих законов в зависимости от отклонения текущего расхода циркулирующего теплоносителя, измеряемого датчиком 14 расхода, от номинального значения. Таким образом, сигналы управления регулирующим клапанам 10 и 11, формируемые регулятором 9, являются суммой программных состояний и добавки, пропорциональной Управляющему воздействию по расходу циркулирующего теплоносителя.

Кроме того, функциональный регулятор 9 формирует задание пропорциональному регулятору 8 на основе текущих значений расхода питающего раствора С_Лр(Й, измеряемого датчиком

15 расхода, температуры питающего раствора 1с_лр('с'), измеряемой датчиком

16 температуры, и температуры циркулирующего теплоносителя Сру§(£0 , измеряемой датчиком 17 температуры.

Регулятор 9 реализует следующие функции:

ЬШ) = С_пр(£) - ίρ_ϊε(Ό - ΔΤ„,

10

0 при 4Τ(£)>4Τ^ΜΑ или &ν(£)»0; Κ₃ ^ο4Τ(£)+Κ₄Άν(ΐ) при 0<&Τ(£)6Τ^5ΟΑ„Δν(£)>0 С_п? (£)аг при 4Т(£)«0 и 4ν(ΐ)>0,

(Μ_τ(ΐ?) =|υζ^αΑ(¢) + к,(с“ - С_ц(г)),

(и_х(£) =|ч\^аЧс) - к_а(Сц- с_ц(Й),

' к ₄ = к° при (и _х (ΐ^-) = о; к< - о при |м»(£) > о; к_г == Кг при (Ц_т(^) = 0; к₂ = о при (М_т(г) > о,

15

20

25

30

35

40

45

50

55

где Ц?_т ^аА (С),

- рассчитанные заранее по математической модели законы изменения во времени положения регулирующих клапанов 10 и 11 для номинального расхода теплоносителя с”;

ν_Α - рабочий объем аппарата;

йТ_ст - среднее значение температурного перепада на стенке аппарата;

гак

ЬТ - заданное значение разности температур питающего раствора и циркулирующего теплоносителя',

К₍, К^ - нелинейные коэффициенты, рассчитанные из уравнений теплового баланса системы в стационарном состоянии;

к’, К - нелинейные коэффициенты, рассчитанные по математической моделц роста кристаллов с учетом их гранулометрического состава и учитывающие влияние ν_ή , ЬТ^и &Т_ст на однородность получаемого кристаллического продукта;

Сц(£) - текущее значение расхода циркулирующего теплоносителя .

По команде оператора установки функциональный регулятор 9 включает клапан 10, в результате чего начинается нагрев циркулирующего теплоносителя. Поскольку в начапе процесса задание регулятору 8 равно нулю,

1488764

следовательно, разность температур питающего раствора и теплоносителя . ΔΤ(£) больше заданного значения

и. клапан 7 закрыт. Когда &Т(£·)

»ОА

застает меньше либо равно βΤ дание регулятору 8 определяется функцией К°йТСс) + КцЬУС'ь). Регулятор 8 открыв клапан 7, устанавливает расход питающего раствора, соответствующий заданному значению. При этом будет наибольшим в начале процесса.

По мере прогрева теплоносителя и увеличения количества сдозированного питающего раствора ήΤ(£) уменьшается. Если скорость теплообмена между аппаратом и теплоносителем такова, что &Т(£) стает равным нулю раньше, чем питающий раствор заполнит рабочее пространство аппарата, то задание регулятору 8 определяется количеством питающего раствора, сдозированного на текущий момент времени. При этом контур регулирования подачи . питающего раствора работает как контур с положительной обратной связью, что обеспечивает максимально возможную скорость загрузки питающего раствора. В этом случае программное регулирование температуры Начинается до завершения заполнения рабочего объема аппарата. При этом управляющие воздействия клапанам 10 и 11 вырабатываются регулятором 9 в соответствии с заданным законом изменения температуры в аппарате.

В том случае, если скорость теплообмена между аппаратом и теплоносителем такова, что ЛТСс") не успеет стать равным нулю до полного заполнения рабочего пространства аппарата, то программное изменение температуры в последнем начинают в момент окончания дозировки.

Программное изменение температуры осуществляется следующим способом: пусть в некоторый момент времени Сд(с) больше, чем 1?д^А(£). В этом случае программный регулятор 13 увеличивает расход циркулирующего теплоносителя. Возникшая в результате ра10

15

20

30

35

40

45

50

боты регулятора 13 разнила между текущим расходом теплоносителя и его номинальным значением Сц формирует в функциональном регуляторе 9 Управляющий сигнал в соответствии с уравнением =|и\^аА(£) Сц(Ъ), который поступает

25

- на клапан 11, увеличивая степень его открытия и тем самым снижая температуру циркулирующего теплоносителя. Увеличение расхода циркулирующего теплоносителя с одновременным снижением его температуры увеличивает интенсивность теплоотдачи в рубашке 1 аппарата и позволяет резко сократить время компенсации возникшего возмущения. В результате температура С_Л(с7) вернется к заданному значению и регулятор 13 снова установит расход циркулирующего теплоносителя С_ц(£) равным с”. При этом управляющее воздействие по охлаждающему агенту будет совпадать с расчетным. При температуре с_д(£) в рубашке

1 аппарата меньше заданной в случае программного увеличения температуры в аппарате 1 система работает аналогично.

Claims

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом кристаллизации из раствора в аппарате периодического действия путем изменения расхода и температуры циркулирующего теплоносителя в зависимости от температуры в аппарате, отличающийся тем, что, с целью повышения качества кристаллического продукта за счет увеличения в кристаллической фазе доли монодисперсных кристаллов, дополнительно регулируют скорость заполнения аппарата питающим раствором в зависимости от величины свободного объема аппарата и разности текущих значений температур питающего раствора и теплоносителя, причем загрузку питающего раствора в аппарат начинают при температуре теплоносителя ниже температуры питающего раствора.

1488764