SU1606178A1 - Устройство дл автоматического управлени процессом нитровани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к управлению экзотермическими процессами, осуществл емыми в реакторах полунепрерывного действи  (РПНД), может найти применение в химической, нефтехимической, химико-фармацевтической, витаминной, пищевой промышленност х и позвол ет повысить точность регулировани  температуры и сократить длительность дозировки. Сущность предлагаемого технического решени  состоит в применении трубы, расположенной внутри мерника, дл  передавливани  дозируемого компонента с определенной скоростью через соединительную линию в реактор, использовании линии подачи сжатого воздуха с дросселем в газовую полость мерника через трехходовой регулирующий клапан, привод которого св зан с адаптивным регул тором, а второй выходной патрубок (боковой) соединен с атмосферой дл  стравливани  давлени , причем на соединительной линии расположен обратный клапан, преп тствующий обратному потоку реакционной массы при возникновении сифонного эффекта или по влении избыточного давлени  в реакторе из-за интенсивного газовыделени  при декструктивном разложении реакционной массы. Введенный в систему управлени  блок уставок предназначен дл  выработки противоаварийных управл ющих воздействий при опасном повышении температуры, направленных либо на отсечку подачи компонента, либо на аварийный сброс содержимого реактора. 2 ил.

Description

1

(21)4416737/31-26

(22)22.03.88,

(46) 15. Л.90. Бкш. № 42

(71)Ленинградский технологический институт им. Ленсовета и Всесоюзный научно исследовательский химико- фармацевтический институт

им. Серго Орджоникидзе

(72)В.А.Лукашин, В.И.Сахненко, В.Г.Зарембо-Рацевич, В.В.Кашмет, П.С.Зубарев, В.В.Сотников, Е.В.Захаров, О.Н.Волжина

и М.В.Соколов

J53) 66.012-52 (088.8)

(56) Обновленский П.А. и др.Эффективность автоматического управлени  хими ко-технологическими процессами. Л. : . Машиностроение.

Авторское свидетельство СССР № 1230667, КЛ..В 01 J 19/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НИТРОВАНИЯ (57) Изобретение относитс  к управлению зкзотермическит-да процессами, осуществл емыми в реакторах полунепрерывного действи  (РПНД), может найти применение в химической, нефтехимической , химико-фармацевтической витаминной, пищевой промышленност х. . и позвол ет повысить точность регули-

ровани  температуры и сократить длительность дозировки. Сущность предлагаемого технического решени  состоит в применении трубы, расположенной внутри мерника, дл  передавлива- ни  дозируемого компонента с определенной скоростью через соединительную линию в реактор, использование линии подачи сжатого воздуха с дросселем в газовую полость мерника через трехходовой регулирующий клапан, привод которого св зан с адаптивным регул тором , а второй выходной патрубок (боковой) соединен с атмосферой дл  стравливани  давлени , причем на соединительной линии расположен обратный клапан, преп тствующий обратному потоку реакционной массы при возник новении сифонного эффекта или по в- лении избыточного давлени  в реакторе из-за интенсивного газовыделени  при деструктивном разложении реакционной массы. Введенный в систему управлени  блок уставок предназначен дл  выработки протйвоаварийных управл ющих воздействий при опасном повьштении температуры, направленных либо на отсечку подачи компонента, либо на аварийный сброс содержимого

реактора. 2 ил.

с

(Л

о о

00

Изобретение относитс  к управлению экзотермическими процессами химической технологии, осуществл емыми в. аг1паратах с нестационарной динами- ко и, и касаетс , в частности, вбпрб

сов регулировани  температуры реакционной массы в реакторе полунепрерывного действи  (РПНД), которое может найти применение в химической, лакокрасочной, химико-фармацевтической , витаминной, нефтехимической, пищевой и других отрасл х промьшшенности при синтезе целевых и промежуточных продуктов.

Цель изобретени  - повьшгение точности регулировани  температуры реакционной массы и сокращение длительности дозировки компонента.

На фиг,1 представлена функциональна  схема устройства автоматического управлени  РПНД; на фиг.2 - график изменени  длительности дозировки в зависимости от вариант) подачи компонента .

На функциональной.схеме (фиг.1) изображены реактор 1 с последователь- но соединенными трубчатой перемычкой 2э рубашкой 3, змеевиком 4, мешалкой 59 двигателем б мешалки, клапаном 7 аварийного сброса, патрубками 8 и 9 подачихладоагента,в рубашку и выхода его из змеевика выт жным патрубком 10 выхода газообразных продуктов реакции.

Через заливной патрубок И происходит заполнение реактора одним из исходных компонентов до отметки 12. , По окончании дозировки уровень реакционной массы в реакторе повышаетс  до отметки 13.

Мерник 14, заполн емый через отсеч ной клапан 1.5 жидкостью до отметки 6j содержит трубу 17 передавливани  не доход щую до днища мерника, по которой жидкость при наличии давлени  в мернике постепенно поступает с оп- редел.енным расходом в реактор. При этом, дл  исключени  образовани  пр мого сифонно-самосто тел ьного потока дозируемого компонента из мерника в реактор, при отсутствии управл ющего воздействи  первоначальный уровень дозируемого .компонента в мернике - отметка 16, должен быть равен или находитьс  несколько ниже исходного уровн  реакционной массы в реакторе отметке 12,

Трехходовой клапан 18, установленный на крьшке мерника и нижним па- . трубком соединенный с его газовой полостью , служит дл  управл емой подач через верхний патрубок по линии 19 сжатого воздуха через настраиваемый дроссель 20 с одновременным стравливанием его через боковой патрубок 21 в атмосферу с созданием в мернике такого давлени , которое обеспечивает требуемый расход компонента дл  поддержани  заданной температуры реакционной массы в РПНД.

Настраиваемый дроссель снижает расход газа, подаваемого в мерник, исключа  режим короткого замыкани  в питающей пневматической магистрали. На линии 22, соедин ющей мерник с реактором, расположен обратный клапан 23. Он предназначен дл  предотвращени , возможного обратного потока реакционной массы из реактора в мер- ник за счет образовани  сифона, при котором уровень его в реакторе в определенный момент времени становитс  существенно вьш1е уровн  дозируе- мо.го компонента в мернике, или при возникновении избыточного давлени  в реакторе вследствие интенсивного газовыделени  при аварийном деструктивном разложении реакционной массы.

Слив загр зненного остатка по окончании дозировки производитс  из мерника с помощью сливного клапана 24 в емкость отходов, который одновременно служит и дл  промывки мерника в случае прекращени  работ. Температура реакционной массы контролируетс  датчиком 25 с вторичным измерительным прибором (ВИП) 26, снабжен- ным нормирующим преобразователем.

Дл  стабилизации температурного режима в РПНД служит адаптивный регул тор 27, реализующий принцип переменной структуры при функционировании в скольз щем режиме, инвариантном к изменению параметров РПНД по управл ющему каналу. Дл  выработки противоаварийных управл ющих воздействий при опасных значени х служит блок 28 установок на два дискретных значени  .(меньшее - дл  отсечки подачи компонента в реактор, а большее - дл  аварийного сброса содержимого реактора).

Аналоговый выход с адаптивного регул тора 27 соединен с приводом трехходового регулирующего клапана через первый вход логического элемента 29, реализующего функцию ЗАПРЕТ .

Один дискретный выход с блока 28 установок (БУ) соединен с-вторым входом элемента 29 ЗАПРЕТ, а другой дискретный выход с БУ 28 - с клапаном 7 аварийного сброса.

Дл  контрол  уровн  дозируемой жидкости в мернике служит ПИП 30 с ВИП 31, дп  измерени  величины давлени  сжатого воздуха - ПИП 32 и ВИП 33, а дл  фиксировани  значени 

расхода дозируемого компонента, подаваемого в реактор, - П11П 34 с ВНП 35.

Устройство работает следующим образом .

Регламентный режим,При отрицательном отклонении температуры реакционн массы адаптивный регул тор 27 вырабатывает сигнал на перекрытие трехходового регулирующего кланана 1.8 таким образом, что степень о -крыти  входного отверсти  подачи сжатого воздуха из линии 19 увеличиваетс , а степень открыти  бокового патрубка 21 - дросселирование сжатого воздуха в атмосферу - уменьшаетс , в результате чего под действием возросшего давлени  сжатого воздуха в воздушной полости мерника компонент с повьпиен- ной скоростью начинает подниматьс  по трубе передавливани  в линию подачи компонента в реактор. Это приводит к возросшему расходу компонента в реактор, вследствие чего начинаетс  повышение температуры реакционной массы.

При положительном отклонении температуры реакционной массы с адаптивного регул тора 27 поступает команда на изменение положени  штока клапана 18 относительно седел в сторону уменьшени  степени открыти  входного от- иерсти  из линии 19 подачи сжатого воздуха и увеличени  степени открыти  бокового патрубка 21 сброса воздуха в атмосферу. В результате этого давление в мернике 14 падает, что вызывает уменьшение подачи компонента в реактор и, как следствие, температура реакционной массы начинает снижатьс , Такиг образом величина соотношени  между подачек сжатого воздуха в мерник и его стравливанием в атмосферу рех улируетс  автоматически ПС сигналу с адаптивного регул тора температуры реакционной массы.

Аварийный режим.; При аварийном повышении температуры реакционной

16

массы до значени  первой уставки /от28 поступает

сечка ко.чпонента) с БУ командный сигнал на элемент 29 ЗАПРЕТ , блокир. подачу управл ющего сигнала с адаптивного регул тора 27 на трехходового регулирующего клапана 18; благодар  чему в последнем за счет возвратной пру- ж-кны привода входное отверстие подачи из линии 19 сжатого: воздуха будет

1606178

й

10

20

25

30

35

0

полностью перекрыто, а боковой па - трубок 21, св зывающий воздушную полость мерника с атмосферой, полностью открываетс :.давление в мернике падает до нул .и подача компонента в р еактор прекращаетс . Обратный клапан 23 предотвращает возможный аварийный переток реакционной массы из реактора 1 в мерник 14 за счет по влени  сифонного эффекта или избыточного давлени  в реакторе вследствие интенсивного газовыделени , происход щего при аварийном режиме. При аварийном повышении температуры реакционной массы до значени  второй уставки (аварийной сброс)с БУ 28 поступает командный сигнал на клапан 7 аварийного сброса дл  эвакуации содержимого реактора в аварийную емкость с целью предотвращени  выброса реакционной массы или взрывного разрушени  реактора .Таким образом , ценой вынужденных потерь целевого продукта предотвращаетс  или локализуетс  опасное развитие аварийной ситуации.

Из графика (фиг.2) следует, что по сравнению с трехклапанной системой подачи дозируемого компонента в реактор (ломана  лини  1) применительно к процессу нитровани  бензодиоксола 20% раствором HNO в хлористом метилене предлагаемое устройство дл  управлени  РПНД по передавливанию дозируемого компонента (наклонна  пр ма  2) обеспечивает существенное сокращение длительности дозировки компонента . (С- с с,) , где на оси абсцисс обозначено врем  слива компонента с,

5

, а на оси ординат - текущий объем дозирующего компонента в мернике Vjj..

Использование изобретени  при автоматизации процесса нитровани  бензодиоксола дл  синтеза 3,4-мети- лендиоксинитробензола,  вл ющегос  промежуточным продуктом в производстве оксолиновой кислоты - важного Q лекарственного препарата, позвол ет до ±0,25 К повысить точность стабилизации температурного режима реакционной массы в РПНД и сократить длительность дозировки компонента в , реактор.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  автоматического управлени  процессом нитровани  в

   реакторе полунепрерывного действи , соединенном линией дознровки компонента в реактор с мерником, содержащее последовательно соединенные датчик н адаптивный регул тор темнературы реакнионной массы, блок уста век, датчик уровн  и давлени  в мер- нике, датчик расхода компонента и клапан аварийного сброса реакционной массы на выходе реактора, о т л и - ч .а ю iif е е с   тем, чт.о, с нельга повышени  точности регулировани  температурь реакнионной массы и сокра- ;11,енн  длительности дозировки компонента; оно донолните пьно содерхснт трубу дл  передавливани  дозируемого компоп -нта и пеактор, обратный клапан , линию подачи сжатого воздуха в газовую полог ь мерника, настраиваемый дроссель., трехходовой клапан

   79

   С/

   I

   ,(;

   i

   /

   ч)

   Л у

   и логический элемент ЗАПРЕТ, гфи дтом опр тный клап, устанс: лен на дп  передавлива    дозируемого компонента в реактор, настраиваемый дроссе.гН) и трехходовой к;1аг ан последовательно установлены на линии подачи сжатого воздуха в газовую полость черника 5 третий выходной патрубок трехходового клапана св зан с г тмocфepoй, выход датчика температуры . массы подключен также к (зходу (ij if Ka уставок, первый выход которотч/ сое,дине.н с клапаном anapi iiHoro сбрсга реакционной массы., а второй В1лход с, ; ;за 1 с iiepBbiAi входом :югического эломенга ЗАПРЕТ; нод- . ,гп.) :еп - ым СБО(-П 1 Я уорь м вхо i.oM к вы хс Ду адаптнвпого регул тора,, а выхок приводу

   ехходовог о клапана,

   т

   mfC i ..Л .-. mL ...|Г:: -:Р |

   1 -Г Ш------1 ---- Г

   1-т)-1г::Г

   1 -г 11-лс 7Ж J:

   Фиг.2

   60 Гд-60,С