SU1672420A1 - Устройство автоматического управлени реактором полунепрерывного действи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к управлению реакторами полунепрерывного действи  при одновременной подаче двух компонентов в строго заданном стехиометрическом соотношении. Целью изобретени   вл етс  повышение качества конечного продукта за счет повышени  точности регулировани  температуры реакционной массы, сокращение длительности процесса дозировани  компонентов и увеличени  надежности функционировани  реактора. Регулируют температуру реакционной массы одновременным изменением синхронной подачи двух компонентов из мерников 2, 3 в реактор 1 с помощью вытеснителей 15 и 21 различных объемов, установленных внутри мерников 2, 3 и перемещаемых синхронно посредством общего регулируемого привода 29 в функции от температуры. Рассол в теплообменники реактора - змеевики 11 и рубашку 4, соединенные последовательно, подаетс  под вакуумом, причем на входе рассола в теплообменники установлен вакуумметр 31, а на выходе рассола из рубашки и змеевика расположены PH-метры 36. Выходные дискретные сигналы с вторичных измерительных преобразователей по контролю указанных параметров соедин ютс  между собой по схеме 33 логического сложени  ИЛИ, выходной сигнал которого св зан с управл ющим каналом логического элемента 30 ЗАПРЕТ, установленного на импульсной линии управлени  двигателем 20 перемещени  вытеснителей 15 и 21 в мерниках 2 и 3. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к управлению химическими реакторами дл  проведени  экзотермических процессов, касаетс , в частности , вопросов регулировани  температуры реакционной массы в реакторе полунепрерывного действи  (РПНД) и его защиты, что может найти применение в химической , нефтехимической, химико-фармацевтической , лакокрасочной, витаминной

и пищевой промышленности когда по услови м технологии требуетс  одновременна  синхронна  подача двух компонентов в строго заданном стехиометрическом соотношении .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества конечного продукта за счет повышени  точности регулировани  температуры реакционной массы сокращени 

длительности процесса дозировани  компонентов и увеличени  надежности функционировани  реактора

На фиг 1 представлена функциональна  схема устройства автоматического управлени  РПНД. на фиг 2 диаграмма динамики регулировани  температуры реакционной массы в установившемс  режиме при стабилизированной подаче компонентов и использовании расхода рассола через теплообменные устройства реактора в качестве управл ющего воздействи , на фиг 3 - диаграмма динамики регулировани  температуры реакционной массы при применении в качестве управл ющего воздействи  подачи дозируемых компонентов в реактор и максимальном расходе рассола через теплообменное устройство реактора

Устройство автоматического управлени  РПНД состоит из реактора 1 и мерников 2 и 3 с вытеснител ми различных объемов Реактор содержит последовательно соединенные рубашку 4 и змеевик 5, с помощью трубной перемычки 6, мешалку 7, выт жную систему 8 дл  отсоса газообразных продуктов реакции, клапан выгрузки 9 Через ниж- ний входной патрубок 10 рубашки поступает рассол в теплообменники реактора дл  сьема тепла экзотермических реакций нитровани  и ацетилировани  Отвод рассола с пониженной энтропией осуществл етс  через патрубок 11 змеевика Перед началом дозировки компонентов в реактор через патрубок 12 заливаетс  нужное количество уксусного ангидрида до отметки 13 По окончании дозировки обоих компонентов в реактор уровень реакционной массы повышаетс  до отметки 14. В мернике 2 расположен вытеснитель 15 большего объема , св занный с помощью штока 16 с левым концом траверсы 17 В центре последней закреплена гайка 18, в которую входит винт 19, соединенный с двигателем 20.

В мернике 3 расположен вытеснитель 21 меньшего объема, соединенный с помощью штока 22 с правым концом траверсы 17.

Сбоку обоих мерников установлены выходные патрубки 23 дл  подачи дозируемых компонентов в реактор 24 и 25 - уровни дозируемых компонентов в мернике во врем  их подачи

Температура в реакторе измер етс  первичным измерительным преобразователем (ПИП) 26, соединенным последовательно через вторичный измерительный прибор (ВИП( 27, адаптивный регул тор 28. блок управлени  двигателем 29 и логический элемент ЗАПРЕТ 30 с двигателем 20 перемещени  траверсы 17 двухкомпоненгного дозатора

Адаптивный регул тор 28 реализован на базе системы переменной структуры,

функционирующей в скольз щем режиме, инвариантном к изменению параметров объекта по управл ющему каналу

Блок управлени  двигателем 29 представл ет собой тиристорный преобразова0 тель частоты, позвол ющий измен ть скорость вращени  асинхронного двигател  с короткозамкнутым ротором как наиболее простого по устройству и надежного в эксплуатации в широком диапазоне, что и обус5 ловливает значительную переменную производительность дозатора

На входе рассола в рубашку установлен ПИП 31 контрол  наличи  вакуума, соединенный последовательно через ВИП 32 с

0 блоком уставок с первым входом логического элемента ИЛИ 33 На трубной перемычке 6 расположен ПИП 34 контрол  рН рассола, соединенный последовательно через ВИП 35 с блоком уставок с вторым входом логи5 ческого элемента ИЛИ 33

На выходном патрубке змеевика 11 установлен ПИП 36 контрол  рН рассола, соединенный последовательно через ВИП 37 с блоком уставок с третьим входом логическо0 го элемента ИЛИ 33, выход которого св зан с вторым входом логического элемента ЗАПРЕТ 30

Дл  контрол  расхода дозируемых компонентов и исправности работы дозатора

5 служит ПИП 38 и 39, установленные на выходных лини х мерников и св занные соответственно с ВИП 40 и 41

Дл  слива загр зненных остатков из мерников используютс  отсечные клапаны

0 42 и 43. 44 и 45 - импульсные линии передачи сигналов.

Работа устройства автоматического управлени  РПНД протекает следующим образом

5Температура реакционной массы регулируетс  изменением подачи дозируемых компонентов в реактор При отклонении температуры от заданного значени  сигнал с регул тора 28 поступает на блок управле0 ни  скоростью вращени  двигател  29 и пропорционально величине и знаку отклонени  определ ет скорость вращени  двигател  20 и, следовательно скорость перемещени  траверсы 17 Попедн   пере5 мещает за счет LUTO.KOB 16 и 22 вытеснители 15 и 21 в мерниках Вытеснители перемеща сь вниз с переменном скоростью вытесн ют из мерников 2 и 3 боковые выходные патрубки 23 гоокнчствующие объемы дозируемых жид к or ТРИ и реактор с

обеспечением строгого посто нства их соотношени . Логический элемент ЗАПРЕТ 30 при наличии запрещающего сигнала блокирует работу двигател  дозатора, осуществл   таким образом отсечку подачи компонентов. При отсутствии вакуума в линии подачи рассола на входе теплообмен- ных устройств реактора сигнал с ПИП 31 через ВИП 32 с блоком уставок поступает на вход логического элемента ИЛИ 33. Последний вырабатывает запрещающий сигнал ло- гическому элементу 30, и подача компонентов в реактор будет прекращена.

При наличии протечек в рубашке или змеевике сигналы с ПИП 34 или 36 через соответствующие ВИП 35 и 37 с блоками уставок iподаютс  на вход логического элемента 33. выходной сигнал с которого выра- батывает запрещающий сигнал логическому элементу 30. На основании этого сигнала двигатель 20 будет остановлен, и подача компонентов прекратитс .

Таким образом, при отклонении хот  бы одного из трех параметров от нормы (один вакуум и два рН) дискретный сигнал с ВИП 32, 35 и 37 поступит на один из входов логического элемента 33 и через логический элемент 30 выдаст команду на останов двигател  дозатора, предотвратив развитие аварийной ситуации путем отсечки подачи компонентов в реактор.

Как следует из фиг. 2. при таком управлении максимальна  амплитуда отклонени  температуры составл ет 3 К, а длительность дозировки равна 8 ч.

В случае, приведенном на фиг. 3, максимальна  амплитуда отклонени  температуры уменьшилась до 0,5 К, а длительность дозировки сократилась до 5,5 ч.

Изобретение позвол ет повысить точность регулировани  температуры реакционной массы, длительность дозировки сократить до 3-5 ч и увеличить надежность функционировани  реактора путем исключени  аварийных режимов, вызванных коррозионным разрушением теплообменников реактора.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство автоматического управлени  реактором полунепрерывного действи  с мешалкой, рубашкой, змеевиком и клапаном выгрузки, содержащее два мерника исходных компонентов, два дозатора с прибором управлени , перпичныйи вторичный из мерительныепреобразователи

   температуры реакционной массы и адашив

   ный регул тор, отличающеес  тем, что с целью повышени  качества конечного про дукта за счет повышени  точности регулировани  температуры. сокращени  длительности дозировки и надежности фун

   кционировани  реактора, в его состав до полнительно введены первичные и вторичные измерительные преобразователи контрол  вакуума на линии подачи хладагента через теплообменники реактора.

   контрол  рН на выходе хладагента из рубашки и змеевика, причем вторичные измерительные преобразователи снабжены блоками уставок, а также регулируемый привод с блоком управлени  подачи крмпонентов и электродвигателем, вытеснители различных объемов, установленные внутри мерников, штоки, общую траверсу с закрепленной на ней гайкой с ходовым винтом, боковые выходные патрубки мерников, логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, причем рубашка и змеевик соединены последовательно , а выход первичного измерительного преобразовател  температуры реакционной массы через вторичный измерительный

   преобразователь, адаптивный регул тор и блок управлени  соединен с первым входом логического элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с электродвигателем,св занным ходовым винтом с гайкой траверсы, а

   траверса через штоки жестко св зана с вытеснител ми в мерниках причем выход первичного измерительного преобразовател  контрол  вакуума на линии подачи хладагента через теплообменники реактора сое

   динен через вторичный измерительный преобразователь с первым входом логического элемента И ПИ. второй вход которого через вторичный измерительный преобразователь контрол  рН соединен с выходом

   первичного измерительного преобразовател  рН на выходе хла,-.агента из рубашки, выход первичного измерительного преобразовател  контрол  рН на выходе хладагента из змеевика через вторичный измерительный преобразователь соединен с третьим входом логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ЗАПРЕТ

   CM

   т

   гм

   г-

   1C

   Ј