SU791797A1

SU791797A1 - Method of controlling the process of producing chemical fibres and films

Info

Publication number: SU791797A1
Application number: SU762337525A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Львович Суханов; Дмитрий Георгиевич Конев; Юрий Николаевич Ястремский; Борис Гаврилович Левченко; Николай Федорович Моисеев; Юрий Львович Клоков; Юрий Алексеевич Митрофанов; Геннадий Николаевич Артемьев; Натан Давыдович Ланин
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4132
Priority date: 1976-03-22
Filing date: 1976-03-22
Publication date: 1980-12-30

Description

Изобретение относится к способам управления процессами получения химических волокон и пленок и может быть использовано, например, при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами производств вискозного волокна и целлофана.The invention relates to methods for controlling the processes of obtaining chemical fibers and films and can be used, for example, when creating automated process control systems for the production of viscose fiber and cellophane.

Известен способ управления процессом получения химических волокон и пленок путем регулирования производительности стадий процесса регенерации формовочного раствора ш.A known method of controlling the process of obtaining chemical fibers and films by controlling the performance of the stages of the process of regeneration of the molding solution w.

В известном способе регулирование производительности стадий процесса регенерации формовочного раствора в частности, стадий смешения и выпарки, осуществляют в зависимости от изменения состава и свойств формовочного раствора в процессе формования. 20In the known method, the performance control of the stages of the process of regeneration of the molding solution, in particular, the stages of mixing and evaporation, is carried out depending on changes in the composition and properties of the molding solution in the molding process. 20

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает требуемой динамической точности. При переменном, например, ступенчатом изменении состава прядильного раствора, подаваемого на формование, известный способ не позволяет изменить производительность стадий выпарки и кристаллизации во времени соответственно изменению состава Фор2 мовочного раствора, так как время вывода стадий выпарки и кристаллиза ции на заданную производительность много больше, чем время движения из5 мененного состава формовочного раствора от прядильного агрегата до соответствующих стадий регенерации. Это приводит к тому, что в переходном режиме либо не сводится материальный баланс компонентов формовочного раствора из-за недостаточной производительности стадий и для его сведения часть формовочного раствора направляется в канализацию, либо 15 к увеличению расхода топлива и энергии на проведение процесса регенерации .The disadvantage of this method is that it does not provide the required dynamic accuracy. With a variable, for example, stepwise change in the composition of the spinning solution supplied to molding, the known method does not allow changing the productivity of the stages of evaporation and crystallization in time, respectively, changing the composition of Form2 of the washing solution, since the time for the stages of evaporation and crystallization to reach a given productivity is much longer than time of movement of the changed composition of the molding solution from the spinning unit to the corresponding regeneration stages. This leads to the fact that in the transitional mode either the material balance of the components of the molding solution is not reduced due to the insufficient performance of the stages and for its information, part of the molding solution is sent to the sewer, or 15 to increase the fuel and energy consumption for the regeneration process.

Целью изобретения является повышение экономичности.The aim of the invention is to increase efficiency.

Достигается поставленная цель тем, что измеряют расход реагентов на приготовление прядильного раствора и время пребывания прядильного раст25 вора на стадиях подготовки его к формованию, а регулирование производительности стадий процесса регенерации формовочного раствора производят с коррекцией по значениям измеренных 30 параметров.The goal is achieved by measuring the flow rate of the reagents for preparing the spinning solution and the residence time of the spinning solution at the stages of preparing it for molding, and the performance of the stages of the process of regeneration of the molding solution is adjusted with correction according to the values of the 30 parameters measured.

На чертеже приведена блок-схема, поясняющая предложенный способ на примере процесса получения вискозного штапельного волокна. На ней обозначены стадия 1 приготовления прядильного раствора (вискозы)' и стадия 2 .The drawing shows a flowchart explaining the proposed method on the example of a process for producing viscose staple fiber. It indicates the stage 1 preparation of the dope solution (viscose) 'and stage 2.

подготовки его к формованию⁴, пря- ’ дильный агрегат 3J стадии 4,5,6 процесса регенерации формовочного раствора соответственно кристаллизации .сульфата натрия, выпаривания, смете- . !ния] датчик 7, регулятор 8, исполнительный механизм 9 регулирования производительности стадии кристаллизации* датчик 10, регулятор 11, исполнительный механизм 12 регулирования производительности стадии выпаривания) tS расходомеры 31, 14, датчик 15 запаса прядильного раствора,· датчик 16 состаС помощью вычислительного блока 17 измеряют время Т пребывания прядильного раствора на стадиях подготовки его к формованию как отношение Т = = \Έ /g , а регулирование производительности стадий кристаллизации и выпаривания производят с коррекцией по значениям измеренных параметров с помощью вычислительного блока 18, реализующего, например, следующий алгоритм:preparing it for molding ⁴ , spinning unit 3J of stage 4,5,6 of the process of regeneration of the molding solution, respectively crystallization of sodium sulfate, evaporation, estimate -. !] sensor 7, regulator 8, actuator 9 for regulating the performance of the crystallization stage * sensor 10, regulator 11, actuator 12 for regulating the performance of the evaporation stage) tS flow meters 31, 14, sensor 15 of the dope stock, sensor 16 with the use of a computing unit 17 measure the residence time T of the dope at the stages of preparing it for molding as a ratio T = \ Έ / g, and the performance of the stages of crystallization and evaporation is adjusted with correction for Merenii parameters using the computing unit 18 performs, for example, the following algorithm:

3~^ ва прядильного раствора, вычислительные блоки 17, 18, датчик 19 текущего времени. 2Q3 ~ ^ va dope solution, computing units 17, 18, sensor 19 of the current time. 2Q

На вход стадии 1 приготовления прядильного раствора подается полимер (целлюлоза)· и реагенты (вода, едкий натрий). Приготовленный раствор поступает на стадию 2 подготовки его к формованию, где подвергается обезвоздушиванию.и фильтрации, а затем передается на прядильный агрегат 3. Со стадии 6 смешения на прядильный агрегат поступает формовочный раствор, содержащий серную кислоту. ОтработанныйThe polymer (cellulose) · and reagents (water, sodium hydroxide) are fed to the input of stage 1 of the preparation of the dope solution. The prepared solution goes to stage 2 of its preparation for molding, where it is dehydrated and filtered, and then transferred to the spinning unit 3. From stage 6 of mixing, the spinning unit receives a molding solution containing sulfuric acid. Spent

и T-tnt и T-trt,/’ Uand T-tnt and T-trt, / ’U

MpiXl’*⁰ u T-t 7 Гт,, U T-t “ Τ γMpiXl '* ⁰ u Tt 7 Gt ,, U Tt “Τ γ

I и T-t <(3) (4) формовочный раствор с прядильного комбайна подается на регенерацию,при которой из него удаляются избыток воды путем выпаривания на стадии 5 и избыток сульфата натрия путем кристаллиза-^5 ции на стадии 4.I and Tt <(3) (4) the molding solution from the spinner is fed to regeneration, in which excess water is removed from it by evaporation in stage 5 and excess sodium sulfate by crystallization in stage 4.

^ГДе соответственно задания по производительностям стадий выпаривания воды и кристаллизации сульфата натрия; ^WHERE, respectively, tasks on the productivity of the stages of water evaporation and crystallization of sodium sulfate;

d - коэффициенты;d are the coefficients;

Избыток воды в составе формовочного раствора получается за счет воды, вносимой прядильным раствором, и воды,дд образовавшейся в результате химической реакции серной кислоты и едкого натра в процессе формования, которая определяет и избыток сульфата натрия. При этом количество продуктов, определенных реакцией, зависит от коли- 45 чества едкого натра.Excess water in the composition of the molding solution is obtained due to the water introduced by the dope, and water, dd formed as a result of the chemical reaction of sulfuric acid and caustic soda during molding, which determines the excess of sodium sulfate. The amount of products determined by the reaction depends on the amount of caustic soda.

Способ управления осуществляется следующим образом.The control method is as follows.

Регулирование производительности 50 стадий кристаллизации и выпаривания осуществляют регуляторами 8, 11, которые подсоединены к соответствующим датчикам и исполнительным механизмам.Performance control 50 stages of crystallization and evaporation is carried out by regulators 8, 11, which are connected to the respective sensors and actuators.

Расходомером 14 измеряют расход реагентов: воды - ffy, едкого натра*^ на приготовление прядильного раствора.The flow meter 14 measures the flow of reagents: water - ffy, caustic soda * ^ for the preparation of the spinning solution.

С помощью датчика запаса прядильного раствора, например измерителя уровня прядильного раствора с баках 40 стадий подготовки его к формованию, измеряют запас прядильного раствора у/, расходомером 13 измеряют расход прядильного раствора на формирование 3_, а датчиком 16 его состав. 45Using a spinning stock sensor, for example a spinning level meter with tanks of 40 stages of preparing it for molding, measure the spinning stock y /, the flow rate of spinning solution for forming 3_ is measured by a flow meter 13, and its composition 16. 45

- соответственно текущие значения производительности стадий выпарки и кристаллизации- respectively, the current values of the productivity of the stages of evaporation and crystallization

- соответственно заданные значения производитель- ности стадии выпарки по расходу и составу прядильного раствора, подаваемого на формование и по расходу воды на приготовле, . ние прядильного раствора*,- accordingly, the set values of the productivity of the evaporation stage in terms of flow rate and composition of the dope solution fed to the molding and in the consumption of water in the preparation,. spinning solution *,

- соответственно заданные ’ значения производительности стадии кристаллизации сульфата натрия по расходу и составу прядильного раствора, подаваемого на формование и по расходу едкого натра на приготовление прядильного раствора,*- respectively specified ’values of the productivity of the stage of crystallization of sodium sulfate in terms of consumption and composition of the dope solution supplied to the molding and on the consumption of caustic soda to prepare the dope solution *

Ь - текущее время;B is the current time;

- соответственно время вывода на заданный режим стадии выпарки и кристаллиза· ции ‘- accordingly, the time of withdrawal to a given mode of the stage of evaporation and crystallization · ·

- соответственно содержание воды и едкого натра в прядильном растворе на формование]- respectively, the content of water and caustic soda in the dope for molding]

- стехиометрические коэффициенты выхода воды и суль фата натрия от весойого расхода едкого натра в реакции нейтрализации;- stoichiometric coefficients of the yield of water and sodium sulfate from the weighty consumption of caustic soda in the neutralization reaction;

kg - коэффициенты потери воды и едкого натра на стадиях подготовки прядильного раствора к формированию.kg - water and caustic soda loss coefficients at the stages of preparation of the dope solution to formation.

При выполнении условий ^и = Poi Формул (3) и (4), как.Under the conditions ^and = Poi of Formulas (3) and (4), as.

видно из соотношений (1) и (2) регуляторы производительностей стадий выпарки и кристаллизации 8, 11 отрабатывают отклонения текущих производительностей Mf и jUj от заданных Мо/ ' ^по подаче прядильного раствора на формование и его составу, вычисленных по формулам (5).it can be seen from relations (1) and (2) that the controllers for the productivity of the stages of evaporation and crystallization 8, 11 work out deviations of the current capacities Mf and jUj from the specified Mo / ' ^by feeding the spinning solution to the molding and its composition, calculated by formulas (5).

Если в какой-то момент времени подача реагентов на приготовление пря«дильного раствора (fy и О,* изменится, -изменятся и значения , Noi' в соответствии с формулами (6). По сигналу об изменении- включится датчик 19 текущего времени. Поскольку изменение подачи реагентов изменяют состав прядильного раствора на стадиях его приготовления, а не на подаче к прядильному агрегату, вначале выполняются условия формул (3),(4) T-t?t , и T-t7v, а регуляторы 11,8 продолжают отрабатывать отклонения производительностей от заданных ^и · с течением времени по продвижению вискозы нового состава к выходу на формование достигается условие T-t = = Т< T-t = Vi, . В этот момент времени в формулах (1)· и, (2) значения Д7_0/и заменяются на и ,Μρζ, ·If at some point in time the supply of reagents for the preparation of a direct solution (fy and О, * changes, the values of Noi 'change in accordance with formulas (6). Upon a change signal, the current time sensor 19 will turn on. a change in the supply of reagents changes the composition of the spinning solution at the stages of its preparation, and not at the supply to the spinning unit, first the conditions of formulas (3), (4) Tt? t, and T-t7v are fulfilled, and the regulators 11.8 continue to work out the deviations of capacities from · set ^and over time to promote Whisk PS new composition to enter the molding condition is achieved Tt = = T <Tt = Vi,. At this time, in the formulas (1) · and (2) the values of D7 _{0 /} and replaced on and, Μρζ, ·

Регуляторы 8, 11 начинают перевод стадий выпарки и кристаллизации на новые производительности, заданные значениями №1 »яй ·Regulators 8, 11 begin the transfer of the stages of evaporation and crystallization to new capacities specified by values No. 1 "yy ·

Когда прядильный раствор, имеющий новый состав, начинает поступать на формование, то достигаются условия μ₀₁ -]u$ = о и T-tZu, ,When a spinning dope having a new composition begins to flow into molding, the conditions μ ₀₁ -] u $ = o and T-tZu,,

T-t 4ΐ$. В формулах (1) и (2) происходит замена //$ и на./t^ и нов этот момент времени состав прядильного раствора по и уже соответствует новому, установленному в зависимости от c^_f и({^.Tt 4ΐ $. In formulas (1) and (2), // $ is replaced by. / T ^, and this time is new and the composition of the dope solution is equal to and already corresponds to the new one established depending on c ^ _f and ({^.

Цикл коррекции прекращается с поступлением формовочного раствора, отработанного в контакте с новым составом прядильного раствора, на выпарку и кристаллизацию. При этом T-t - 0.The correction cycle stops with the receipt of the molding solution, spent in contact with the new composition of the spinning solution, for evaporation and crystallization. Moreover, T-t is 0.

Таким образом осуществляется упреждающая коррекция производительности стадий процесса регенерации формовочного раствора, что позволяет улучшить сведение материального баланса процесса регенерации формовочного раствора и сократить потери реагентов.Thus, proactive correction of the productivity of the stages of the process of regeneration of the molding solution is carried out, which allows to improve the reduction of the material balance of the process of regeneration of the molding solution and reduce the loss of reagents.

Claims

The invention relates to methods of controlling the processes of obtaining chemical fibers and films and can be used, for example, to create automated process control systems for the production of viscose fiber and cellophane. A method is known to control the process of obtaining chemical fibers and films by adjusting the molding solution regeneration steps. the way the performance of the stages of the process of regeneration of the molding solution in particular ti, mixing steps, and evaporation, is carried out depending on the variation of composition and properties of the spinning solution during spinning. The disadvantage of the known method is that it does not provide the required dynamic accuracy. With a variable, for example, stepwise change in the composition of the spinning solution fed to the molding, the known method does not allow to change the productivity of steel, g; s evaporation and crystallization in time, respectively, changing the composition of the molding solution, since the time of extraction of the evaporation and crystallization stages is The given productivity is much longer than the time of movement of the modified composition of the molding solution from the spinning aggregate to the corresponding stages of regeneration. This leads to the fact that in the transitional regime either the material balance of the molding solution components is not reduced due to insufficient stage performance and to reduce it, part of the molding solution is directed to the sewage system, or to an increase in fuel and energy consumption for the regeneration process. The aim of the invention is to improve the economy. The goal is achieved by measuring the consumption of reagents for preparing a spinning dope and the residence time of the spinning doze on the preparation preparations for molding, and adjusting the performance of the stages of the molding solution regeneration process with correction of the measured parameters. The drawing shows a flowchart explaining the proposed method during the process of obtaining a viscose staple zoo. Stage 1 of preparing a spinning solution (viscose) and stage 2 of preparing it for molding are shown on it. Spinning unit 3J stages 4,5,6 of the process of regeneration of the molding solution according to crystallization of sodium sulfate, evaporation, mixing; sensor 7, controller 8, actuator 9 for controlling the crystallization stage performance sensor 10, controller 11, actuator 12 for regulating the performance of the evaporation stage, flow meters 31, 14, sensor 15 for the spin solution, sensor 16 for the spin solution, calculator Real blocks 17, 18, current sensor 19, time. The polymer (cellulose) - and reagents (water, caustic sodium) are fed to the inlet of stage 1 of the preparation of the spinning dope. The prepared solution is supplied to stage 2 of its preparation for the formation, where it is subjected to dehydration and filtration, and then transfers from the spinning unit 3, With stage 6 of mixing, the spinning mixture containing sulfuric acid enters the spinning unit. The spent molding solution is fed from the spinning coil to regeneration, in which excess water is removed from it by evaporation at stage 5 and excess sodium sulfate by crystallization at stage 4. Excess water in the composition of the forming solution is obtained by water introduced a spinning solution, and the water formed as a result of the chemical reaction of sulfuric acid and caustic soda in the molding process, which determines the excess sodium sulfate. The amount of products determined by the reaction depends on the amount caustic soda. The control method is as follows. The capacity control of the crystallization and evaporation stages is carried out by regulators 8, 11, which are connected to the respective sensors and actuators Flow meter 14 measures the consumption of reagents: water - Caustic soda cell for preparing the spinning solution. Using a sensor of the spinning solution, for example, a spinner level meter with tanks of its preparation stages for forming, the supply of spinning solution VV is measured, the flow meter of the spinning solution for forming 3 is measured by flow meter 13, and its composition is measured by sensor 16. using the computing unit 17, the residence time T of the spacer at the preparatory stages of forming is measured as the ratio T g I and the production of the crystallization and casting stages is controlled by correcting the measured parameters by measuring the computational unit 18, for example, the following itm:) o P MOG) OGO o, og oi P MOGMo o m T-t77r and T-trt, / o, p MogMo; - o W -tit ,, “MogCh i; UpH cerebrum ob P) -e (, i2 H-. , respectively, the assignments for r, a, the productivity of the stages of evaporation of water and crystallization of sodium sulfate; d coefficients; respectively, the current e value of the stages of evaporation and crystallization; X, respectively, the specified values of the productivity of the stage of evaporation in terms of flow rate and the composition of the spinning solution supplied to the molding and the consumption of water for the preparation of the spinning solution, respectively the specified values of the performance of the crystallization stage of sodium sulfate consumption and the composition of the spinning dope supplied to the molding and the consumption of caustic soda to prepare the spinning dope, the current time; respectively, the time taken for the evaporation and crystallization stages to the specified mode; respectively, the content of water and caustic soda in the spinning solution for molding. K {2, the stoichiometric coefficients for the release of water and sodium sulfate from the weight consumption of caustic soda in the neutralization reaction, the loss coefficients of water and caustic soda at the stages of preparing the spinning solution to form .LO If the conditions oi A o and 0 are satisfied, the formulas ( 3) and (4), as. It can be seen from relations (1) and (2) that the performance regulators of the evaporation and crystallization stages 8, 11 work out the deviations of the current productivities Mf and 3 from the given Mo ° to the spinning feed on the molding and its composition calculated by formulas (5). If at some point in time the supply of reagents for the preparation of the spinning solution o / and O. changes, t f41 fi), the values of jUo, / 1/53 are also changed in accordance with formulas (6). Upon a signal of change, jU turns on the current-time sensor 19. Since a change in the supply of reagents changes the composition of the spinning solution at the stages of its preparation and not on the supply to the spinning aggregate, the conditions of formulas (3), {4, are first satisfied. T-t7t, and T-17i, and regulators 11.8 continue to work out the performance deviations from the given W-. and With the passage of time, the condition T-t tf T-t 1/1, is achieved by advancing the viscose of the new composition to the molding output. At this point in time, in formulas (1) - and (2), the values of / pj are replaced by and Л, the Regulators 8, 11 begin to translate the evaporation and crystallization stages to new productions, given by the values of and. When a spinning solution having a new composition begins to be fed to the molding, then the condition | / о -Kf 0, // oz- > O and, T-tj is reached. in formulas (1) and (2), there is a replacement of // and on, / C and jWj, but at this moment in time the composition of the liquor solution in 7t and 5fj already corresponds to the new one, which is installed depending on the field. The correction cycle is terminated with the injection of the molding solution, which has been used in contact with the new composition of the spinning solution, for evaporation and crystallization. At the same time, T-t 0. Thus, proactive correction of the productivity of the stages of the molding solution regeneration process is carried out, which allows improving the material balance of the molding solution regeneration process and reducing the loss of reagents. The invention The method of controlling the process of obtaining chemical fibers and films by adjusting the performance of the stages of the molding solution regeneration process, characterized in that, in order to improve efficiency, the consumption of reagents for preparing the spinning solution and the residence time of the spinning solution are measured. molding, while adjusting the performance of the stages of the molding solution regeneration process is performed with correction according to the values of the measured parameters. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate 511956, cl. B 01 D 1/00, 1978.