SU939441A1

SU939441A1 - System for controlling process for synthesis of acrylonitrile

Info

Publication number: SU939441A1
Application number: SU813239663A
Authority: SU
Inventors: Надырбек Рустамбекович Юсупбеков; Марк Львович Цацкин
Original assignee: Ташкентский Ордена Дружбы Народов Политехнический Институт Им.Абу Райхана Беруни
Priority date: 1981-01-23
Filing date: 1981-01-23
Publication date: 1982-06-30

Description

Изобретение относитс к автоматизации процессов органического синтеза и может быть использовано в химической промышленности в производстве получени акрилонитрила.This invention relates to the automation of organic synthesis processes and can be used in the chemical industry in the production of acrylonitrile.

Известна система управлени процессом синтеза акрилонитрила, содержаща датчики состава продукта на выходе колонны синтеза и контур регулировани температуры в колонне синтеза Cl 1.A known system for controlling the synthesis of acrylonitrile comprises sensors for the composition of the product at the outlet of the synthesis column and the temperature control loop in the synthesis column Cl 1.

Известна также система управлени процессом синтеза акрилонитрила, содержаща датчики концентрации акрилонитрила , винилхлорида, винилацетилена и синильной кислоты на выходе колонны синтеза, последовательно соединенные датчики расходов, регул торы и клапаны подачи сол ной и синильной кислот в колонну синтеза, датчик температуры в колонне синтеза, регул тор и клапан подачи теплоносител в колонну синтеза 2.Also known is a control system for the synthesis of acrylonitrile, containing concentration sensors for acrylonitrile, vinyl chloride, vinyl acetylene and hydrocyanic acid at the outlet of the synthesis column, sequentially connected flow sensors, regulators and valves for the supply of hydrochloric and hydrocyanic acids to the synthesis column, temperature sensor in the synthesis column, torus and coolant supply valve to synthesis column 2.

Недостатбк известных систем управлени заключаетс в том, что они не обеспечивают низких расходных коэффициентов исходных компонентов и высокого выхода целевого продукта.A disadvantage of the known control systems is that they do not provide low expenditure ratios of the initial components and a high yield of the target product.

Цель изобретени - увеличение выхода целевого продукта и снижениеThe purpose of the invention is to increase the yield of the target product and reduce

расход ьк коэффициентов исходных компонентов .consumption of coefficients of the original components.

Поставленна цель достигаетс тем, что система дополнительно снабжена программным эадатчиком температуры, первым, вторым и третьим пороговыми элементами, интегратором, первым, вторым, третьим и четвертым сумматорами , первым и вторым блоками делени , элементом ИЛИ и пневмоклапаном, при этом выход программного задатчика параллельно подключен к камере задани регул тора температуры и входу первого порогового элемента, выход которого св зан с первым входом интегратора , соединенного своим вторым входом с выходом первого блока делени , а выходом - со входом первого сумматора, выход датчика расхода синильной кислоты параллельно подключен к первым входам четвертого сумматора и первого блока делени , второй вход которого св зан с датчиком концентрации акрилонитрила, датчики концентраций винилйцетилена и винилхлорида соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока делени , выход которого через третий сумматор св зан со вторым входом четвертого сумматора, подключенногоThe goal is achieved by the fact that the system is additionally equipped with a software temperature sensor, first, second and third threshold elements, an integrator, first, second, third and fourth adders, first and second division blocks, an OR element and a pneumatic valve, while the output of the program unit is connected in parallel to the chamber of setting the temperature regulator and the input of the first threshold element, the output of which is connected with the first input of the integrator connected by its second input with the output of the first division unit, and output - with the input of the first adder, the output of the hydrocyanic acid consumption sensor is connected in parallel to the first inputs of the fourth adder and the first division unit, the second input of which is connected to the acrylonitrile concentration sensor, the concentration sensors of vinylylacetylene and vinyl chloride are connected respectively to the first and second inputs of the second division unit, the output of which through the third adder is connected to the second input of the fourth adder connected

срсим выходом к камере задани регуп тара расхода сол ной кислоты, выход датчика концентрации синильной кислоты параллельно соединен со входами второго и третьего пороговых элементов, выходы которых подключены соотаетственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, св занному своим выходом с nepBRN входом пневмоклапана , второй вход которого подключен к выходу первого сумматора, а выход через второй сумматор соединен с камерой задани регул тора расхода синильной кислоты.The output of the hydrochloric acid consumption chamber is connected to the chamber; the output of the hydrocyanic acid concentration sensor is connected in parallel with the inputs of the second and third threshold elements, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the OR element connected with the nepBRN input of the pneumatic valve, the second input which is connected to the output of the first adder, and the output through the second adder is connected to the chamber of the task of the regulator of the hydrocyanic acid consumption.

На чертеже представлена принципиальна схема системы управлени . / Система управлени процессом синтеза акрилонитрида включает колонну 1 синтеза, клапан 2 подачи теплоносител в колонну синтеза, датчик 3 и регул тор 4 температуры в колонне синтеза, программный задатчик 5, первый пороговый элемент 6, интегратор 7, первый блок 8 делени , дат.чик 9 расхода синильной кислоты, датчик 10 концентрации акрилонитрила, первый сумматор 11, пневмоклапан 12, второй сумматор 13, регул тор 14 расхода синильной кислоты, клапан 15 подачи синильной кислоты, элемент ИЛИ 16, второй 17 и третий 18 пороговые элементы , датчики 19, 20 и 21 концентрации соответственно синильной кислоты, винилхлорида и винилацетилена, второй блок 22 делени , третий 23 и четвертый 2,4 сумматоры, регул тор 25, клапан 26 подачи сол ной кислоты и датчик 27 расхода сол ной кислоты.The drawing is a schematic diagram of the control system. The acrylonitride synthesis process control system includes a synthesis column 1, a coolant supply valve 2 into the synthesis column, a sensor 3 and a temperature controller 4 in the synthesis column, a programming unit 5, the first threshold element 6, an integrator 7, the first dividing unit 8, sensor 9 Hydrocyanic acid consumption, sensor 10 of acrylonitrile concentration, first adder 11, pneumatic valve 12, second adder 13, regulator 14 of hydrocyanic acid consumption, valve 15 of hydrocyanic acid, element OR 16, second 17 and third 18 threshold elements, sensors 19, 20 and 21 conc ntratsii respectively hydrocyanic acid, vinyl chloride and vinyl acetylene, a second dividing unit 22, the third 23 and fourth adders 2,4, controller 25, feed valve 26 is hydrochloric acid and the flow sensor 27 with hydrochloric acid.

Система работает следующим образом .The system works as follows.

Программный задатчик периодически измен ет задание регул тору 4, в котором происходит сравнение сигналов текущей температуры реакционной среды Ё колонне синтеза, измер емой датчиком 3, и величины задани . В случае их рассогласовани в регул торе 4 вырабатываетс команда на изменение проходного сечени клапана 2, что приводит к изменению расхода теплоносител . Одновременно с этим сигнал программного задатчика поступает в пороговый элемент б и при величине сигнала равной 0,5-0,75 от его максимального значени на выходе по вл етс команда на включение интегратора 7, в котором происходит интегрирование сигнала блока 8 делени , образованного в результате делени текущих значений количества акрилонитрила , измер емого датчиком 10, и расхода синильной кислоты (датчика расхода ) , Сигнал интегрировани поступает на сумматор 11, в котором происходит его сравнение с величиной задани , устанавливаемой в зависимости от активности катализатора. Выходной сигнал рассогласовани сумматора 11The program unit periodically changes the reference to controller 4, in which the signals of the current temperature of the reaction medium E in the synthesis column measured by sensor 3 and the reference value are compared. In case of a mismatch in the controller 4, a command is generated to change the flow area of the valve 2, which leads to a change in the flow rate of the coolant. At the same time, the signal of the program setting unit enters the threshold element b and when the signal value is 0.5-0.75 of its maximum value, the output is the command to turn on the integrator 7, in which the signal of the division unit 8 formed as a result dividing the current values of the amount of acrylonitrile measured by the sensor 10 and the consumption of hydrocyanic acid (flow sensor), the integration signal is fed to the adder 11, in which it is compared with the value of the task set in depending on the activity of the catalyst. The error output of the adder 11

через клапан 12 поступает в с мматрр 13, в котором устанавливаетс задание регул тору 14 по расходу синильной кислоты в колонну синтеза. Если отношение количества акрилонитрила в реакционных газах к расходу синильной кислоты в колонну синтеза увеличиваетс в период повышени температуры по сравнению с заданным значением , то в сумматоре 11 формируетс сигнал с положительным прира1цением, который алгебраически складываетс с заданием в сумматоре 13 и увеличивает величину задани по расходу синильной кислоты регул тору 14. Если величина проскока синильной кислоты в реакционных газах оказываетс выше или ниже установленных пределов то на пороговых элементах 17 или 18 формируетс команда, котора через элемент ИЛИ 16 закрывает пневмоклапаи 12, что преп тствует прохождению сигнала с сумматора 11. В этом случа расход синильной кислоты определ етс только значением задани , введенным в сумматор 13, и система управлени выходит из оптимального режима . Это может произойти вследствие значительного падени активности катализатора в результате накоплени хлористого аммони .through valve 12 enters into Mmatrp 13, in which the task is set to controller 14 for the consumption of hydrocyanic acid in the synthesis column. If the ratio of the amount of acrylonitrile in the reaction gases to the hydrocyanic acid consumption in the synthesis column increases during the temperature increase in comparison with the specified value, then the adder 11 generates a positive incrementing signal, which is algebraically added to the task in the adder 13 and increases the setting value for the blueling consumption acids to the regulator 14. If the leakage of hydrocyanic acid in the reaction gases is higher or lower than the established limits, then on the threshold elements 17 or 18 form There is a command that closes the pneumatic valves 12 through the OR 16 element, which prevents the signal from the adder 11 from passing. In this case, the hydrocyanic acid consumption is determined only by the reference value entered into the adder 13, and the control system exits the optimum mode. This can occur due to a significant drop in catalyst activity due to the accumulation of ammonium chloride.

Величина текущего значени расхода синильной кислоты также поступает и на вход сумматора 24, в котором происходит его алгебраическое сложение с сигналом, образованным в сумматоре 23., и величиной задани , устанавливающего номинальное значение расхода сол ной кислоты в колонну синтеза.Выходной сигнал сумматора 24 поступает в камеру задани регул тор 25 расхода сол ной кислоты, где происходит его сравнение с текущей величиной датчика 27 расхода и вырабатываетс сигнал управлени , поступающий на клапан 26. Формирование выходного сигнала в сумматоре 23 происходит в результате алгебраического сложени сигнала, поступающего от блока 22 делени , в котором происходит деление текущих значений концентраций винилацетилена (датчик 21) к винилхлорида (датчик 20) и величины задани , устанавливающей их соотношение . При отклонении заданной величины соотношени винилацетилена к винилхлориду в сумматоре 23 измен етс выходной сигнал, который через сумматор 24 корректирует расход сол ной кислоты путем изменени задани регул тору 25.The value of the current consumption of hydrocyanic acid also enters the input of the adder 24, in which it is algebraically added to the signal formed in the adder 23., and the value of the task that sets the nominal value of the hydrochloric acid consumption in the synthesis column. The output signal of the adder 24 enters the chamber of the task is a controller 25 for the consumption of hydrochloric acid, where it is compared with the current value of the sensor 27 for the flow rate and a control signal is generated, which is fed to the valve 26. The adder 23 occurs as a result of the algebraic addition of the signal from the dividing unit 22, in which the current values of the concentrations of vinyl acetylene (sensor 21) to vinyl chloride (sensor 20) and the value of the reference, determining their ratio, are divided. When the preset value of the ratio of vinyl acetylene to vinyl chloride in the adder 23 is changed, the output signal is altered, which, through the adder 24, corrects the consumption of hydrochloric acid by changing the reference to the controller 25.

Claims

Thus, the control system establishes the most rational ratio of hydrochloric and hydrocyanic acid costs, which ensures maximum removal of the product per unit volume of the apparatus at a given ratio of the concentration of in-product products in the reaction gas. The introduction of a process control system for the synthesis of acrylonitrile can significantly reduce the expenditure ratios of the initial components, increase the yield of the target product and reduce energy costs. The invention The process control system for the synthesis of acrylonitrile, containing concentration sensors for acrylonitrile, vinyl chloride, vinyl acetylene and hydrocyanic acid at the outlet of the synthesis column, successively connected flow sensors, regulators and valves for supplying hydrochloric and hydrocyanic acids to the synthesis column, temperature sensor in the synthesis column, regulator torus and valve for supplying coolant to the synthesis column, characterized in that, in order to increase the yield of the target product and reduce the expenditure ratios of the initial components it, it is additionally equipped with a programmable temperature setter, first, second and third threshold elements, an integrator, first, second, third and fourth adders, first and second division blocks, an OR element and a pneumatic valve, while the output of the program setpoint is connected in parallel to the chamber setting the temperature regulator and the input of the first threshold element, the output of which is connected to the first input of the integrator, connected by its second input to the output of the first division unit, and the output - to the input of the first adder, The output of the hydrocyanic acid consumption sensor is connected in parallel to the first inputs of the fourth adder and the first dividing unit, the second input of which is connected to the acrylonitrile concentration sensor, the concentration sensors of vinyl acetylene and vinyl chloride are connected respectively to the first and second inputs of the second dividing unit, whose output through the third adder is connected with the second input of the fourth adder, connected by its output to the chamber of setting the hydrochloric acid consumption regulator, the output of the hydrocyanic acid concentration sensor is parallel It is connected to the inputs of the second and third threshold elements, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the OR element, which is connected to the first input of the pneumatic valve, the second input of which is connected to the output of the first adder, and the output through the second adder tore of hydrocyanic acid. Sources of information taken into account during the examination 1.Dalin MA and others. Nitrile of acrylic acid. Baku, Academy of Sciences of Azerbaijan SSR, 1968, p.61.

2. Technological regulations for the production of acrylic acid at Navonazot, .xftil lliii 1975. МТП-1