Способ автоматического управления процессом перегруппировки оксима в лактам

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (И) а) С 07 В 29/00 С 05 0 27/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ЗОБРЕТЕНИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С ОКСИМА табилизациилоты в реакм расхода олепутем ной ки концентрации сционной массеума и стабилизного ангидридана разбавлениещ и й с я тем,потерь олеуманости регулироразбавление олкоррекцией поцентрации олеуь 36Лине зменени ции кон н и В 088.8 ГДР В 10, 1 свид ентрации серем подачи водь мен 139846,79.тельство СССР29/00, 1973. еньшенияия точь счет повьпп ания, подачу водыума осуществляютвлажности оксима и н(54) (57) СПОСО РАВЛЕНИЯ ПРОЦЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПОМ ПЕРЕГРУППИРОВКИ а,(21) 351116Изобретение относится к способам автоматического управления технологическими процессами, в частности процессом перегруппировки оксима в пактам, и может быть использовано в хиБ мической промышленности.Лзвестен способ регулирования концентрации серной кислоты при бекманов. ской перегруппировке циклогексаноноксима, характеризующийся тем, что непрерывно измеряют вязкость реакционной смеси с помощью проточного или погружного,вискозиметра и по сигналу вискозиметра устанавливают необходимое соотношение оксим:олеум путем регулирования подвода олеума 11 1.Недостатком данного способа является низкая точность регулирования из-эа погрешности в измерении вяз 20 кости, которая определяется точностью термостатирования и влиянием концент рации серного ангидрида в олеуме. Кроме того, такой способ не обеспечивает стабильной концентрации избыточного серного ангидрида в реакционной массе. Все это приводит к повышенному расходу олеума. Наиболее близким по техническойЮ сущности к изобретению является спо соб автоматического управления процессом перегруппировки оксима, заключающийся в стабилизации концентрации кислоты в реакционной массе, включающей серный ангидрид, путем дополнительной стабилизации серного ангидрида дозированием воды в потоколеума 1 23Недостатком данного способа явля 40 ется низкая точность регулирования, Это объясняется тем, что объект регулирования, представляющий собой апериодическое звено, охвачен отрицательной жесткой обратной связью, Ввиду 45 наличия накапливающей емкости (реактор перегруппировки) изменение контролируемого параметра (кислотности или избыточного содержания серного ангидрида) в реакционной массе обна руживают с некоторой задержкой по от" ношению к вызвавшему его возмущению. Повышение быстродействия системы и точности регулирования за счет увеличения коэффициента обратной связи 55 приводит к потере устойчивости и самовозбуждению системы, что влечет за собой перерасход олеума. О 32 2Пель изобретения в ; окращение потерь олеума за счет повышения точности регулирования,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу автоматическогоуправления процессом перегруппировкиоксима в пактам подачу воды на разбавление олеума осуществляют,с коррекцией по влажности оксима и концентрации олеума.На чертеже представлена схема осуществления способа, состоящая иэ реактора перегруппировки и двух контуроврегулирования.Первый контур регулирования - стабилизация содержания серной кислоты вреакционной массе, состоит из датчика2 кислотности в отводимом перегруппированном продукте, устройства управлении 3, анализирующего показания датчика 2, исполнительного механизма 4,управляющего клапаном 5 подачи олеума,датчика 6 расхода оксима, логическогоблока 7.Схема стабилизации кислотности работает следующим образом.Замеряется кислотность в реакторе1 датчиком 2. Сигнал с датчика 2усиливается инвертирующим усилителемустройства 3 управления и через первый вход сумматора и усилитель мощности исполнительного механизма 4устанавливает положение клапана 5такое, чтобы кислотность в реакторе1 соответствовала заданному значению. В переходных режимах, когдаизменяется подача оксима, клапан 5изменяет свое состояние пропорционально скорости изменения кислотностив реакторе 1, обеспечивая оптимальныйпереходной процесс системы.Если Ч - объем реактора; А - величина входного потока олеума В - величина входного потока оксима до изменения подачи; С - то же, после изменения подачи; Х - кислотность вреакторе, то уравнение баланса поолеуму внутри реактора:(А + С)х(С)-А+Ч - + = О,где (А + С) Х (С) - количество олеума, выводимого из реактора,ахч -- изменение количества оледСума вреакторе.Таким образом, зная объем реактора Ч, действительную кислотностьХ, подачу олеума А и подачу оксима С можно вычислить скорость измене"ния кислотности - ,дхй,фвеличинь потока олеума используется сигнал, управляющий положениемклапана 5 подачи олеума. В составлогического блока 7 входят; сумматор ( Л + С ), блок умножения Х ( А ++ С ), второй сумматор (Я - Х ( А + С ),а также усилитель умножения на постоянную величину. Сигнал с выходаУлогического блока 7, представляющийсобой величину -1-, заводится на втодрой вход сумматора исполнительногояеханизма 4.Схема стабилизации кислотности вреакторе 1 представляет собой двухконтурную схему. Когда нозмущающеевоздействие отсутствует (изменениеконцентрации олеума, изменение расхода оксима) или протекает достаточно медленно, сигнал по второму входу сумматора исполнительного механизма 4 равен нулю ( = О) и состояД,,1 сние клапана 5 определяется толькоконтуром 1 регулирования в зависимости от кислотности от водимого продукта, Если же в результате возмущающих воздействий резко изменится пода-.ча оксима, логический блок 7 вычислит скорость изменения кислотности вреакторе 1 и положение клапана 5будет определяться как действительной кислотностью Х в реакторе 1., таки скоростью ее изменения - , ПоследсИзавершения переходного процесса новоеположение клапана 5 будет поддерживаться только контуром регулированияпо кислотности отводимого продуктапо цепочке: датчик 2 - устройство 3управления - исполнительный механизм4 - клапан 5.40Второй контур регулирования - постабилизации содержания серного ангидрида в реакционной массе, состоитиз датчика 8 содержания серного ан 45гидрида в реакционной массе, устройства управления 9, исполнительногомеханизма 10, управляющего клапаном11 подачи воды в смесительную камеру12, датчика 13 нлажности оксима, датчика 14 концентрации олеума и логи-50ческого блока 15,Устройство 9 управления представляет собой неинвертирующий линейный усилитель, реализующий функцию = 55 = КХ,где )( - выходное напряжение устройства 9 управления, Х - входное напряжение (сигнал с датчика 8 содер 032 4жания серного ангидрида н реэкпив- ной массе), К - коэффициент усил- ния, определяет величину отрицатеь - ной обратной связи и выставляется при наладке.4Исполнительный механизм 10 представляет собой днухходовой сумматор с последующим мощным усилителем для управления клапаном 11. Первый вход сумматора подключен к выходу устройства 9 управления, а второй вход сумматора подключен к выходу логического блока 15. Последний состоит иэ двух масштабных усилителей сигналон датчиков 13 и 14 и схемы сравнения, анализирующей выходные напряжения масштабных усилителей. Таким образом, на выходе схемы сравнения формируется сигнал соответствия концентрации олеума влажности подаваемого оксима.Управление осуществляется следующим образом.Датчиком 8 замеряется содержаниесерного ангидрида в реакторе 1.Сигнал с.датчика 8 усиливается усилителем устройства 9 управления и через первый вход сумматора исполнительного механизма 10 устанавливает положение клапана 11 такое, чтобы избыточное содержание серного ангидрида в реакторе 1 соответствовало заданному значению.Пока отсутствует возмущающее воз- действие (изменение концентрации олеума, изменение влажности оксима в противоположных направлениях) или происходит одновременное изменение концентрации олеума и влажности оксима в одном направлении сигнал на выходе схемы сравнения логического блока 15 отсутствует и клапан 11 управляется только по первому входу сумматора исполнительного механизма 10, 3При появлении раэбаланса между влажностью оксима и концентрацией олеума сигналы от датчиков 13 и 14, усиленные масштабными усилителями, формируют соответствующий сигнал(положительный или отрицательный) на выходе схемы сравнения логического блока 15. Сформированный сигнал поступает на второй вход сумматора исполнительного механизма 10 и корректирует положение клапана 11, чем достигается опережение изменения содержания серного ангидрида в реакционной массе,что в конечномитоге приводит к снижению потребления исходного олеума.3 11 Ч)32Таким образом, предлагаемый способ автоматического управления процессом перегруппировки оксима в лактам позволяет по оравы-ние с базовьробъектом уменьппть потери г)неумь ия70-80 З. Составитель Р. Клейман Техред О.Неце Корректор И. Эрдейи Редактор Т, Копб Тираж 409 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 6858/19 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4