Устройство для автоматического управления процессом щелочного омыления

Изобретение относится к устройствам автоматического управления технос,логическими процессами, в частностипроцессом щелочного омыления окисленного парафина в производстве синтетических жирных кислот, и может бытьиспользовано в химической, нефтехимической, пищевой и других с аналогичными процессами отраслях промышленности для управления нестационарнымитехнологическими процессами нейтралчзации, где возможно разделение нейтрализующего компонента на основной идополнительный потоки,15В производственных условиях процесс щелочного омыления окисленногопарафина осуществляется в последовательно соединенных аппарате и смесителе непрерывного действия путем нейтОрализации трудноомыляемых веществ(высокомолекулярных жирных кислот икислот, находящихся в связанном состоянии окисленного парафина) 40%-нымводным раствором щелочи. Омыленнаямасса после щелочного омыления характеризуется концентрацией избыточной .1 еелочи, изменяющейся в пределах 0,10,3%.Концентрация избыточной щелочи вомыленной массе является одним из режимных параметров следующей стадиипроцесса - термической обработки натриевых солей жирных кислот. Поддержание концентрации избыточной щелочивыше номинального значения приводитк увеличению степени декарбоксилирования, характеризующей потери натриевых солей жирных кислот в процессетермообработки, а попдержание концентрации щелочи ниже номинальногозначения приводит к увеличению эфирного числа в сырых жирных кислотах,что характеризует качество последних,Известно устройство для автомати"чг,ского поддержания стехиометрическо 45го соотношения двух жидких компонентов, состоящее из реактора, расходомеров и концентратомеров, установленных на линиях подачи каждого компонента, связанных посредством вычислительного блока и регулятора с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи одного из компонентов 11 .Недостатком устройства являетсяотсутствие обратной связи в виде коррекции стехиометрического соотношения расходов по качеству конечного продукта Точность измерения расходов и качественных показателей (концентраций) исходных компонентов существующими датчиками довольно низкая, что не обеспечивает заданного качества получаемого продукта.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется устройство для автоматического управления процессом щелочногоомыления, содержащее, в частности,контуры регулирования расходов основного потока щелочи в реактор и дополнительного потока щелочи в смеситель, состоящие из последовательносоединенных датчиков, регуляторов ирегулирующих клапанов, последовательно соединенных датчика и регулятораконцейтрации щелочи на выходе смесителя 121.Однако устройство содержит датчикикачественных показателей карбонатноймасеы, применение которых хотя и снижает запаздывание передачи информациив системе,. но при этом усложняетсясама система управления и снижаетсяее надежность за счет сложности в наладке и низкой надежности в эксплуатации указанных датчиков и экстремального регулятора,В результате проведенных исследований процесса щелочного омыления какобъекта управления установлено, чтоосновными возмущающими факторами являются изменение эфирного и кислотного чисел карбонатной массы, т.е. глубины предшествующей стадии процессаомыления; изменение концентрации щелочи как омыляющего агента, а такжевысокая ее концентрация (40%), чтоприводит к затруднениям при поддержании незначительной избыточной ееконцентрации (0,22 вес.%) в омыпенной массе. Установлено также, чторасход дополнительного потока щелочи,идущего на попдержание заданной концентрации избыточной щелочи в омыленной массе, является параметром,косвенно характеризующим изменениекачественных показателей.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем,что известное устройство для автоматического управления процессом щелочного омыления, содержащее контурырегулирования расходов основного потока щелочи в реактор и дополнитель3 144 ного потока щелочи в смеситель, состоящие из последовательно соединенных датчикой, регуляторов и регулирующих клапанов, последовательно соединенных датчика и регулятора концентрации щелочи на выходе смесителя, дополнительно содержит блок предварения и согласующий регулятор, при этом регулятор концентрации щелочи через блок предварения соединен с регулятором дополнительного потока щелочи, а датчики расхода дополнительного потока. щелочи через согласующий регулятор соединены с регулятором основного потока щелочи.Сущность изобретения состоит в.том, что обеспечивается автоматический контроль следующих параметров. Основной и дополнительный потоки щелочи измеряются ротаметрическими датчиками, контроль концентрации избыточной щелочи, функционально связанной с рН омыленной массы, осуществляется по" тенциометрическнм датчиком. Знак и величина рассогласования между действительным и заданным значениями концентрации щелочи в омыленной массе формируются линейным регулятором управляющее воздействие которого корректирует задание стабилизирующего регулятора дополнительного потока щелочи.Знак и величина рассогласования между действительным и заданным (опорным) значениями расходов дополнительного потока щелочи формируются согласующим работу контуров регулирования расходов щелочи регулятором, управляющее воздействие которого корректирует задание стабилизирующего регулятора основного потока щелочи.Автоматическое управление процессом щелочного омыления путем изменения расхода дополнительного потока щелочи по величине рассогласования между действительным и заданным значенйями концентраций избыточной щелочи в омыленной массе, а также путем изменения расхода основного потока щелочи по величине рассогласования между действительным и заданным расходами дополнительного потока позволяет поддерживать заданную концент" рацию избыточной щелочи в омыленной массе в условиях изменения качественных показателей компонентов процесса.На чертеже показана блок-схема устройства для автоматического управ 2540 щелочного омыления процессомления.Устройство содержит реактор 1, смеситель 2, оснащенные барботерами для перемешивания, датчик 3, регулятор 4 и регулирующий клапан 5 расхода основного потока щелочи; датчик 6, регулятор 7 и регулирующий клапан 8 расхода дополнительного потока щело 5 1 О чи, потенциометрический датчик 9 концентрации щелочи на выходе смесителя,регулятор 10, блок 11 предварения ирегулятор 12, согласующий работу контуров регулирования расходов основного и дополнительного потоков щелочи.Устройство для автоматического управления процессом щелочного омыления окисленного парафина работает следующим образом.При изменении концентрации избыточной щелочи в омыленной массе, что связано с изменением, например, эфирного и кислотного чисел карбонатной 20 25 массы, определяющих глубину процесса.карбонатного омыления, изменяется(увеличивается или уменьшается) сигнал потенциометрического датчика 9,поступающий на вход регулятора 1 О,управляющее воздеиствие которого че 30 рез блок 11 предварения поступает ввиде задания на первый вход регулятора 7 расхода дополнительного потокащелочи, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный действительному значению расхода допол. нительного потока. Выходной сигнал регулятора 7 изменяет (увеличивает илиуменьшает) воздействие на регулирующий клапан 8, который изменяет расходщелочи в смеситель 2 и поддерживаеттем самым концентрацию избыточнойщелочи в нем на заданном значении.Одновременно сигнал от датчика 6, пропорциональный расходу дополнительногопотока щелочи, поступает на один иэвходов согласующего регулятора 12,где формируется выходной сигнал, пропорциональный рассогласованию междудействительным значением расхода дополнительного потока щелочи, идущегона поддержание заданного значения кон. центрации избыточной щелочи в омыленной массе, и заданным (опорным) значением, поступающим на второй вход ре4гулятора и соответствующим, например,50-процентнояу значению диапазонаизмерения расхода щелочи датчиком 6.Выходной сигнал согласующего регуляСоставитель Г.ОгаджановРедактор Н.Бобкова Техред И.Дидык Корректор В.Бутяга Заказ 6354/23 Тираж 364 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 14425 тора 12, поступающий на первый вход регулятора 4 (на второй вход поступает действительное значение расхода), изменяет (увеличивает илн уменьшает) значение задания таким образом, что изменение расхода основного1потока щелочй с помощью регулирующего клапана 5 приводит к изменению концентрации избыточной щелочи в омы ленной массе и тем самым к изменению в обратной зависимости расхода дополнительного потока щелочи, устремляя к нулю рассогласование между действительным и заданным значениями расходов на согласующем регуляторе 12. Движение системы управления происходит до тех пор, пока величины рассогласования на регуляторе 10 и согласующем регуляторе 12 не станут равны нулю,Преимущество предлагаемого устройства для автоматического управления по отношению к известному заключается в повышении надежности функциониро я 40 бвания за счет исключения из известного устройства управления анализаторов качества карбонатной массы и экстремального регулятора, сложных в наладке и низкой надежности в эксплуатации, и включением в устройство управления регулятора, согласующего работу контуров регулирования основного и до" полнительного потоков щелочи, так как расход дополнительного потока щелочи косвенно характеризует изменение ка" чественных показателей исходных компонентов.Экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства для автоматического управления процессом щелочного омыления определяется экономией щелочи и уменьшением эфирного числа и степени декарбоксилирования натриевых солей жирных кислот последующей технологической стадии - термической обработки мыла, что приводит к улучшению качества и уменьшению потерь целевого продукта.