Система автоматического регулирования процесса термической этерификации жирных кислот бутиловым спиртом

Союз Советских Соцналистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(11) 619910(61) Дополнительное к авт. свид-ву -Заявлено 28.02,75 (21) 2113242/23-05рисоединением заявки1) М. кл.4 05 П 21/00 С 07 С 67/00 сударстаенный ноцитеавета Министроа СССРоо делац изобретениии открытий(84) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯПРОЦЕССА. ТЕРМИЧЕСКОЙ ЭТЕРИФИКАОИИ ЖИРНЫХКИСЛОТ БУТИЛОВЫМ СПИРТОМ2 обретение о осится к автоматиэазводств и может быт ции хииспольнефтехи ти дпясами, прционной и д ческой тиловь И эвестно устройство техиометрического соо их реагентов, состояще ов и концентратомеров вязанных через вычисл для поддержанияношения двух жиде из расходомевходных потоков, ительный блок с исполнительным механ ом Известное устройств статком - является уст рования по возмущению тура обратной связи по выходных параметров пр Вследствие этого изо обладает нед ройством регул и не имеет ко какому-либо и цесса. вестное устройсески поддернаварежиме,остигается тем, втоматического воляет автомат оставленная цель известная систем оце 25 ч ном птим ических проиовано в химической, пищевой имической отраслях промышленносуправения химическими процесотекающими с выделением реаквлаги, а также газа, вчастносуправления процессами термиэтерификации жирных кислот бум спиртом. Наиболее близкой к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является система автоматического регулирования, содержащая контур регулирования температурного режима реактора, датчики расхода продуктов,датчик кислотного числа 2.Недостаток известной системы при использовании для регулирования процессатермической этерификации заключается втом, что она не обеспечивает непрерывного поддержания оптимального значенияглубины этерификации, в результате чегоухудшается качество конечного продуктаи технико-экономические показатели вцелом, Указанный ,недостаток объясняется тем, что в известной системе отсутствует оперативное управление процессом по глубине этерификации.о 11 елью изобретения является автоматическое поддержание оптимальной глубиныэтерификации жирных кислот бутиловымспиртом,. регулирования процесса термической этерификации жирных кислот бутиловымспиртом, содержащая датчик температуры регулятор температуры в реакторе,выход которого подсоединен с регулирующему клапану на линйи подачи теплоно 5сителя в реактор, датчики расхода и кислотного числа синтетических жирных кислот (СЖК), поступающих в реактор, датчик и прибор контроля расхода реакционной воды, дополнительно снабжена бло 10ком определения оптимального расходавыделяющейся реакционной воды и блоком определения глубйны этерификации,причем входы блока определения оптимального расхода выделяющейся воды15подсоединены к выходам датчиков расходаи кислотного числа синтетических жирных кислот, выход упомянутого блокаподсоединен к первому входу блока определения глубины этерификации, ко второ 20му входу указанного бло а подсоединенвькод прибора контроля расхода реакционной воды, а выход блока определения глубины этерификации подсоединен ко входурегулятора температуры в реакторе,25Вследствие изменения количеств отог: нанной реакционной воды при изменении качества и количества исходных жирныхкислот, предлагаемая система обеспечиваетавтоматическое поддержание оптимального режима процесса. Подтверждением служит следующее теоретическое обоснование,Этерификация жирных кислот бутиловымспиртом протекает по уравнению:К - СН - ОН+ НО - СО - КЗ 5-ф В - СН - О - СОВ+Н 0г .ЕРеакция образования эфиров являетсяобратимой и сопровождается выделениемводы. Для сдвига реакции в сторону образования эфиров на практике осуществляется отгонка воды, Отогнанное количество воды, согласно стехиометрии, пропорционально глубине этерификации,определяемой по формуле 1Г9 ррц вт.где ГЭ - глубина этерификации,Я- действительный расходотогнанной реакционной воды,Я - теоретическое значениерасхода реакционной воды, соответствующее 100% ному превращению СЖКв эфиры.Причем теоретическое значение расхода реакционной воды Я Ъ. с определяется, исходя из стехиометрий по формуле 216 ку Окьт. 56100 где кч- кислотное число исходныхжирных кислот,Ц - расход исходных жирныхкислот,18- молекулярный вес воды66100- молекулярный вес КОН.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемой системы автоматическогорегулирования процесса термической этерификации жирных кислот бутиловым. спиртом.,Синтетические жирные кислоты и бутиловый спирт поступают в реактор 1.В реактор 2 поступают бутиловый спирти проэтерифицированный продукт на доэтерификацию. Датчиком 3 и прибором 4контролируется температура в реакторес1. Регулятор 5 и регулирующий клапан6, установленный на линии теплоносителя,служат для регулирования заданной температуры в реакторе 1. Датчик 3, прибор 4,регулятор 5 и регулирующий клапан 6составляет контур регулирования температуры. Датчик 7 и прибор 9 контролируютрасходС)КК, а датчик 8 и прибор 10 контролируют кислотное число СЖК. Блок 11определяет теоретическое значение расходареакционной воды. Датчик 12 и приоор13 контролируют расход отогнанной воды. Блок 14 определяет текущее значение глубины этерификации. Датчики 7,8,12, приборы 9, 10 и 13, блоки 11 и 14составляют контур управления глубинойэтерификации.Система автоматического регулирования процесса термической этерификацииработает следующим образом.Контур регулирования температуры вреакторе 1.Температура в реакторе, определяющая тепловой режим реактора, а следовательно и расход отгоняемой реакционной воды, контролируется датчиком 3 иприбором 4, регулируется Регулятором 5,выходной сигнал которого управляет положением регулирующего клапана 6, изменяющего подачу теплоносителя в реактор1, так, чтобы температура поддерживалась на заданном уровне,Контур автоматического управленияглубин ой этерификации.Расход СЖК контролируется датчиком7 и прибором 9, кислотное число (качество) СЖК контролируется датчиком8 и прибором 10. Блок 11 на основевыходных сигналов приборов 9 и 10определяет по формуле (2) теоретическоезначение расхода реакционной воды, соответствующее 100%-ной глубине этерификации при данном расходе и кислотномчисле СЖК. Датчиком 12 и прибором 13определяется действительное значениерасхода отогнанной реакционной воды,Выходные сигналы блока 11 и прибора13 поступают в блок 14, который определяет по формуле (1), текущее значениеглубины этерификации. Выходной сигнал 5блока 14 служит заданием регулятору 5температуры.При изменении расхода и качестважирных кислот, отмечаемом приборами9 и 10, изменяется и расчетная величина 10теоретического расхода реакционной воды,соответствующая 100%-ному превращению жирных кислот в эфиры и определяемая по формуле (2), что приведет к изменению выходного сигнала блока 11. На 15входы блока 14 поступают сигнал с выхода прибора 13, соответствующий действительному расходу отогнанной реакционнойводы. и новое значение выходного сигнала блока 11, твк как блок 14 определяет в соответствии с формулой (1) глубину этерификации то это, в свою очередь, приведет к изменению выходногосигнала блока 14. Выходной сигналблока 14 является заданием регулятору5 температуры в реакторе, Регулятор 5воздействует на регулирующий клапан,который изменяет расход теплоносителя.Это приведет к изменению температурыв реакторе и соответственно к изменению, 30расхода отогнанной реакционной воды,Изменение сигнала задания блоком14 регулятору 5 будет продолжаться дотех пор, пока тепловой режим реактора351 не приведет к такому расходу отгоняемой реакционной воды, который соответствует оптимальному значению глубиныэтерификации для нового расхода иликислотного числа жирных кислот, Приэтом выходной сигнал прибора 13 соответствующий новому текущему значениюрасхода отогнанной реакционной воды ипоступающий на вход блока 14 вместе свыходным сигналом блока 11, соответствующего этерификации, приведет к величине их отношения по формуле (1),соответствующей оптимальной глубинеэтерификации,Предлагаемая система управления 50обеспечивает автоматическэе поддержание условий, обеспечивающих отгонку реакционной воды с заданным приближением к теоретическому значению выделяющейся реакционной воды, что соответствует оптимальной глубине превращения жирных кислот в эфиры, По сравнению с извест-.ными системами она уменьшает дисперсию пэ глубине на 30-40% и освобождает полностью людей в аналитической лаборатории, осуществляющих контроль зв глубиной этерификации.Предполагаемый эк ономический эффектот внедрения системы автоматического управления процессом этерификации жирных кислот от увеличения глубины этерификации на 1,5-2 % составит 150- 200 тыс. руб. в год,Формула изобретенияСистема автоматического регулирования процесса термической этерификациижирных кислот бутиловым спиртом, содержащая датчик температуры регулятор температуры в реакторе, выход которого подсоединен к регулирующему клапану на линии подачи теплоносителя в реактор, датчики расхода и кислотного числа синтетических жирныхкислот, поступающих в реактор, датчик иприбор контроля расхода реакционной воды,о т л и ч а ю щ в я с я тем, что, с целью -стабилизации глубины этерификации,система снабжена блоком определения оптимального расхода выделяющейся реакционной воды и блоком определения глубины этерификации, причем входы блокаопределения оптимального расхода выде-ляющейся реакционной воды подсоединенык выходам датчиков расхода и кислотногочисла синтетических жирных кислот, выход упомянутого блока подсоединен кпервому входу блока определения глубиныэтерификации, ко второму входу указанного блока подсоединен выход прибэра контроля расхода реакционной воды, а выходблока определения глубины этерификацииподсоединен ко входу регулятора температуры в реактореИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство СССРМф 239243, кл. С 08 Р 1/06 1967.2, Ав торс к эе свиде тельс тв о СССРМ 3866 5 О, кл. В 01 Г 1/00, 197 2.619910 Составитель ехред Э. Ч ек санд тор С. Гарасиняк едактор Т, Девя акаэ 4507/4 ЦНИИПИ Г 13035,филиал ППП Патент, .г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 1033 арствениого комитета елам изобретений и осква, Ж, РаущскПодписноеовета Министров СССоткрытийая набд. 4/5