Способ автоматического управления процессом нагрева переэтерификатора и система для его осуществления

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАКИИизовитенияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Гесударстюиый комитет ло делам изобретений и открытийОпубликовано 07. 05. 82. Бюллетень 17 Дата опубликования описания 07. 05. 82) А рь ретени 71) Заявите с 5 ч) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССО НАГРЕВА ПЕРЕЭТЕРИФИКАТОРА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к управлению процессом переэтерификации и может быть использовано в химической промышленности в производстве полиэти-. лентерефталата (ПЭТФ).Известны способы автоматического управления процессом нагрева переэте рификатора, заключающийся в измерении температуры теремекса, температуры массы в переэтерификаторе, температуры нижней части насадочной колонны и изменении подачи термекса и система управления, содержащая дат чики температуры термекса и массы в переэтерификаторе и нижней части насадочной колонны, клапан управления подачей термекса и соединенные с ним последовательно регулятор и алгебраический сумматор, входом подсоединенный к датчику температуры массы 1Известны также способ автоматичес кого управления процессом нагрева переэтерификатора путем регулирования подачи термекса в переэтерификатор в зависимости от разности температур термекса,и массы в переэтерификаторе и система для осуществления этого способа, содержащая датчики температур термекса и массы в пере-. этерификаторе, регулятор, первый сумматор, вентиль и клапан подачи термекса в переэтерификатор 21.Недостатком известных технических решений является то, что нагрев пе" реэтерификатора ведут по заданной программе, что часто приводит к перегреву массы и избыточному выделению газов и паров. Из-за ограниченности расхода отгонки метанола через ко" лонну переэтерификатора давление в переэтерификаторе при этом повышается, достигает предельного уровня, и имеющаяся в процессе система блокировки по предельному давлению отключает нагрев аппарата термгксом,Все это приводит к снижению производительности аппарата, так как избыток побочных продуктов реакции, 3 92596. а именно диметилтерефталата (ДИТ),иэтиленгликоля, увеличивается с уве -личением температуры, и крометого, увеличивается их конденсация в насадочной колонне, икак следствие; увеличивается обратный, возвратный ток ДИТ и этиленгликоля, уменьшая тем самым эффективное сечение колонны для метанола.Вследствие этого время ведения процесса затягивается,. Цель изобретения - повышение производительности процесса за счетликвидации режимов блокировки подачи термекса.15Поставленная цель достигается тем,что согласно способу автоматическогоуправления процессом нагрева переэтерификатора дополнительно измеряюттемпературу низа насадочной колонныи при превышении значения разноститемператур массы и низа насадочной колонны порогового значения корректируют подачу термекса.Система автоматического управле 25ния процессом нагрева переэтерификатора дополнительно содержит второйсумматор и датчик температуры низанасадочной колонны, при этом датчики температур термекса и массы подключены соответственно к первому и30второму входам. второго сумматора, выход которого через регулятор связанс клапаном подачи термекса в переэтерификатор, датчики температур массы и низа насадочной колонны соеди- З 5нены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выходкоторого через вентиль подключен ктретьему входу второго сумматора.На чертеже представлена блок-схема системы.Система содержит клапан 1 подачатермекса в переэтерификатор, регулятор 2, второй сумматор 3, датчики ч и 5 температур соответственно термекса и массы в переэтерификаторе 6, датчик 7 температуры низанасадочной колонны 8, первый сумматор 9 разности и вентиль 10, Термексподается по магистрали 11 и отводится по линии 12.В процессе переэтерификации происходит испарение продуктов реакциии одновременно с этим нагрев аппара. та путем конвекции внутри аппарата. 55По мере увеличения объема продуктовиспарения нагрев верхней части аппарата и насадочной колонны оказы 7 4вается сильно зависимым от массы этих продуктов и, следовательно, от давления внутри переэтерификатора, особенно в динамических режимах, при быстром изменении возмущений и управлений, когда скорость теплообмена через стенки аппаратаоказывается малой. При этом изменение давления в аппарате и изменение температуры нижней части насадочной колонны имеют одну и ту же причину - процесс внутреннего теплообмена в условиях значительного количества газов и паров. Экспериментальные исследования на промышленном оборудовании полностью подтвердили этот вывод. Кроме того, экспериментально было получено, что срабатывание блокировок нагрева аппарата по максимальному давлению в аппарате происходит при определенной, меньшей некоторой( 50 С ) разности температур массы и нижней части насадочной колонныЭто происходит потому что, во-первых, температура массы и всего аппарата задается с самого начала принципиально возрастающей во времени, а во-вторых, скорость роста температуры нижней части колонны относительно скорости роста температуры массы в начале процесса вследствие чего образование паров достаточно интенсивное вначале приводит к резкому повышению давления, по мере уменьшающейся по объему отгонки (и образования) паров давление менее подвержено резким изменениям. Поэтому разность температур массы в нижней части колонны в начале процесса значительно меньше, чем в середине и конце, и чувствительность к изменению этой разности от изменения теплообмена внутри аппарата высока в начале; процесса, Введение коррекции основного сигнала по этой разности значи" тельно улучшает устойчивость процесса переэтерификации.Точно так же скорость нагрева всего аппарата в процессе реакции может быть выдержана близкой к оптимальной с помощью выбранной разности температур термекса и массы. При большей разности скорость меньше, при меньшей - больше., Система автоматического управления работает следующим образом,На вход задания второго сумматора 3 подают-сигнал задания разности температур термекса и массы в переэте40 5 9 рификаторе. Этот сигнал может быть постоянным или изменяющимся во времени. При отклонении разности температр термекса и массы от этого значения сигнал отклонения подается на регулятор 11, который в зависимос ти от его величины и знака регулирует сечение клапана 1. В начале когда разность температур, замеренная датчиками 4 и 5, велика, проходное сечение клапана 1 велико, затем сечение устанавливается.По мере того, как растут темпера туры массы и корпуса аппарата, увеличивается количество паров в переэтерификаторе 6. Температура низа колонны 8, измеряемая датчиком 7, также растет и, если скорость нагрева такова, что разность температур на выходе первого сумматора отрицательна, то сигнал с выхода первого сумматора 9 проходит вентиль 10 и поступает на вход второго сумматора 3. Пороговое значение по разности температур задается на третий вход первого сумматора 9, Этот сигнал вычитается из сумматорпого и в результате снижается количество циркулирующего термекса. Температура термекса, измеряемая датчиком 4, снижается нагрев замедляется и, как следствие, уменьшается парообразование. Включение блокировки по дав" лению при этом не происходит, нагрев аппарата осуществляется более плавно и непрерывно без потерь во времени,Предложенное изобретения позволяет, таким образом, сократить время ведения процесса за счет более равномерного нагрева с контролем температур термекса и массы за счет ликвида ции режимов полной блокировки подачи термекса, повысить производительностьпроцесса на 3-53.Формула изобретенияСпособ автоматического управле ния процессом нагрева переэтерифика 25967 6тора с насадоцной колонной путем ре-,гулирования подачи термекса в переэтерификатор в зависимости от разности температур термекса и массы в 5 переэтерификаторе, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса засчет ликвидации режимов блокировкиподачи термекса, дополнительно из меряют температуру низа насадочнойколонны и при превышении значенияразности температур массы и низа на"садоцной колонны порогового значе"ния корректируют подачу термекса.15 2, Система автоматического управления процессом нагрева переэтерификатора, с насадочной колонной содержащая датчики температур термекса и массы в переэтерификаторе, регу 2 О лятор, первый сумматор, вентиль иклапан подачи термекса в переэтерификатор, о т л и ц а ю щ а я с я.тем, что она дополнительно содержитвторой сумматор и датчик температуры 2 з низа насадочной колонны, при этомдатчики температур термекса и массыподключены соответственно к первомуи второму входам второго сумматора,выход которого через регулятор свято зан с клапаном подачи термекса впереэтерификатор, датчики температур массы и низа насадочной колоннысоединены соответственно с первыми вторым входами первого сумматора,выход которого через вентиль подключен к третьему входу второго сумматора. Истоцники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Проект производства ПЭТФ плен"ки, И Тидропласт", 1972, с. 22-25.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2943468/23-26,С 07 С 69/82, 13.06.80,ГддждновКоррект Бокшан писное шская наул. Проектная,Филиал ППП "Патент", г. Уж аз 2883/7 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, И, Р