Система управления процессом синтеза акрилонитрила

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 93 9441(23) ПриоритетОпубликовано 300682. Бюллетень Мо 24Дата опубликования описания 300682 51)М К з С 07 С 121/325 05 7 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(У 2) Авторы изобретения Н.Р,Юсупбекев и М.Л.Цацкин Ташкентский ордена Дружбы Народов политехннческнй институт им. Абу Райхана Беруни(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СИНТЕЗА АКРИЛОНИТРИЛА Изобретение относится к автоматизации процессов органического синтеза и может быть использовано в химической промышленности в производстве получения акрилонитрила,Известна система управления процессом синтеза акрилонитрила, содержащая датчики состава продукта на выходе колонны синтеза и контур регулирования температуры в колонне синтеза 11.Известна также система управления процессом синтеза акрилонитрила, содержащая датчики концентрации акрилонитрила, винилхлорида, нинилацетилена и синильной кислоты на выходе колонны синтеза, последовательно соединенные датчики расходов, регуляторы и клапаны подачи соляной и синильной кислот в колонну синтеза, датчик температуры в колонне синтеза, регулятор и клапан подачи теплоносителя в колонну синтеза 21.Недостаток известных систем управления заключается в том, что они не обеспечивают низких расходных коэффициентов исходных компонентов и высокого выхода целевого продукта.Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта и снижение расходных коэффициентов исходных компонентов.Поставленная цель достигается тем, что система дополнительно снабжена программньм задатчиком температуры, первым, вторым и третьим пороговыми элементами, интегратором, первым, вторым, третьим и четвертым сумматорами, первым и вторым блоками деления, элементом ИЛИ и пневмоклапаном, при этом нь код программного эадатчика параллельно подключен к камере задания регулятора температуры и входу первого порогоного элемента, выход которого связан с первым входом интегратора, соединенного своим вторым входом с выходом первого блока деления, а выходом - со входом перного сумматора, выход датчика расхода синильной кислоты параллельно подключен к первым входам четвертого сумматора и первого блока деления, второй вход которого связан с датчиком концентрации акрилонитрила, датчики концентраций винилацетилена и винилхлорида соединены соответственно с перным и вторым входами второго блока деления, выход которого через третий сумматор связан со вторым входом четвертого сумматора, подключенногосвоим выходом к камере задания регулятора расхода солянс й кислоты, выход датчика концентрации синильнойислоты параллельно соединен со входами второго и третьего пороговых элементов, выходы которых подключены .;оответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, связанному своим выходом с первым входом пневмоклапана, второй вход которого подключен к выходу первого сумматора, а выход через второй сумматор соединен с камерой задания регулятора расхода синильной кислоты.На чертеже представлена принципиальная схема системы управления.Система управления процессом синтеза акрилонитрила включает колонну 1 синтеза, клапан 2 подачи теплоносителя в колонну синтеза, датчик 3 и регулятор 4 температуры в колонне синтеза, программный задатчик 5, пер вый пороговый элемент б, интегратор 7, первый блок 8 деления, датчик 9 расхода синильной кислоты, датчик 10 концентрации акрилонитрила, первый сумматор 11, пневмоклапан 12, второй сумматор 13, регулятор 14 расхода си нильной кислоты, клапан 15 подачи си нильной кислоты, элемент ИЛИ 16, вто рой 17 и третий 18 пороговые элементы, датчики 19, 20 и 21 концентрации соответственно синильной кислоты, ви нилхлорида и винилацетилена, второй блок 22 деления, третий 23 и четвертый 24 сумматоры, регулятор 25, клапан 26 подачи соляной кислоты и датчик 27 расхода соляной кислоты.Система работает следующим образом.Программный задатчик периодически изменяет задание регулятору 4, в котором происходит сравнение сигналов текущей температуры реакционной среды в колонне синтеза, измеряемой дат чиком 3, и величины задания. В случае их рассогласования в регуляторе 4 вырабатывается команда на изменение проходного сечения клапана 2, что приводит к изменению расхода теп лоносителя. Одновременно с этим сигнал программного задатчика поступает в пороговый элемент б и при величине сигнала равной 0,5-0,75 от его максимального значения на выходе появляется команда на включение интегратора 7, в котором происходит интегри рование сигнала блока 8 деления, образованного в результате деления текущих значений количества акрилонитЦила, измеряемого датчиком 10, и рас хода синильной кислоты (датчика расхода). Сигнал интегрирования поступает на сумматор 11, в котором проис ходит его сравнение с величиной задания, устанавливаемой в зависимости от активности катализатора. Выходной сигнал рассогласования сумматора 11системе управленаиболее рацио- расходов соляной при котором обесьный съем продукаппарата при законцентраций по 60 65 5 10 15 20.25 30 35 40 45 50 55 через клапан 12 поступает в сумматор 13, в котором устанавливается задание регулятору 14 по расходу синильной кислоты в колонну синтеза. Если отношение количества акрилонитрила в реакЦионных газах к расходу синильной кислоты в колонну синтеза увеличивается в период повышения температуры по сравнению с заданным значением, то в сумматоре 11 формируется сигнал с положительным приращением, который алгебраически складывается с заданием в сумматоре 13 и увеличивает величину задания по расходу синильной кислоты регулятору 14. Если величина проскока синильной кислоты в реакционных газах оказывается выше или ниже установленных пределов, то на пороговых элементах 17 или 18 формируется команда, которая через элемент ИЛИ 16 закрывает пневмоклапан 12, что препятствует прохождению сигнала с сумматора 11. В этом случае расход синильной кислоты определяется только значением задания, введенным в сумматор 13, и система управления выходит из оптимального режима, Это может произойти вследствие значительного падения активности катализатора в результате накопления хлористого аммония.Величина текущего значения расхода сйнильной кислоты также поступает и на вход сумматора 24, в котором происходит его алгебраическое сложение с сигналом, образованным в сумматоре 23, и величиной задания, устанавливающего номинальное значение расхода соляной кислоты в колонну синтеза, Выходной сигнал сумматора 24 поступает в камеру задания регулятора 25 расхода соляной кислоты, где происходит его сравнение с текущей величиной датчика 27 расхода и вырабатывается сигнал управления, поступающий на клапан 26. Формирование выходного сигнала в сумматоре 23 происходит в результате алгебраического сложения сигнала, поступающего от блока 22 деления, в котором происходит деление текущих значений концентраций винилацетилена (датчик 21) ю винилхлорида (датчик 20) и величины задания, устанавливающей их соотношение. При отклонении заданной величины соотношения винилацетилена к винилхлориду в сумматоре 23 изменяется выходной сигнал, который через сумматор 24 корректирует расход соляной кислоты путем изменения задания регулятору 25. Таким образом, в ния устанавливается нальное соотношение и синильной кислот, печивается максимал та с единицы объема данном соотношениибочных продуктов в реакционном газе,Внедрение системы управления процессом синтеза акрилонитрила позволяет значительно уменьшить расходные коэффициенты исходных компонентов, 5 увеличить выход целевого продукта и сократить энергетические расходы.Формула изобретения1 ОСистема управления процессом синтеза акрилонитрила, содержащая датчики концентрации акрилонитрила, винилхлорида, винилацетилена и синиль ной кислоты на выходе колонны синтеза, последовательно соединенные датчики расходов, регуляторы и клапаны подачи соляной и синильной кислот в колонну синтеза, датчик температуры в колонне синтеза, регулятор и клапан подачи теплоносителя в колонну синтеза, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью. увеличения выхода целевого продукта и снижения расходных коэффициентов исходных компонентов, она дополнительно снабжена программным задатчиком температуры, первым, вторым и третьим пороговыми элементами, интегратором, первым, вторым, третьим и четвертым сумматора ми, первым и вторым блоками деления, элементом ИЛИ и пневмоклапаном, при этом выход программного задатчика параллельно подключен к камере задания регулятора температуры и входу 35 первого порогового элемента, выход которого связан с первым входом ин.тегратора, соединенного своим вторым входом с выходом первого блока деления, а выходом - са входом первого сумматора, выход датчика расхода синильной кислоты параллельно подключен к первым входам четвертого сумматора и первого блока деления, второй вход которого связан с датчиком концентрации акрилонитрила, датчики концентрации винилацетилена и винилхлорида соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока деления, выход которого через третий сумматор связан со вторым входом четвертого сумматора, подключенного своим выходом к камере задания регулятора расхода соляной кислоты, выход датчика концентрации синильной кислоты параллельно соединен со входами второго и третьего пороговых элементов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, связанному своим выходом с первым входом пневмоклапана, второй вход которого подключен к выходу первого сумматора, а выход через второй сумматор соединен с камерой задания регулятора расхода синильной кислотыИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Далин М.А, и др. Нитрил акриловой кислоты, Баку, АН Азербайджанской ССР, 1968, с,61.2. Технологический регламент производства акриловой кислоты на ПОНавонаэот, Я о 4", 1975.МТПСоставитель Г,ОгаджановРедактор Л.Пчелинская ТехредЛ. Пекарь Корректор А.Гриценко Подписное Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 4587/35 Тираж 445ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5