Устройство для контроля и защиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина

О П И С А Н И Е ,и)970326ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет С 05 8 23/00 3 Ьеударетеюнай квинтет СССР в делам иэебретеннй н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕТИЛФОРМАМИДА ИЗ МЕТАНОЛА И ДИМЕТИЛАМИНАрьни томат ля го ранол ло тор щег ответствую" Недостатком такого устройства является низкая оперативность устранения аварийных ситуаций в условиях сложных внутренних связей в системе,реализующей защищаемый процесс.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля и защиты процесса получения диметилормамида из метанола и диметиламина, содержащее измерители расхода .газожидкост 20 ной пазы и паров диметиламина, исполнительный механизм подачи азота и компараторы, один вход первого из котоИзобретение относится к а ке и предназначено для испол в техникеавтоматической защ кировочных и предохранительн мах в химической промышленноИзвестно устройство для к и защиты процесса, в цастнос чения диметилформамида, соде блок сигнализации и средства ровки 1,зованияты, блох систети.нтроляи, полужащее атчика давлеи третьего датчика темпето го комдом измерите-, ин вход пята ом индикдто я воды в метаого из компараподключен к выходуодни входы второгопараторов - к выходууры, один вход цетвеатора соединен с выхрасхода метанола и окомпаратора - с выхоповышенного содержане, а другой вход кажов соединен с выходомо задатчика 2 3. Описанное устройство также не обладает достаточной оперативностью уст ранения аварийных ситуаций при выходе хотя бы одного из основных параметров за допустимые пределы, разгермети зации реактора, повышении содержания воды в метаноле выше нормы, цто снижает его надежность.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля и за3 9703 щиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина, содержащее измерители расхода газожидкостной фазй и паров диметиламина, исполнительный механизм подачи азота и компараторы, один вход первого из которых подключен к выходу датчика давления, одни входы второго и третьего компараторов - к выходу датчика температуры, один вход четвертого 1 О компаратора соединен с выходом изме" рителя расхода метанола,и один вход пятого компаратора - с выходом индикатора повышенного содержания воды в метаноле, а другой вход каждого из д компараторов соединен с выходом соот етствующего задатчика, введены элементы ИЛИ, И, НЕ и регулятор соотно щения расходов, подключенный входами к выходам измерителей расхода газо- жидкостной фазы и паров диметиламина, а выходом - к одному входу первого элемента ИЛИ, выход и другие входы которого соединены соответственно с выходом устройства и выходами первого, третьего, четвертого и пятого компараторов, причем выход элемента И подключен к входу исполнительного механизма подачи азота, один вход элемента И соединен через элемент НЕ с выходом второго компаратора, а.другой вход через второй элемент ИЛИ- с выходами первого и пятого компараторов; На чертеже представлена функционалЬ 5 ная схема системы полуцения диметилформамица ( ДМЙА ) из метанола и диметиласлина (ДМА ) с устройством дпя конт. роля и защиты названного процесса получения.Система и устройство содержат мерник 1 метанола, испаритель 2, теплообменник 3, электроподогреватепьреактор 5 синтеза метилформиата, конденсатор 6, промежуточную емкость 7, фф насос 8, реактор 9 синтеза ДМФА,конденсатор 10, промежуточную емкость 11, насос 12, колонну 13, дефлегматор 11, испаритель 15 ДМА, датчик 16 давления, датчик 17 температуры, индикатор 18 повышенного содержания воды в . метаноле, измерители 19 расхода метанола, 20 газожидкостной фазы и 21 паров ДМА,задатчики 22-26, компараторы элементы сравнения ) 27-31 соответ.ф ствующих значений, элементы ИЛИ 32 и 33, элемент НЕ 34, элемент И 35, регулятор 36 соотношения расходов,26 фклапаны 37 и 38 в соответствующихмагистралях системы.Процесс получения диметилформамидаиз метанола и диметиламина состоитв том, что метанол из мерника 1,подогреваясь в испарителе 2 и теплообменнике 3, поступает в реактор 5с,где и происходит синтез метилформиата ), в межтрубное пространство которого подается пар, подогретый в электроподогревателе.сс.Причиной возникновения аварийнойситуации в реакторе 5 может быть:разгерметизация реактора ( сигнал датчика 16).2. подача метанола на реактор 5с содержанием воды выше нормы с,сигнал индикатора 10).3. повышение температуры выше .заданной сигнал датчика 17).прекращение подачи метанолас,сигнал датчика 1.9)В первых двух случаях необходимо:а ) прекратить подачу метанола в реактор 5;6 ) прекратить подачу теплоносителей и хладагентов;в ) выключить все насосы;г ) отключить подацу ДМА в реактор 9;д ) произвести пассивацию катализатора до понижения температуры в реакторе 5 до 50 ОС,Для устранения аварийной ситуациив пунктах 3 и сс необходимо выполнитьпункты а, 6., в, г. После реактора 5смесь метанола и метилформиата поступает в конденсатор 6, газожидкостнаяфаза которого, измеренная измерителем 20 расхода, поступает в реактор 9синтеза ДМОА, Под первую тарелку реактора 9 подают пары диметиламина, измеренные измерителем 21 расхода, полученные в испарителе 15. Жидкая фазапосле реактора 9 поступает в среднюючасть ректификационной колонны 13, вкоторой происходит выделение диметилформамида.Причиной возникновения аварии в реакторе 9 синтеза ДМФА может быть:5, Изменение соотношения расходареагентов в реакторе 9,6, Прекращение подачи одного из реагентов в реактор 9.Для,устранения аварийной ситуациив пунктах 5 и 6 необходимо выполнитьпункты а, 6, в, г, При этом следуетиметь в виду, что прекращение подачиодного из реагентов сразу изменит5 9703соотношение расходов реагентов в реак.торе 9, что значительно упрощает схему реализации системы применением одного регулятора соотношения.Устройство работает следующим образом,Если реактор 5 разгерметизирован,то давление, измеренное в реакторе 5датчиком 16, падает. Текущее значение давления на элементе 28 сравнения 10. сравнивают с минимальным давлением вреакторе 5, задаваемым при помощи задатчика 23На выходе элемента 28 сравнения появляется сигнал, который включает све 1 зтовуо и звуковую сигнализацию о нарушении технологического процесса попунктам а, б, в, г. Одновременно сэтим необходимо выполнить пассивациюкатализатора по пункту д. Поэтому .сиг 10нал с выхода элемента 28 сравнения через элемент ИЛИ 33 попадает на первыйвход элемента И 35, на втором входекоторого находится "1", на выходе элемента И 35 появится "1", которая вклю 45чает подачу азота в реактор. При достижении температуры в реакторе 50 ОС(задается на задатчике 22 ) на выходерлемента 27 сравнения появляется "1"на выходе элемента НЕ 34 - "Олв на ЗОвыходе элемента И 35 - "Онв и подачаазота прекращается.Если прекратилась подача одного изреагентов на реактор Ч, на регуляторе 36 соотношения появляется сигнал з 5рассогласования, который, пройдя через элемент ИЛИ 32, отключает процесспо пунктам а, б, в,г. Для всех остальных параметров устройство работаетаналогично, осуществляя блокировку аоосновных аппаратов, что повышает надежность аварийной защиты непрерывногопроцесса производства ДМФА.Устройство может быть выполнено настандартных элементах электро- илипневмоавтоматики. Оно выгодно отличается от прототипа, так как уменьшает потери за счет непроизводительных 26 бпростоев на ремонтах и потери продук- та в результате аварии.формула изобретенияУстройство для контроля и защиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина, содержащее измерители расхода газожидкостной фазы и паров диметиламина, исполнительный механизм подачи азота и ком" параторы, один вход первого из которых подключен к выходу датчика давления, одни входы второго и третьего компараторов - к выходу датчика температуры, один вход четвертого компа ратора соединен с выходом измерителя расхода метанола и один вход пятого компаратора - с выходом индикатора повышенного содержания воды в метаноле, а другой вход каждого из компараторов соединен с выходом соответствую" щего задатчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения на;дежности, оно содержит элементы И, ИЛИ, НЕ и регулятор соотношения рас" ходов, подключенный входами к выходам измерителей расхода газожидкостной фазы и паров диметиламина, а выходомк одному входу первого элемента ИЛИ, выход и другие входы которого соеди" нены соответственно с выходом устрой" ства и выходами первого, третьего, четвертого и пятого компараторов, причем выход элемента И подключен к входу исполнительного механизма пода" чи азота, один вход элемента И соединен через элемент НЕ с выходами второго компаратора, а другой вход чара второй элемент ИЛИ - с выходами первого и пятого компараторов.Источники инйормациир принятые во внимание при экспертизе1. Эрриот П. Регулирование производственных процессов. М.; "Энергия", 1967, с. 120-125.2. Клюев А.С. и др, Проектирование систем автоматизации технологических процессов. М., "Энергия", 1980, с. 11 О прототип).