Способ автоматического управления процессом пуска многозонного барботажного реактора

,13 М 3ой институтС,Балакирев ство ССС 00, 1974 во СССР /00,(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧНИЯ ПРОЦЕССОМ ПУСКАБОТАЖНОГО РЕАКТОРА(57) Изобретение отнтизации пусковых прова реактора барботаж СКОГО УПРАВЛЕОГОЗОННОГО БАРо ится к ссов разогр го типа с ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,801368026 51)4 В 01 Ю 19/00, О 05 Р 27/О кофазным слоем углеводородов, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить безопасность пусковой операции разогрева реактора. Устройство, реализующее способ автоматического управления процессом пуска, содержит контур регулирования средней температуры в каждой зоне реактора 1 воздействием на подачу пара в эту зону, датчик (Д) 3, вычислительный блок (ВБ) 4, регулятор (Р) 5, логические блоки (ЛБ) 6 и 7 и исполнительный механизм (ИМ) 11, контур регулирования максимальной температуры в каждой зоне реактора путем пульсирующей подачи а инертного газа в эту зону, Д 3, ВБ 4 и 8, ЛБ 9, генератор 10 и ИМ 12. 2 илеС:1 136802Изобретение относится к областиавтоматизации технологических процессов химической технологии, в частности пусковых процессов разогревареактора барботажного типа с жидко- .фазным слоем углеводородов - потенциально опасного объекта управления,Цель изобретения - повышение безопасности пусковой операции разогрева реактора,На фиг.1 приведена схема реализации предлагаемого способа дляодной зоны реактора (схемы управленияразогревом для всех зон однотипны 15и аналогичны приведенной); на фиг.2 графики изменения величин, характеризующих работу схемы управленияпроцессом разогрева.Схема управления (фиг.1) включает многозонный барботажный реактор 1,теплообменники 2 в зонах реакторамногоэонные термодатчики 3, размещенные в зонах реактора, первый вычислительный блок 4, регулятор 5, 25первый 6 и второй 7 логические блоки,вычислительно-логический блок 8, третий логический блок 9, генератор 10периодических колебаний, исполнительные механизмы 11 и 12 с регулирующими органами на линиях подачи пара втеплообменники и инертного газа в зо- .ны реактора.Способ осуществляют следующим образом. 35Греющий пар подают в теплообменник 2. Датчиком 3 измеряют температуру ваточках -й зоны реактора. Сигналы Т с выхода термодатчика 3 подают на вход вычислительного блока 4, 40в котором находят максимальную Т,и среднюю Т, температуры х"й зоны реактора по формулам(л ) - 2(л, ) К (Т ) Т (дгде (3)7и Е (,) - выходной сигнал регулятора в момент временил .3фК - параметр регулятора (устанавливается опытным пу"тем).Сигнал Т , с выхода вычислительного блока 4 подают на первый вход логического блока 7. На его второй вход подают граничное значение Т по максимально допустимой температуре в реакторе. В блоке 7 производятор сравнение сигналов Тмбнс и Тм,и по результатам сравнения формируют сигнал В по следующей формуле: В Сигналы В и Е подают на логическийблок 6. По значению величин В и Е вблоке 6 формируют сигнал У, которымс помощью исполнительного механизма11 регулируют подачу пара в теплообменник 2 -й эоны реактора,Е, если В = О,у - О, если В= 1.(5) 6 гпо которому формируются защитные воздей ст в ия.Сигнал Т,р подают на вход регулятора 5. На его второй вход подают заданное значение средней температуры Тв -й зоне реактора. Величина Т формируется, например, с помощью программного задатчика. На выходе регулятора 5 формируют сигнал 2 ( " ), например, по формуле(2) тах - 1 е (1,тЭ 1 еТй ццкс Т Величина Т, определяет в целом процесс разогрева -й зоны реактора, а 50Т - наличие и степень температурнойнеоднородности в ней. Кроме того, .максимальная температура для процес"са разогрева реактора с иэопролбенэольным сырьем может стать причинойвозникновения предаварийных состояний. Следовательно, эта величина представляет собой для управляемого процесса основной параметр защиты,В том случае, когда У = Е, в теплообменник подают пар, расход которого пропорционален значению величины Е. При У=О подача пара в теплообменник -й зоны прекращается.Описанный контур управления осуществляет стабилизацию заданной программы процесса разогрева и одновременно производит защиту процесса в начальной стадии предаварийного сосстояния путем отсечения подачи гре" ющего пара в теплообменник. При этом дальнейшее развитие пускового процесса разогрева в ь-й зоне может происходить в. двух направлениях. В пер3 1368 вом случае значение величины Т снижается, т.е. процесс разогрева нормализуется. Во втором случае наблюдается дальнейшее увеличение величины Т, что свидетельствует об усу 5 гублении предаварийного состояния.Прогнозируют направление развития процесса разогрева в 1-й зоне после отсечения подачи пара в теплообменник по скорости изменения максималь-ной температуры. Для этого сигнал Х. с выхода блока 4 направляют на вход вычислительно-логического блока 8. В блоке 8 производят вычиспение скорости изменения максимальной температуры Т, , например, по формуле конечных разностейТмес( 1 )-Тм(1-т)мк ( 1) 1 (6)л. л 2 О где Тчкс Ид)и Т,(",) - значения максимальнойтемпературы в моментывремени 6 и Я25На второй вход блока 8 подают сигнал В. По значениям сигналов В и Т, формируют выходной сигнал Ь по следующей формуле:, если В = О,Т если В = 1 . Сигнал Ь с выхода блока 8 подают на вход логического блока 9. На втогр рой вход блока 9 подают сигнал Т определяющий предельно допустимую скорость роста максимальной температуры в предаварийном состоянии процесса разогрева. В блоке 9 сравнивают эти сигналы и по результатам сравнения формируют выходной сигнал по формуле Сигнал 1, подают на вход генератора О периодических колебаний. При единичном значении сигналавключается в работу генератор и на его. выходе формируется периодический сигнал У, который подается на исполнительный механизм 12 регулирующего органа на линии подачи инертного газа в д-ю зону реактора и осуществляет подачу инертного газа пульсирующим потоком.Описанная часть схемы управления на основе своевременного распознава 0264ния предаварийного состояния в 1-йзоне и прогнозирования характера ееразвития по скорости изменения макси.мальной температуры осуществляет приналичии опасности перехода предаварийного состояния в аварийный режимформирование р .гулирующего воздействия - подачу инертного газа в -юзону реактора. пульсирующим потоком,которая эффективно прекращает дальнейшее развитие предаварийной ситуации, предотвращает ее распространениена весь реактор и тем самым исключает выход процесса разогрева в аварийный режим. Эффективность такоговоздействия обеспечивается охлаждением угдеводородного слоя в 1-й зоне холодным инертным газом в сочетании с интенсивным перемешиванием взоне вследствие пульсирующей подачигаза, а также уменьшением в зоне концентрации кислородаПри этом резкоснижается скорость процесса окисленияизопропилбензола (ИПБ), начавшегосяв -й зоне, и, следовательно, прекращается образование гидроперекисиИПБ, разложение которой является причиной возникновения предаварийногоЗ 0 состояния. В результате процесс разогрева реактора нормализуется беэ полного прекращения процесса разогревареактора, как и по известному способу.П р и м е р, На интервале времениО, 0,1 осуществляется (фиг.2) стабизлизация заданного темпа Т разогрева -й эоны реактора путем изменениярасхода греющего пара в теплообмен 40 ник. В этот период максимальная температура варьируется под действиемвозмущений, но ее значение не превосходит предельно допустимого уровня ТВ момент времени 6, возникает локальный перегрев в х-й зоне, например при нарушении гидродинамическойобстановки из-эа образования застой.ных зон. Значение величины Тпрегрмикс50 восходит Т - возникает предаварийное состояние. В соответствии д(4) и (5) прекращается подача пара втеплообменник 2. Начиная с моментавозможно двоякое развитие пуско 55 вого процесса в -й зоне (на фиг.2показано сплошной и пунктирной линиями).В первом случае прекращение нагрева эоны теплообменником оказывается5 136 достаточным регулирующим воздействием дпя предотвращения нежелательного, характера развития предаварийного состояния. Здесь скорость Т роста максимальной температуры не превос-.грходит опасного уровня Т ,. В результате по истечении некоторого времени (7 - Г ) величина Т снижается иг макспредаварийное состояние исключается. Начиная с момента времени к , возобновляется процесс разогрева 1-и эоны.Во втором случае степень воздействия возмущений такова, что прекращение подачи пара недостаточно,для нормализации процесса разогрева. Скорость роста величины Т , превосходит допустимый уровень Тк что чревато аварийным развитием пускового про" цесса в 1-й зоне. Поэтому в соответствии с (7) и (8) в момент временидополнительно в -ю зону подают холодный инертный газ пульсирующим потоком, например, по закону Формула изобретения10 Ц =Ц +Ц вживе,где Б, - постоянная составляющая расхода инертного газа;Ц Н д - амплитуда и частота пульсаций.Этого воздействия оказывается дос" .таточно для нормализации обстановки в -й зоне. Параметры пульсирующей подачи газа подбирают опытным путем.Согласно предлагаемому способу управление процессом разогрева каждой зоны реактора в сочетании с локализацией предаварийных состояний исключает возможность возникновения ава 80266рийных состояний в масштабе реактора и, тем самым, обеспечивает повыпеение безопасности управления пуска потенциально опасного процесса разогрева реактора с изопропилбензольным сырьем. Способ автоматического управленияпроцессом пуска многозонного барботажного реактора с теплообменниками в зонах, включающий регулирование по дачи пара в каждую зону реактора ивоздуха в реактор, измерение температур в зонах реактора и определение по ним средней и максимальной температур в каждой зоне реактора, срав нение максимальной температуры в каждой зоне реактора со своим граничным значением и прекращение подачи пара в зоны реактора при достижении максимальной температуры в соответствующих 25 зонах реактора своего граничного значения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения безопасности пусковой операции разогрева реактора, дополнительно подачу пара в каждую 30 зону реактора регулируют в зависимости от средней температуры в соответствующей зоне реактора, определяют скорость изменения максимальной температуры в каждой зоне реактора, 35 равнва ее со своим граничным значением и при достижении скоростью изменения максимальной температуры .: в зонах реактора своего граничного значения осуществляют пульсирующую 40 подачу инертного газа в соответствующую зону реактора.1368026 Т 2 дактор Н.Тупи каз 134/8 Тирах 519 ПодписноеКИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Н оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 иаэсгрмакс ставитель Т.Голеншинахред М. Дидык Корректор А. Обручар