Устройство для автоматического управления процессом нитрования в установке полунепрерывного действия

(9) (11) А 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМПРИ П 4 НТ СССР(7) Рубежанскийхимический завод "Заря" и Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) В.И.Сахненко, П.С.Зубарев, В. В. Кашмет, В.10.Долматову В. Г, Зарембо"Рацевич, В.А.Чвиров и В.В.Гаевой (53) 66.012-52(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР 11) 542544, кл. В 01 Л 19/00 р 1975,Авторское свидетельство СССР Р 194862, кл. С 07 В 43/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 1 РОЦЕССОМ НИТРОВАНИЯ В УСТАНОВКЕ 11 ОЛУНЕЦРЕРЫВ 11 ОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к управлению процессами нитрования в реакторах полунепрерывного действия, аварийные режим( которых сопровождаются сильным вспениванием реакционной массы, и мокет найти применение в химической, лакокрасочной и химико-фармацевтической про)вш)ленности при производИзобретение относится к управлению экзотермическими процессами, осуществляемыми в реакторах полунепрерывного действия (РПНД), и можетбыть использовано в химической и других смежных отраслях промышленности,в частности в процессе нитрования мононитросоединений до динитросоединений,Цель изобретения - повьпиение выхода целевого продукта. 51)5 С 07 В 43/02, В 01 ) 19/00, С 05 1. 27/00 2стве ингибиторон атмосферной коррозии, витаминов и рентгеноконтрастных препаратов. Цель - повышение быстродействия автоматической системы защиты процесса нитрования. Сущность изобретения состоит н предотвращении охлаждения реакционной массы путем отключения дозировки хладагента н змеевик реактора и подачи пара н рубашку реактора, а также предатвра(ении перегрева путем отсечки дозировки и продолжаюр)ейся подачи хладагента н змеевик и фиксирондчия андрийных режимов, сопровождающихся вспениванием реакционной электрпроводной массы, с помог(ью кон,;уктометровр установленных в верхней части реактора (погружной) и н вытяжной системе реактора (проточный)р причем при выработке сигнала погружным кондуктометром срабать)вает отсечка подачи компонента, а при выработке сигнала проточным кондуктометром проксходт аварийный сброс содержимого реактора. 3 ил,На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 - графики изменения оснонных параметров процесса соответственно в регламентном и аварийных ре)рямах.Устройство для автоматического управления и установка солернат(Фиг. 1 реактор 1, мерник 2, аварийную емкость 3, руба)чку 4 и змеевик 5 реактора, мешаг)ку 6, клапан 7 аварийного сброса редк(п)онной массы из реактора, 1634659патрубок 8 загрузки исходного компонента, патрубок 9 подачи хладагента в змеевик, патрубок 10 подачи пара в рубашку, линию 11, соединяющую газовую полость реактора с аварийной емкостью, линии 12 и 13 уровней реакционной массы в реакторе соответственно перед началом и после окончания дозировки компонента, линию 14 исходного уровня дозируемого компонента из меринка,линию 15 уровня воды в аварийной емкости для быстрого и многократного разбавления реакционной массы при аварийном сбросе ее из реакто ра, вытяжную систему 16 аварийной емкости, насос-дозатор 17, клапаны 18 и 19 обратного и прямого принципа действия, первичный измерительный преобразователь ПИП 1 20 и вторичный изме рительцый преобразователь (ВИП ) 2 для измерения температуры реакционной массы в реакторе, ПИП 22 и ВИП 23, снабженный первым блоком уставок, для измерея электропроводности вспенен ной реакционной массы в верхней части реактора, ПИП 24 и ВИП 25, снабженный вторым блоком уставок, ПИП 26 и ВИП 27 для измерения расхода дозируемого компонента, ПИП 28 и ВИП 29 для изме рения уровня дозируемого компонента в мерцике, адаптивный регулятор 30, третий блок 31 уставок, блок 32 управления насосом-дозатором, элемент ПАМЯТЬ 33, элемент ЗАПРЕТ 34, три элемента ИЛИ 35-37, клапан 38 обратного принципа действия, управляющий подачей хладагента через змеевик реактора, и клапан 39 прямого принципа действия, управляющий подачей пара в ру башку реактора.Устройство работает следующим образом.Регламентный режим, С помощью насоса-дозатора 17 исходный раствор в стабилизированном режиме подается в РПНД. Температура реакционной массы регулируется с помощью ПИП 20, ВИП 21 и адаптивного регулятора 30, воздействующего ча привод клапана 38, ус 50 тановленного на входной линии подачи хладагента через змеевик реактора.По окончании процесса подается командный импульс на приводы отсечных клапанов 18 и 19 противополож 55 ных принципов действия, после чего клапан 8 закрывается, а клапан 9 открывается. Затем снимается командный сигнал с привода донного клапана 7, Последний открывается и реакционная масса поступает на следующую технологическую операцию - разбавление.Аварийный режим. При понижениитемпературы ниже регламентного значения с блока 3 уставок (ервый выход) через элемент ПАМЯТЬ 33 поступает сигнал на элемент ЗА 1 РЕТ 34 дляблокировки управляющего сигнала с регулятора 30 на привод запорно-регулирующего клапана 38 подачи хладагецта, Последний закрывается, отсекаяподачу хладагента в змеевик реактора. Затем сигнал с элемента 33 поступает на привод отсечного клапана39, открывая подачу пара в рубашкураствора, и через элемент ИЗБ 35на блок 32 управления дозатором 17,отсекая подачу компонента в реактор.Как только текущее значение температуры достигает регаметого значенияс блока 31 уставок (второй выход) гоступает деблокирующий сигнал ца элемент ПАМЯТЬ 33. Тогда закрываетсяотсечной клапан 39 ца входной линииподачи пара в рубашку реактора, открывается запорцо-регулируиий клапан 38 на входной линии подачи хладагента в змеевик реактора на величину, определяемую значением Управляющего сигнала, вырабатываемого адаптивным регулятором 30, и включаетсянасос-дозатор 17 подачи дозцруемогокомпонента в реактор.При аварийном повьвении температуры в реакторе и достижении третьейуставки с блока 3 уставок поступаеткоманда через логические элементыИЛИ 36 и 35 ца блок 32 управлениядозагором I для его отключения. Производят отсечку подачи компонента вреактор,При дальнейшем аварийном повышении температуры с блока 31 уставок(четвертый выход) поступает сигналчерез логический элемент ИЛИ 37 наоткрытие донного клапана 7 реакторадпя сброса реакционной массы в аварийную емкость 3. Аварийность процесса также определяется и по вспениванцю реакционной массы, являющейся из-за присутствия кислот сильным электролитом. Интенсивность вспенивання, а следовательно, и степень аварийности процесса фиксируются с помощью двух34659 15 5 16 кондуктометров, 11 ИП 22 и 24 которых расположены соответствеицо в верхней газовой полости реактора и в трубопроводе вытяжной системы реактора 1 ри достижении вспененной реакционнной массой ПИ 1 22 кондуктометра, расположенного в газовой полости реактора, с ВИ 11 23 поступает дискретный сигнал через логические элементы ИЛИ 36 и 35 ня блок 32 управления для остановки насоса-дозатора 7. При достижении вспененной реакционной массой П 111 24 кондуктометря, расположенного в вытяжной системе реактора, ВИП 25 вырабатывает командный импульс через логический элемент ИЛИ 37 ца привод донного клапана 7 для сброся реакционной массы в дварийную емкость. Хд фиг.2 показан график изменения температуры объемд Ч реакционной массы и расхода дозируемого компонента С в зависимости от длилтельности дозировки ь 1 цри проведении процесса цитронагия в регламентном режиме. Ня фиг.3 показан грдфик изменения температуры в аварийном режиме, сопровождаюемся вбросом реякционной массы что связано с падением температуры реакционной кассы ри продолжающейся подаче дозируемого компонента. Это приводит к его цакоплению с последующим спонтанным разогревом - проявлением кумуляциоццого эффекта. Использование предлагаемого устройства при управления РИНД позволяет повысить быстродействие автоматической системы защиты АСЗ с 30-60 до 10 - 15 с. Использование изобретения даетвозможность сократить длительность,дозировки на 20-30 М, устранить выбросы реакционной массы, обусловленныеотсутствием контроля ее вспенивания,при которых потери целевого продуктадоходят до 80 У., и за счет более жесткого режима стабилизации температурыреакционной массы повысить выход целевого продукта на 0-151,5 10 20 25 ЗС 35 40 45 50 ФормулаиобретенияУстройство для автоматического управления процессом нцтровяция в установке полунепрерывцого действия, содержащей последовательно соединенные мерник, реактор пгглунецрерынцого действия с теплообмгникдми и мешалкой и аварийную емкость, соединенную с газовой полостью реактора, содержащее первый элемент И.1 И, подсоедицеиьй своим выходом к блоку управления насосом-дозятором одячи компонента из мерикя н реактор, датчики электропроводцости реякциоцной массы в верхней части ц вытяжной системе реактора, подключеццле к входам первого и второго блоков уставок,датчик температуры реакционной массы в реакторе, подключенный к входам адаптивного регулятора и третьего блока уставок, второй и третий элементы ИЛИ, клапан явдрийцого сброса реакционной массы из реактора и клапяць нд линиях подачи энергоцосцтелей в теплообменцики реактора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повлппения выходя целег.ого продукта, оно дополнительно содержит злементы ПАМЯТЬ и ЗА 11 Г 1,"Т, при этом выход адаптивного регулятора последовательно связан через первый вход элемента ЗА 11 РЕТ с клапаном ня линии подачи хладагецта черезмеевик реактора, первый и второй выходл с третьего блока устяцок соединены соответсценно с первым ц вторым входями элемента ПАМЯТЬ, д третий и четвертый чыходы с третьего блока уставок подключены к первым входя перого и второго элементов ИЛИ, выход элемента ПАМЯТЬ параллельно соединен с гервым входом первого элематя 1.Л, вторым входом элемента ЗА 11 РЕТ и клапаном ня линии подачи теплоносителя в рубашку реактора, выходы второго и третьего блоков уставок подключены к вторым входам соответств,:но второго и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, а выход третьего элемента ИЛИ подключен к клапану .аварийного сброса.. ОЛийнык Корректор В. Гирняк став Редактор И.Кас 30 Тираж 239 Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 О