Устройство автоматического управления реактором полунепрерывного действия

СОК)З СОВЕ ТСКИХ СОЦиАЛИСТИНЕСкИ 67242 спуБЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬС К АВ Из химиче экзоте стност туры полуне защиты и пищевои првиям технолосинхроннаястрого заданношении,Целью иние качестваповышения тратуры реак зобретения являетсконечноо продук очности регулирова ционной маГГь со я повыше та эа сче ния темпе мическ мацевт ращени ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Латвийское производственное биофармацевтическое обьединение "Латвбиофарм" и Ленинградский технологическийинститут им, Ленсовета(56) Плановский А.П, и др. Аппаратура промышленности полупродуктов и красителей,- М.: ГХИ, 1964, с.203,Химическая промышленность, 1982,М 3, с.181-183.(54) УСТРОИСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ(57) Изобретение относится к управлению реакторами полунепрерывного действия при одновременной подаче двух компонентов в строго заданном стехиометрическом соотношении, Целью изобретения является повышение качества конечного продукта за счет повышения точности регулирования бретение относится к управлению скими реакторами для проведения мических процессов, касается, в ча, вопросов регулирования темпераеакционной массы в реакторе прерывного действия (РПНД) и его , что может найти применение в хиой, нефтехимической, химико-фарической, лакокрасочной. витаминной температуры реакционной массы, сокращение длительности процесса дозирования компонентов и увеличения надежности функционирования реактора, Регулируют температуру реакционной массы одновременным изменением синхронной подачи двух компонентов иэ мерников 2, 3 в реактор 1 с помощью вытеснителей 15 и 21 различных объемов, установленных внутри мерников 2, 3 и перемещаемых синхронно посредством общего регулируемого привода 29 в функции от температуры, Рассол в теплообменники реактора - змеевики 11 и рубашку 4, соединенные последовательно, подается под вакуумом, причем на входе рассола в теплообменники установлен вакуумметр 31, а на выходе рассола из рубашки 3 и змеевика расположены рН-метры 36. Выходные дискретные сигналы с вторичных измерительных преобразователей по контролю указанных параметров соединяются между собой по схеме 33 логического сложения ИЛИ, выходной сигнал которого связан с управляющим каналом логического элемента 30 ЗАПРЕТ, установленного на импульсной линии управления двигателем 20 перемещения,вытеснителей 15 и 21 в мерниках 2 и 3. 3 ил. омышленности. когда по ус ол гии требуется одновременная подача двух компонентов в ном стехиометрическом соот 167242010 15 20 25 30 35 40 45 50 55 длительности процесса доэирования компонентов и увеличения надежности функционирования реактора.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства автоматического управления РПНД; на фиг, 2 - диаграмма динамики регулирования температуры реакционной массы в установившемся режиме при стабилизированной подаче компонентов и использовании расхода рассола через теплообменные устройства реактора в качестве управляющего воздействия; на фиг, 3 - диаграмма динамики регулирования температуры реакционной массы при применении в качестве управляющего воздействия подачи дозируемых компонентов в реактор и максимальном расходе рассола через теплообменное устройство реактора,Устройство автоматического управления РПНД состоит из реактора 1 и мерников 2 и 3 с вытеснителями различных обьемов, Реактор содержит последовательно соединенные рубашку 4 и змеевик 5, с помощью трубной перемычки 6, мешалку 7, вытяжную систему 8 для отсоса газообразных продуктов реакции, клапан выгрузки 9. Через нижний входной патрубок 10 рубашки поступает рассол в теплообменники реактора для сьема тепла экэотермических реакций нитрования и ацетилирования, Отвод рассола с пониженной энтропией осуществляется через патрубок 11 змеевика. Перед началом дозировки компонентов в реактор через патрубок 12 заливается нужное количество уксусного ангидрида до отметки 13. По окончании дозировки обоих компонентов в реактор уровень реакционной массы повышается до отметки 14, В мернике 2 расположен вытеснитель 15 большего обьема, связанный с помощью штока 16 с левым концом траверсы 17. В центре последней закреплена гайка 18, в которую входит винт 19, соединенный с двигателем 20.В мернике 3 расположен вытеснитель 21 меньшего обьема, соединенный с помощью штока 22 с правым концом траверсы 17.Сбоку обоих мерников установлены выходные патрубки 23 для подачи дозируемых компонентов в реактор, 24 и 25 - уровни дозируемых компонентов в мернике во время их подачи. Температура в реакторе измеряется первичным измерительным преобразователем (ПИП) 26, соединенным последовательно через вторичный измерительный прибор (ВИП( 27, адаптивный регулятор 28, блок управления двигателем 29 и логический элемент ЗАПРЕТ 30 с двигателем 20 перемещения траверсы 17 двухкомпоненгного доза- тора.Адаптивный регулятор 28 реализован на базе системы переменной структуры, функционирующей в скользящем режиме,инвариантном к изменению параметров обьекта по управляющему каналу,Блок управления двигателем 29 представляет собой тиристорный преобразователь частоты, позволяющий изменять скорость вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором как наиболее простого по устройству и надежного в эксплуатации в широком диапазоне, что и обусловливает значительную переменную производительность дозатора.На входе рассола в рубашку установлен ПИП 31 контроля наличия вакуума, соединенный последовательно через ВИП 32 с блоком уставок. с первым входом логического элемента ИЛИ 33. На трубной перемычке 6 расположен ПИП 34 контроля рН рассола, соединенный последовательно через ВИП 35 с блоком уставок с вторым входом логического элемента ИЛИ 33.На выходном патрубке змеевика 11 установлен ПИП 36 контроля рН рассола, соединенный последовательно через ВИП 37 с блоком уставок с третьим входом логического элемента ИЛИ 33, выход которого связан с вторым входом логического элемента ЗАПРЕТ 30.Для контроля расхода дозируемых компонентов и исправности работы дозатора служит ПИП 38 и 39, установленные на выходных линиях мерников и связанные соответственно с ВИП 40 и 41.Для слива загрязненных остатков из мерников используются отсечные клапаны 42 и 43; 44 и 45 - импульсные линии передачи сигналов.Работа устройства автоматического управления РПНД протекает следующим образом.Температура реакционнои массы регулируется изменением подачи дозируемых компонентов в реактор При отклонении температуры от заданного значения сигнал с регулятора 28 поступает на блок управления скоростью вращения двигателя 29 и пропорционально ееличине и знаку отклонения определяет скорость вращения двигателя 20 и, следовательно, скорость перемещения траверсы 17 Последняя перемещает за счет штоков 16 и 22 вытеснители 15 и 21 в мерниках. Вытеснители перемещаясь вниз с переменнои скоростью, вытесняют иэ мерников 2 и 3 через боковые выходные патрубки 23 соо 1 т 1 т тствующие объемы доэируемых жидкостеп л реактор собеспечением строгого постоянства их соотношения. Логический элемент ЗАПРЕТ 30 при наличии запрещающего сигнала блокирует работу двигателя дозатора, осуществляя таким образом отсечку подачи компонентов, При отсутствии вакуума в линии подачи рассола на входе теплообменных устройств реактора сигнал с ПИП 31 через ВИП 32 с блоком уставок поступает на вход логического элемента ИЛИ 33, Последний вырабатывает запрещающий сигнал логическому элементу 30, и подача компонентов в реактор будет прекращена.При наличии протечек в рубашке или змеевике сигналы с ПИП 34 или 36 через соответствующие ВИП 35 и 37 с блоками уставок подаются на вход логического элемента 33, выходной сигнал с которого вырабатывает запрещающий сигнал логическому элементу 30 На основании этого сигнала двигатель 20 будет остановлен, и подача компонентов прекратится,Таким образом, при отклонении хотя бы одного иэ трех параметров от нормы (один вакуум и два рН) дискретный сигнал с ВИП 32, 35 и 37 поступит на один из входов логического элемента 33 и через логический элемент 30 выдаст команду на останов двигателя доэатора, предотвратив развитие аварийной ситуации путем отсечки подачи компонентов в реактор.Как следует иэ фиг. 2, при таком управлении максимальная амплитуда отклонения температуры составляет 3 К, а длительность дозировки равна 8 ч.В случае, приведенном на фиг. 3, максимальная амплитуда отклонения температуры уменьшилась до 0,5 К, а длительность дозировки сократилась до 5,5 ч.Изобретение позволяет повысить точность регулирования температуры реакционной массы, длительность дозировки сократить до 3 - 5 ч и увеличить надежность функционирования реактора путем исключения аварийных режимов, вызванных коррозионным разрушением теплообменников реактора. Формула изобретенияУстройство автоматического управления реактором полунепрерывного действия с мешалкой, рубашкой, змеевиком и клапаном выгрузки, содержащее два мерника ис 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ходных компонентов, двд доздторд с прибором управления, первичный и вторичный из мерительные преобразовдтели температуры реакционной мдссы и дддп 1 ив ный регулятор, отл ичд ющеес я тем, что с целью повышения качества конечноо про дукта эа счет повышения точности регулирования тем пердтуры, сокращения длительности дозировки и надежности фун кционировдния редктора, в ео состав до полнительно введены первичные и вторичные измерительные преобразователи контроля вакуума на линии подачи хладдгента через теплообменники реактора, контроля рН нд выходе хлдддгента иэ рубашки и змеевика, причем вторичные измерительные преобразователи сндбжены блоками уставок, а также регулируемый привод с блокол управления подачи компонентов и электродвигателем вытеснители различных обьемов, установленные внутри мерников, штоки, общую траверсу с закрепленной на ней гайкой с ходовым винтом, боковые выходные пдтрубки мерников, логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, причем рубашка и змеевик соединены последовдтельно, а выход первичного измерительного преобразователя температуры реакционной массы через вторичныи измерительный преобразователь, дддптивныи регулятор и блок управления соединен с первым входом логического злелента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с элекгродвигдтелем, связанным ходовым винтом с гдикои трдверсы, д траверса через штоки жестко связдна с вытеснителями в мерниках причем выход пер. вичного измерительного преобразователя контроля вакуума нд линии подачи хладд гента через теплообменники реактора сое динен через вторичныи измерительныи преобразователь с первым входом логического элемента ИЛИ, второи вход которого через вторичный измерительный преобразователь контроля рН соединен с выходом первичного измерительного преобразователя рН на выходе хлд,:;дгента из рубашки. выход первичного изме;м ельного преобразователя контроля рН на выходе хладагента из змеевика через вторичный измерительный преобразователь соединен с третьим входом логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ЗАПРЕТ1672420 Составитель А.ПрусковцовТехред М.Моргентал Корректор Т.По едактор О.Стенина Производственно-издательский комбинат "Патент", г жгород. ул. Гагарина, 10 аказ 2839 Тираж 452 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5