Способ автоматического регулирования реактора непрерывного действия Советский патент 1983 года по МПК B01J19/00 G05D27/00 

00

а

00

Од Изобретение относится к автсй«1атизации химических реакторов непрерьтно го действия и может быть испальаовако в химической промышленности при авто матиэации реакторов для получения «ита катов. Известен способ управления реакторам непрерьтного действия путем регулирования соотношения расходов исходных компонентов в реактор с коррекцией по температуре в реакторе l , Известен также способ управлбшя реактором непрерывного действия путем регулирования подачи десорбента в реактор в зависимости от состава продукта на выходе реактора Г2Т . Недостатком извес1таых способов является то, что они не обеспечивают высокой степени конверсии сырья. Наиболее близким по технической сущности является способ автоматическо го регулирования реактора непрерывного действия, например, в процессе получения титаиатов путем регулирования COOTV нощения расходов тетрахлорида титана в реактор и спирта в первый ввод реактора с коррекцией -по температуре в реа торе, соотношения расходов тетрахлорида титана и спирта дна разбавление и подачи десорбента в реактор в 3aBHcmviocTH от содержания хлористого водорода в рас воре на выходе реактора 13 , Недостаток известного способа заклю чается в том, что он не обеспечивает высокой степени конверсии тетрахлорида TtiTaHa, так как он не предусматривает корректировку режима процесса в зависи мости от хода реакции, характеризую щейся числом замещений. Сложность процесса получения титана тов заключается в том, что для его интенсификации образующийся хлористый водород необходимо удалить из реакционной массы, что приводит к совмещению реакционного процесса с массообменным. В реакторе это осуществляется следующим образом. На верхнюю тарелку произ :водят.ввод.тетрахлорида титана и первый ввод спирта в мольном соотнощении, например 1 : (1 - 1,3), соответственно. Ниже производят второй ввод спирт в количестве, которое в сумме с первым вводом обеспечивает два замещения, т. е его мольное соотношение к тетрахлориду титана составит {1 - 1,3): 1. Образующийся хлористый водород десорбируется из реакционной массы путем барботиро вания сквозь нее азота, который подается под нижнюю тарелку реактора, а на нее подается спирт для разбавления в количестве, обеспечивающем общее соотношение тетрахлорид,, титана-спирт 1:12. На скорость процесса и конверсию тат- рахлориДа титана в значительной мере влияет соотношение реагентов, температура в конце реакции н степень десорбции хлористого водорода, которая в свою очередь определяется температурой и количеством десорбента. Для обеспечения интенсивной работы реактора и максимальной конверсии тетрахлорида титана необходимо регулировать и корректировать соотношение спирта к тетрахлориду титана в первом вводе по температуре, а во втором по степени превращения тетрахлорида титана, которую возможно определить только по количеству десорбированного и оставшегося в смеси хлористого водорода, так как прямых анали тических методов не существует. Целью изобретения является повышение степени конверсии тетрахлорида титана. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического регулирования реактора непрерьтного действия путем регулирования соотношения расходов тетрахлорида титана в реак-/ тор и спиртэ в первыйввод реактора с коррекцией по температуре в реакторе соотношения расходов тетрахлорида титана и спирта на разбавление и подачи десорбента в реактор в зависимости от содержания хлористого водорода в растворе на выходе реактора, дополнительно регулируют соотношение расходов тетрахлорида титана и спирта во второй ввод реактора с коррекцией по количеству образовавшегося в процессе хлористого водорода. На чертеже представлен пример реалиации данного способа,, Расход тетрахлорида титана в реактор 1 измеряется датчиком 2 расхода и втоичным прибором 3, расход спирта в перый ввод измеряется датчиком 4 расхода вторичным прибором 5, температура в еакторе замеряется датчиком 6 и втоичным прибором 7 и регулируется регуятором 8 соотношения, путем воздейстия на Исполнительный механизм 9 поачи спирта 3 первый ввод реактора 1, Расход спирта на разбавление измеяется датчиком 10 с 6 вторичным прибо. ом 11 и регулируется регулятором 12 оотношения путем воздействия на исполнительный механизм 13 подачи спирта на разбавлешю.

Концентрация хлористого водорода в растворе на .выходе реактора замеряется лдатаиком 14 со вторичным прибором 15 и регулируется регулятором 16 путем воздействия ва исполнительный механиЗ)М 17 подачи десорбента (азота) в реактор расход которого регистрируют с п о1цью датчика 18 и вторичного прибора 19.

Концентрацию хлористого дорода в газе, выходящем из реактора замеряют датчиком. 20 со вторичным прибором 21, а расход газа измеряют датчиком 22 и вторичным прибором 23. С помощью первого блока 24 умножения определяют количество хлористого водорода в газе,Расход раствора замеряется датчиком 25 и вторичным прибором 26. Система управления процессом содержит также Ьторой блок 27 умножения, сумматор 28 и програмный задатчик 29.

Расход спирта во второй ввод реактора измеряют датчиком 30 со вторичщ 1м прибором 31 и регулируют регулятором 32 соотношения путем воздействия на исполнительный механизм 33 подачи спирта во второй ввод.

Способ осуществляется следующим образом.

Регулирование расхода спирта в первый ввод реактора 1 производится регулятором 8, на входь которого поступают сигналы со вторичных приборов 3 и 5 датчиков 2 и 4 расхода и со вторичного прибора 7 датчика 6 температуры. При изменении соотношения расходов реагентов или температуры в реакторе регулятор 8 выдает командный сигнал исполнительному механизму 9 подачи в первый ввод реактора.

Контур регулирования подачи спирта во второй ввод работает следующим образом. Сигналы со вторичных приборов .21

и .3 поступают на первый блок 24 умножения, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный количеству хлористоговодорюда в газе, выходящем из реактора. Аналогично, на выходе второго блока 27 умножения формируется сигнал, пропорциональный количеству хлористого водорода в растворе на выходе реактора. Эти сигналы поступают на сумматор 28, на третий вход которого поступает сигнал с программного задатчика 29, который пропорционален расчетному значению хлористого водорода, которое должно образовс.тъся, исходя из данного расхода тетрахлорида титана. Сигнал рассогласования расчетного и фактического количества хлористого водорода из сумматора 28 поступает в качестве корректирузкяцего сигнала на регулятор 32, который выдает командный сигнал на исполнительный механизм 33 для соответсвующего изменения расхода спирта во второй ввод. Соотношенио расходов тетрахлорида и спирта на разбавлен:е регулируется с помощью регулятора 12, Kofo- выдает командный сигнал на испотьнительный механизм 13 подачи спирта на разбавление.

Реакция з 1мещения протекает более интенсивно для удаления из реактора обре зовавшегося хлористого водорода. При отклонении концентрации хлористого водорода в жидкой фазе от заданного (минимального) значения регулятор 16 отрабатывает командный сигнал на ,нсполнителтельный MexaHHavf 17 подачи азота в реактор.TaKiiM обрхазом достигается наилучшая конверсия тетрахлорида титана для дахшы конкретных условий.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить конверсию тетрахлордатитана на 6-8% и в результате снизить себестоимость целевого продукта.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОРО РНУЛИРОВАНИЯ РЕАКТОРА НЕПРЕРЫВНОГО ДРЙСТВИЯ путем регулировання соотношения расходов тетрахлорида титана в реактор и спирта в первый ввод реактора с ко екцией по температуре в реакторе, соотношения расходов тетра хлорида титана и спирта на разбавление и подачи десорбента в реактор в jaaaHc мости от содержания хлористого водорода в растворе на выходе реактора, отличающийся тем, что, с целью повышения степени конверсии тетрахяорида титана дополнительно регулируют соот ношение расходов тетрахлорида и спирта во второй ввод реактора с коррекцией по количеству образовавшегося в прсшео(Л се хлористого водороде.