Способ автоматического управления процессом водной дегазации каучука Советский патент 1984 года по МПК C08C2/06 G05D27/00 

Изобретение относится к автомати ции прюцессов производства синтетических каучуков, а именно процессов дегазации, и может быть использовано в производстве каучуков СКИ, СКД и других в химической и нефтехимиче кой промышленности. Известен способ автоматического управления процессом водной дегазации каучука путем измерений и стаби лизации уровня пульпы каучука в дег заторе, измерения остаточного содер жания растворителя в дегазированной крошке каучука и его отклонения от номинала, изменения расхода пара в зависимости от величины и знака ука занного отклонения. При отклонении остаточного содержания растворителя в дегазированной крошке каучука .от номинала в меньшую сторону увеличивают, расход полимеризата в дегазато а при отклонении его в большую сторону от номинала увеличивают расход пара l . Однако известный способ имеет не достаточно высокое качество дегазации и, как следствие, перерасход па ра в процессе дегазации. Расход полимеризата используется в качестве управляющего воздействия, однако из менения расхода полимеризата отрица тельно сказываются на устойчивости системы регулирования, так как этот расход является наиболее сильным во мущающим воздействием, а также нарушает ритмичность последующих стадий производства - выделения каучука. Кроме того, не учитываются концентрации полимера в полимеризате и размеры дегазируемой крошки, которые имеют существенное влияние на результаты дегазации. Все это является причинами перерасхода пара на дегазацию. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического управления процессом водной дегазации каучука в дегазаторе непрерывного действия, снабженном мешалкой, путем измерения расходов полимеризатов и воды в дегазатор, концентрации полимера в полимеризате, измерения и стабилизация уровня пульпы каучука в дегазаторе, а также изменения расхода пара в зависимости от расхода полимеризата и концентрации полимера в нём 2J . Недостатком известного способа является ограниченная возможность экономии расхода пара, так как не учитываются размеры дегазируемой крошки каучука. Целью изобретения является сниже ние расхода пара на дегазацию каучу Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процесссом водной дегазации каучука в дегазаторе непрерывного действия, снабженном мешалкой, путем измерения расходов полимеризата и воды в дегазатор, концентрации полимера в полимеризате, измерения и стабилизации уровня пульпы каучука в дегазаторе, а также изменения расхода пара в зависимости от расхода полимеризата и концентрации полимера в нем, дополнительно измеряют мощность, потребляемую электродвигателем мешалки в дегазаторе, по измеренным величинам расходов полимеризата, воды и концентрации полимера в полимеризате определяют концентрацию крошки в пульпе каучука и стабилизируют ее изменением расхода воды, сравнивают уровень пульпы каучука в дегазаторе и концентрацию крошки в пульпе каучука с допустимыми пределами и при соответствии указанных параметров их допустимым пределам корректируют расход пара в зависимости от отклонения мощности, потребляемой электродвигателем мешалки в дегазаторе, от заданного значения, а при несоответствии хотя бы одного из указанных параметров его допустимым пределам оставляют расход пара на достигнутом значении, причем при увеличении указанной мощности увеличивают расход пара и наоборот, а допустимые пределы концентрации крошки в пульпе каучука устанавливают в диапазоне 4,5-5 мас.%. На чертеже изображена блок-схема системы управления, реализующая предлагаемый способ управления процессом водной дегазации каучука. Блок-схема включает дегазатор 1, мешалку 2, электродвигатель 3, датчик 4 расхода электроэнергии, датчик 5 расхода полимеризата, датчик 6 концентрации полимера в полимеризате, датчик 7 расхода воды, датчик 8 уровня пульпы каучука, управляющую вычислительную машину 9 (УВМ), регулятор 10 расхода пара, датчик 11 расхода пара, клапан 12 на трубопроводе подачи пара в дегазатор 1, регулятор 13 уровня пульпы каучука, клапан 14 на трубопроводе отбора пульпы из дегазатора 1, регулятор 15 расхода воды и клапан 16 на трубопроводе подачи воды в дегазатор 1. В дегазатор 1 подают непрерывно потоки полимеризата с концентрацией олимера 9-12 мас.%, пара и воды. од действием пара полимер нагревается до 105-110°С, при этом осущетвляется отгонка растворителя и неаполимеризовавшихся мономеров через ерх дегазатора. Пульпу каучука, редставляющую смесь частиц полимеа (крошка) в воде, отводят через куб дегазатора на последующие стадии производства каучука (обезвоживание, сушку и упаковку), Пульпу каучука в дегазаторе непрерывно перемешивают мешалкой 2, которая вращается электродвигателем 3, По величине потребля мой мощности N, которую определяют по показаниям датчика 4 расхода элек роэнергии, оценивают размеры {R радиус) крошки каучука согласно урав нению регрессии. Уравнение регрессии выведено по результатам исследований и имеет вид N г: аК ч- bR + С. При значениях уровня пульпы каучука Н и концентрации крошки в пульпе кау чука С, в допустимых пределах и - с ncjrt Сщг нижнее и верхнее допус тимые пределы уровня пульпы каучука, устанавливают в соответствии с паспортными данными на дегазатор; с c SijA - нижнее и верхнее допус тимые пределы концентрации крошки в пульпе каучука, соответственно 4,5-5 мае,%. При выходе указанных уровня и ( (или) концентрации за соответствующие пределы, что возможно при значительных возмущениях по расходу воды или полимера ( 30% шкалы прибора) , на величину мощности, потребляемой электродвигателем мешалки, накладываются реакции от этих возмущений, Поэтому в таких случаях показания мощности не используют для целей управления. Возмущения по расходам полимеризата и воды порядка 30% шкалы на практике имеют место лишь в редких случаях. Управление процессом водной дегазации каучука осуществляют следующим образом. Датчиками 4-8 измеряют соответственно расход электроэнергии на элект родвигатель 3 мешалки 2, расход поли меризата, концентрацию полимера в полимеризате, расход воды и уровень пульпы каучука в дегазаторе 1, Инфор мацию от указанных датчиков, вводят вУВМ 9. . По информации с датчика 5 расхода Gnrn полимеризата, датчика б концентрации полимера в полимеризате и заданного соотношения расходов пар - полимер определяют заданный расход пара по формуле (1 - СПОА )S. (1) По информации с датчика 4 расхода электроэнергии определяют мощность N, потребляемую электродвигателем 3 мешалки 2, по формуле где п - количество импульсов от датчика 4 расхода электроэнергии; bt - дискретность определения мощности;Kf.- постоянный коэффициент. По информации с датчиков 5 расхода полимеризата, датчика б концентрации С под полимера в полимеризате, датчика 7 расхода Gj, воды определяют концентрацию С Ц1)д крошки в пульпе каучука по формуле 1 . CjJjBj п --G, ,c;;, Сравнивают концентрацию крошки в пульпе каучука с верхним С, и ниждопустимыми пределами С Сравнивают уровень Н пульпы каучука в дегазаторе 1, измеренного датчиком б, с верхним Ни нижним Н допустимыми пределами К Н При выполнении условий по формулам (4) и (5) корректируют заданный расход G пара по формуле G :;KnlM -Nl) заданное значение мощности, потребляемой электродвигателем 8 мешалки 2; коэффициент пропорциональности;скорректированное значение заданного расхода пара. Сигнал, соответствующий скорректированному значению заданного расхода пара, выдают с УЕМ 9 на регулятор 10 расхода пара, который по информации с датчика 11 расхода пара воздействует на клапан 12 и изменяет расход пара в дегазаторе 1. Стабилизируют уровень пульпы каучука, воздействуя регулятором 13 по информации с датчика 6 на клапан 14. Стабилизируют расход воды, воздействуя регулятором 16 по информации с датчика 5 на клапан 16. При невыполнении одного из условий (4) или (5) (или того и другого вместе) коррекцию заданного расхода пара по формуле (6) не производят, а оставляют расход пара на достигнутом уровне, т.е.

:

(7)

nap

yaf

При этом регуляторами 13 и 15 приводят текущие значения соответственно уровня пульпы каучука и концентрации крошки в пульпе каучука в допустимые пределы.

Таким образом, измеряя мощность, потребляемую электродвигателем мешалки в дегазаторе, косвенно судят о размерах крошки каучука, а корректируя расход пара по измеренной величине мощности, добиваются улучшения ка чества дегазации каучука, а также снижения расхода пара на процессе дегазации ( v 3-4%) .

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВОДНОЙ ДЕГАЗАЦИИ КАУЧУКА в дегазаторе непрерывного действия, снабженном мешалкой, путем измерения расходов полимеризата и воды в дегазатор, концентрации полимера в полимеризате, измерения и стабилизации уровня пульпы каучука в дегазаторе, а также изменения расхода пара в зависимости от расхода полимеризата и концентрации полимера в нем, отлича-юи, ийся тем, что, с целью снижения расхода пара на дегазацию каучука, измеряют мощность, потребляемую электродвига телем мешалки в дегазаторе, по изMepsHHtJM величинам расходов полимеризата, воды и концентрации полимера в полимеризате определяют концентрацию крошки в пульпе каучука и стабилизируют ее изменением расхода воды, сравнивают уровень пульпы каучука в дегазаторе и концентрацию крошки в пульпе каучука с допустимыми пределами и при соответствии указанных параметров их допустимым пределам корректируют расход пара в зависимости от отклонения мощности, потребляемой электродвигателем мешалки .в дегазаторе, от заданного значения, а при несоответствии хотя бы одного из указанных параметров его допустимьм пределам оставляют рас,хдд па,ра на достигнутом значении, причем при увеличении указанной мощности увеличивают расход пара и наоборот, а допустимые пределы KOHueHTpaf ции крошки в пульпе каучука ycTaiiasте& ливают Б диапазоне 4,5-5 мас.%. о эо -3 р

П(мимеризат

СХГ

8

Вода

16

Пульпа

1