Способ автоматического управления периодическим процессом получения ацетатов целлюлозы Советский патент 1984 года по МПК G05D27/00 C08B3/06 

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, а именно к автоматизации и управлению в производстве производных целлюлозы.

Наиболее близким к изобретению является способ автоматического управления периодическим процессом полчения ацетатов целлюлозы путем обработки целлюлозы активирующим агейтом, порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и после)цующего двухстадийного гидролиза последовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемещивании, вкпючаюпшн регулирование температуры реаки 1онной смеси и корректирование количества катализатора, дискретно пдаваемого на приготовление последней порции ацетилирующей смеси, в зависимости от скорости изменения вязкости--. смеси при обработке целлюлозы предпоследней порцией ацетилирующей смеси 1J .

Недостатком известного способа является то, что в процессе не учитывается влияние стадии гидролиза на качественный показатель ацетата .целлкшозы-фильтруемость, что приводит к нестабильному его значению.

Величина показателя фильтруемости ацетата целлюлозы формируется в ходе стадий ацетилирования и гидролиза получаемого триацетата целлюлозы. Она зависит от качества применяемого сырья, времени ацетилирований и гид1 олиза,. а также от технологических параметров этих стадий, в частности от температуры в момент начала гидролиза, а в известном способе

эта зависимость не учитывается, что приводит к нестабильному значению показателя фильтруемости ацетата целлюлозы..

Цель изобретения - повышение точности поддержания заданного значения фильтруемости готового продукта ацетата целлюлозы.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу автоматического управления; периодическим процессом ацетилирования цел.пюлозы путем обработки целлюлозы активирующим агентом, порциального дозирования . компонентов ацетилирукнцей смеси и последующего двухстадийного гидролиза последовательно при повьшшнном и атмосферном давлении при перемешивании, включающему -регулирование температуры реакционной смеси в реакторе, определяют температуру реакционной смеси после обработки активирующим, агентом, после подачи первой порции ацетилирующей смеси и время достижения максимальной температуры и ее значения, после подачи последней порции ацетилирующей смеси опред.еляют время достижения максимальной температуры, ее значе.ние, время достижения заданного значения вязкости реакционной смеси и ее тёмпер.атуру, а темпера.туру на стадии гидролиза .при атмосферном давл.еиии регулируют в зависимости от заданного зн ачения показателя фильтруемости и измеренных значений времени и температур .

- Способ- осуществляют следующем . образом.. .

Активированную уксусной кислотой целлюлозу дополнительно обрабатывают уксусным, ангидридом в. течение 11,5 ч при 18-28 С, а затем поочередн двумя порциями ацетилирующей смеси. После добавления второй порции ацетилирукяцей смеси через определенное время в реакторе смесь переходит в пастообразное состояние, и в этот момент привод мешалк;и р еактора- достигает максимального значения силы тока. После окончания процесса ацетилирования, определяемого по частоте поля смеси и достижения-заданной вязкости реалсционной смеси 120 с, прводят гидролиз в две с.тадии: первая под давлением в течение 2-3 ч, вторая - дри атмосферном давлении 89ч. - ,.

I-. На чертеже, представлена блок-схема системы управления, реализующая предлагаемый способ,

В реактор 1, снабженный рубашкой 2, за:гружают целлюлозу, обрабатывают ее уксусным ангидридом и последовательно заранее приготовленными порциями ацетилирующей смеси. Содержимое реактора непрерывно перемешивают . Одновременно с загрузкой целлюлозы в рубашку 2 подают хладоагент, датчиком 3 непрерывно измеряют температуру в реакторе 1 и-поддерживают ее с помощью регулирующего блока. 4, воздействуя на клапан 5 подачи хладоагента. Количество уксусного ангидрида, подаваемого в реактор 1, из- меряется счетчиком бив момент равенства текуп1его и заданного количества уксусного ангидрида регулирующий блок 7 вьщает сигнап клапану 8 на прекращение подачи уксусного ангидрида. Одновременно блок 7 выдает сигнал, запускающий времязадающий блок 9 (электронные часы). Через, заданный промежуток времени (2 ч) блок 9, вьщает сигнал блоку 10 для ввода значения тегшературы, изме ряемой датчиком 3, в вычислительньй блок t1, а та:кже сигнал для загрузки в реактор 1 первой порции ацетилр рующей смеси. Количество ацетилирующей смеси измеряется счетчиком 12 жидкости и в момент равенству Teicyщего и заданноцр количества первой порции ацетилирующей смеси регулирукяций блок 13 выдает сигнал на прекращение, подачи первой лорции ацетилирующей смеси клапану V4. Одновременно подают сигнал на. времязадающий блок 9, который устанавливается в нулевое положение и начинает отсче времени с момента окончания подачи первой порции ацетилир укхцей смеси, . на блок 10 для ввода значения температуры i , измеряемой датчико. 3 в |этот момент, в вычислит.ельный блок а также.сигнал для включения дифференцирутощего б.лока 15; В момент достижения максимального значения тем пературы блок 15 вьдает сигнал блокам 9 и 10 для ввода ввычисдительный блок 11 1 значения времени дости жения максимальной температуры 1 значения максимальной тeмпepaтypыt а также включает блок 16, который устанавливает значение задания по т пературе регулирующему блоку 4, рав Hoetl (), В момент равенства текущего и за данного Значений температуры, измеряемой датчиком 3, регулируюищй бло 4 вьщает сиг нална подачу второй. порции ацетилирующей смеси. Количество ацетилирумщей смеси измеряет ся счетчиком 17 и в момент равенства текущего и заданного значений ко

15Т5.58Ь

r,M2-Q,,

где ij температура в начале стадии гидролиза при атмосферном давлении, с,

г.1гча1 f«v,i.mOK 4

iyg - температура крнца обработки целлюлозы указанным ангидри дом до ац€тилирояання,°С,. личества второй порции ацетилирующей смеси рёгулируюп;ий блок 18 выдает сигнал клапану 19 на прекращение подачи второй.порции ацетилирующей смес.и. Одновременно подаются сигналы на времязадаю1дий блок 9, который устанавливается в нулевое положение и начинае.т отсчет времени, с момента оконча.ния подачи второй порции ацетилирующей смеси и на дифференцирующий блок 15 для определения максимального значения температуры, измеряемой датчиком 3. В момент дос.тижения максимального значения температуры блок 15 вьщает сигнал блокам 9 и 10 для ввода в вычис.лительньтй блок 11 значения, времени достижения максимальной температуры. )начения максимальной температуры tJJ, а также .включает блок 20,к.оторьй сравнивает текущее значение вязкости.реакционной смеси, измеряемой датчиком 21 с заданны.м значением .... В момент равенства текущего И заданного значения вязкости блок -20 въщ.ает сигнал времязадакяцим блокам 9 и 10 на в.вод значения времени достижения заданной вязкостис и значения температуры tg в этот момент в вычислительН.ый блок 11 . Одновременно блок 20 вьщает сигнал на клапан 22 дл.я подачи гидролизной воды.-Блок 11 рассчитывает оптимальное значение темп.ературы в момент начала стадии гидролиза при атмосферном давленииtj и через :блок 16 устанавливает это значение в качестве задания регулирующему блоку 4,. который воздействуя на клапан подачи хладоагента 5, поддер1живает температуру в реакторе, измеяемую датчиком 3. Продолжительность начальной стадии гидролиза при атмосферном давлении составляет 45-90 мин. Температура в конечной стадии этого гидролиза равна 60i5C. В основу работы вычислительного блока; положена следукица.я статистичес- кая зависимость: - , максимальное значение температуры при обработке по цией ацетилирующей смеси,°С{ ь . - начальное значение температу ры при обработке 1-ой порцие . ацетилирующей смеси, CV . mctf t . - максимальное значение температуры при обработке второй nopiJtHeft ацетилирующей смео. в - значение температуры в момен постижения заданного значения вязкости, С, ,-, mot ь - время.достижения значения температуры tJ, ч , время достижения максимально ftnaf го значения температуры , , Zg - время достижения заданного значения вязкости реакционной смеси Ь} , ч J7 требуемое значение фильтруемости ацетата целлюлозы. Данная статистическая зависимост получена по результатам пассивного эксперимента дня следующих интервалов изменения режимных параметров: - AgiiTJ tSS ,5 15tt«i39 4,25 .,25 0,,75 364tj 46 ,,75 Примеры реализации предлагаемого способа управления периодическим процессом получения ацетата целлюлозы представлены в таблице. Вследствие введения дополнительного управляющего воздействия - поддержания требуемой температуры в начале стадии гидролиза, ацетат целлюлозы имеет от партии к партии более стабильные и высокие значения показателя фильтруемости 9,9-15,8 г/см по сравнению с 5,5-10,2 г/см по известному. Это приводит к улучшению качества ацетата целлюлозы, снижению трудоемкости его дальнейшей переработки и позволяет увеличить выпуск, продукции высшего сорта по ОСТу 6-05451-80 на 5% по сравнению с известЬлм способом.

и

I, vO S Ж

и

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОдаЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОг ЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем об- . работки целлюлозы активирующим агентом, порциального дозирования компонентов ацетилирукщей смеси и последующего двухстада1Йного гидролиза) последовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемешивании, включающий регулнронание температуры реакционной в реакторе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поддер.жания заданного значения фильтруемости целе;вого продукта, определяют температуру реакционной смеси после обработки активирующим агентом, после подачи первой порции адетилирующей смеси и время достижения максимальной температуры и ее значения, после подачи последней порщш. ацетилирующей смеси определяют время достижения максимальной температуры, ее значение, время достижения заданного значения вязкости реакционной смеси и ее температуру, а тегшературу на стадии гидролиза при атмосфер ном давлении регулируют в зависимое ти от заданного значения показателя фильтруемости и измеренньк значений времени и температур.

О)

s

X

cd

ВТ О)

z s о. с