Устройство для автоматического управления щелочным омылением Советский патент 1984 года по МПК C11C1/00 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации процессов нейтрализации кислот щелочными растворами, в част ности процессов омыления кислородсо держа цих соединений в оксидате, и может быть использовано в нефтехими ческой йромьшшенности. Известно устройство для автоматического управления процессом карбонатного омыления, содержащее блоки контроля расходов и концентра ций поступающих реагентов, блоки коррекции и вь1числения, анализатор остаточного кислотного числа и регулятор расхода соды lj . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ус тройство для автоматического управления щелочным омылением, содержащее контур регулирования расхода щелочного реагента, состоящий из датчика, регулятора и клапана, и . анализатор качества продукта омыления . Недостатком известных устройств является сложность их реализации вследствие применения большого количества анализаторов качества, что пр-гаодит к снижению надежности их работы. Целью изобретения является повьшение надежности в работе устройства. Поставленная цель достигается тем,-что устройство для автоматичес кого управления щелочным омылением, содержащее контур регулирования рас хода щелочного реагента, состоящий из датчика, регулятора и клапана, и анализатор качества продукта омыленик, дополнительно содержит трехзвенный корректирующий блок, при эт выход анализатора качества продукта омыпения параллельно соединен с вхо дами первого звена уменьшения входн го сигнала и второго эвена увеличения входного сигнала, выходы которы подключены соответственно к первому и второму входам третьего звена переключения сигналов, соединенного своим выходом с камерой задание регулятора расхода щелочного реагента Известно, что величина рН обеспечивает наиболее достоверную информацию о глубине протекания реакции ом1,шения, характеризуя избыток щелочи в омыленном продукте.Величина рН опредапяется с помощью серийно выпускаемых приборов. Зависимость величины рН от расхода щелочного реагента нелинейна и представляет собой типичную кривую титрования. На фиг. 1 приведена статическая характеристика объекта управления; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства; на. фиг. 3 - принципиальная схема корректирующего блока, выполненного на элементах УСЭППА Статическая характеристика объекта в разных диапазонах изменения величины рН имеет разный наклон (фиг. 1). На каждом линейном участке коэффициент усиления различен. Применение серийных линейных регуляторов возможно лишь в зоне постоянного коэффициента усиления. Как показали результаты исследований контроля величины рН на промьшшенном . реакторе щелочного омыления область, соответствующая избытку щелочи 0,20,5 об. %, обусловленная технологическим регламентом, находится в интервале значений рН 10-12. Причем в первом квадранте показано, что в этом интервале характеристика имеет постоянный коэффициент усиления. С понижением рН меньше 10 характеристика резко меняет наклон и коэффициент усиления увеличивается более чем в 5 раз. Поскольку в объект ло разным каналам приходят возмущения, вызванные изменением основных потоков, концентрации щелочного реагента, кислородсодержащих соединений в карбонатной массе, температуры процесса и другие, приводящие к отклонению выходной величины рН меньше 10, резко меняется коэффициент уси ления объекта, что приводит к потере устойчивости системы. Область рН больше 13 является нечувствительной к концентрации щелочи в омыленном продукте и не характеризует однозначно процесс омыпения. При концентрация щелочи может быть Впределах 1-10%. Таким образом, область изменения рН, характеризующая процесс омыления, а именно рН 10-12, очень узкая и небольшие возмущения, пришедшие в объект, переводят систему управления в область неустойчивого регулирования. Таким образом, сложность известього устройства вызвана необходимостью компенсировать аппаратным пу тем возмущения, приходящие в объект В предлагаемом устройстве коррек тирующий блок в пшроком диапазоне изменения рН спрямляет статическую характеристику объекта, улучшая динамические свойства системы. Устройство (фиг. 2) содержит реактор омыления 1, регулятор 2 расхода щелочного реагента 3, контролирующий расход щелочного реагента, регулирующий клапан 4, анализатор 5 качества, определяющий параметр .рН для определения избытка щелочи в мылах, трезвенньп корректирующий блок 6, состоящий из первого звена 7 уменьшения входного сигнала, второго- звена 8 увеличения входного сигна ла и третьего звена 9 переключения сигналов. Трехзвенный корректирующий блок реализованньй на элементах УСЭППА (фиг.3), содержит регулирующие дрос сели 10 и 11, постоянные дроссели 12-14, задатчик 15, элементы 16 и . 17 сравнения. Устройство работает следуюгцим образом. Сигнал, соответствующий расходу щелочного реагента, поступает в регулятор 2 стабилизации расходащелочного реагента. Выходной сигнал корректирующего блока 6 подается в регулятор 2 и является заданием для этого регулятора. Выходной сигнал анализатора 5 качества, определяющий параметр рН, пропорциональньй к концентрации щелочи в омыленном продукте, является входным сигналом корректирующего блока 6 и поступает одновременно на вход звеньев 7 и 8 блока 6. Звено 7 (фиг. 3) выполняет функцию уменьшения входного сигнала. Ин- тенсивность уменьшения сигнала за.висит от наклона участка 1 статической характеристики корректирующего блока (фиг. 1,И квадрант). Реализация функции уменьшения входного сигнала осуществляется.с помощью регулирующего дросселя 10, постоянных дросселей 12 и 14 и задатчика 15. Настройка производится изменением проводимости регулирующего дросселя 10 и изменением подпора задатчиком 15 в линии до постоянного дросселя 12. Звено 8 выполняет функцию увеличения входного сигнала. Интенсивность увеличения зависит от наклона 2 участка статической характеристики корректирующего блока (фиг. 1, II квадрант) Реализация функции увеличения входного сигнала осуществляется с помощью регулирующего дросселя. 11, постоянного дросселя 13 и пятимембранного элемента 16 сравнения. Настройка производится изменением проводимости регулирующего дросселя 11 и постоянного дросселя 13 (фиг. 3). . При реализации функции увеличения входного сигнала по схеме и на элементах звена 7 не получаем статической характеристики корректирующего блока, имеющей перегиб в точке И (фиг. 1, II квадрант). Звено 9 вьшолняет функцию реле переключения сигналов, идущих от звеньев 7 и 8, реализованное на элементе 14 сравнения. При входном сигнале Р , определяемом 1 участком статической характеристики корректирующего блока (фит. 1, II квадрант), сигнал звена 7больше сигнала звена 8 и реле пе- : реключения пропускает сигнал звена 7. При входном сигнале Рдх , определяемом 2 участком статической характеристики корректирующего блока (фиг. 1,.II квадрант), сигнал звена 8больше сигнала звена 7 и реле пе- ; реключения пропускает сигнал звена 8. Предлагаемое устройство позволяет поддерживать избыток щелочи в омы- енном продукте в интервале, опрееленном технологическим регламентом. Технико-экономический эффект зобретения., заключается в повьш1ении надежности функционирования устройста управления и обеспечении простоы его обслуживания.

PacmSop и4елочи

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫМ ОМЫЛЕНИЕМ, содержащее контур регулирования рас§яваарант i кЙадрант {татичееНая xapaifmefa- Стати ао(Чтер«еста и oppfxmupynutffa л таха eaboxmajet „oflpe дааяаf KOffiriim. влвяа хода щелочного реагента, состоящий из датчика, регулятора и клапана, и анализатор качества продукта омыления, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности в работе устройства, оно дополнительно содержит трехзвенный корректирующий блок,при этом выход анализатора качества продукта омыления параллельно соединен с входами первого звена уменьшения входного сигнала и второго звена увеличения входного сигнала, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам третьего звена переключения сигналов , соединенного своим выходом с камерой задание регулятора расхо(Л да щелочного реагента. в щеяочнекреаttHoia S я$вдрянт Статичегка жвраяпцюетняв ввъеята с itoff«HitMtрутцин вявявм

к

Оксидат

т збено

I

Езжено

Продукт омыления

фиг.2

(риг.З