Способ автоматического регулирования величины @ в реакторе периодического действия Советский патент 1987 года по МПК B01J19/00 G05D27/00 

Изобретение относится к области автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано в химической и других смежных отраслях промьшшенности.

Цепью изобретения является повышение производительности реактора за счет повьшения качества регулирования.

На чертеже представлена принципиальная схема автоматического управления процессом прилива соляной кислоты в реактор синтеза сульфенамида Ц (Ы-циклогексилбензтиазолил-2-суль- фенамида), реализующая предложенный способ.

Схема содержит реактор 1 синтеза сульфенамида Ц, расходную емкость 2 соляной кислоты, управляющее вычислительное устройство 3 с преобразователями, концентратомер 4, расходомер 5, регулирующий клапан 6, отсечной клапан 7, датчик рН-метр 8, датчики .Эй 10 температуры.

Способ осуществляется следующим образом.

Управляющему вычислительному устройству 3 задаются нужное значение рН и начальный объем реакционной массы в реакторе 1. После этого производится первоначальный опрос датчиков, в результате чего определяются концентрации и температура подаваемой кислоты из расходной емкости 2, начальное значение рН реакцион- .ной массы и ее температура. Затем управлякнцим вычислительным устройством 3 вычисляются такие значения расхода кислоты, чтобы при приливе реагента температура реакционной массы не стала вьше заданной

(Т - Т,)

ч,

- с (т - т..)

х

де Т - температура реакционной массы, с;

Vg - количество кислоты в пересчете на 100%, KT/Cf Ci. - теплоемкость кислоты, кДж/кг. гр ад Q - тепловой эффект реакции,

кДж/кг,К, - коэффициент теплопередачи, кДж/м .град С,

F - поверхность теплообмена, м, 55 g

Т, - температура охлаждающей воды, С,

T.J - температура приливаемой кислоты, С.

После этого вырабатываются управляющие воздействия на регулирующий клапан 6. Через определенные заданные промежутки времени at производится опрос датчиков, в результате чего управляющим вычислительным устройством 3 определяются температура и рН реакционной массы в реакторе, концентрация, температура и расход

кислоты. Затем вычисляется текущее значение объема реакционной массы, поверхность теплообмена, новое значение расхода кислоты, такое, чтобы температура реакционной массы не превысила заданной.

В случае, когда значение рН реакционной массы отличается от заданного на 10-30%, начинается импульсная загрузка. В начальный момент подача кислоты в реактор прекращается - закрывается отсечной клапан 7, и реакционная масса выдерживается в течение времени вьщержки (t вьщерж- ки) .

Перед каждым импульсом вычисляется количество реагента с учетом концентрации, которое нужно для остаточного доведения реакционной массы до заданного значения рН. Это дef

лается следующим образом. Последние семь соответствующих значений рН реакционной массы и количества реагента, поданного к этому моменту в реактор, запоминаются управляющим

вычислительным устройством. Данные значения аппроксимируются полиномом вида

40

у а + а, Vx +

а,- X + а х.

где у - значение рН реакционной

массы

X - количество поданного реагента (кг чистого вещества) а,а , а, а - коэффициент пропорциональности.

По полученной зависимости с помощью итерационной процедуры вычисляется нужное значение х„, такое, чтобы значение у соответствовало заданному. После чего определяется расход реагента за импульс продолжительностью At

g

V V

г-н h

C-dt

где g - расход реагента, , X д- - нужное количество реагента, кг;

X - количество реагента, поданного в реактор до последнего импульса, кг, С - концентрация реагента,

кг/м ;

&t - время импульса, ч. За промежуток времени между опросами датчиков подается 1/3 часть от рассчитанной дозы кислоты и реакционная масса вьщерживается в те- чение времени t вьщержки. После чего делается следующий опрос датчиков, определяется новое значение рН реакционной массы, вычисляются количество поданной кислоты и новая до- за, и так далее, пока рН реакционной массы не станет заданной. Затем отсечной клапан 7 закрывается, и производитсяуЬледующая операция, необходимая для синтеза сульфенами-

да ц.

Использование предложенного способа обеспечивает повышение качества автоматического управления реакторами периодического действия, что поз- воляет повысить и стабилизировать качество целевого продукта. Сокращение времени прилива реагента за счет использования импульсной загрузки только на конечной стадии дове-

Редактор В.Данко Заказ 7749/9

Составитель Г.Огаджанов

Техред Л Олейяих Корректор Е.Рошко

Тираж 531Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

дения рН реакционной массы дает возможность увеличить производительность реакторов без снижения качест- ;ва продукта.

Формула изобрете ни я

Способ автоматического регулирования величины рН в реакторе периодического действия путем регулирования подачи нейтрализующего агента, отЛ Ичающийся тем, что, с целью повышения производительности реактора за счет повышения ка-; чества регулирования, дополнительно измеряют температуры реакционной массы в реакторе, охлаждающей воды, нейтрализующего агента и его концентрацию, определяют требуемый расход нейтрализующего апнта и осуществляют его подачу, сравнивают текущее значение величины рН с заданными значениями и при достижении текущего значения величины рН своего первого заданного значения осуществляют импульсную подачу нейтрализующего агента с коррекцией по количеству ранее поданного агента и его концентрации до достижения величины рН своего второго заданного значения.

Изобретение относится к способу автоматического регулирования величины рН в реакторе периодического действия, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить производитель- ность реактора путем улучшения качества регулирования. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования подачи нейтрализующего ; агента в зависимости от величины рН реакционной среды (датчик 8 рН,, вычислительное устройство 3, регулирующий клапан 7) с коррекцией по количеству поданного агента (расходомер 5) и концентрации среды в расходной емкости (концентратор 4). 1 ил.