Устройство для автоматического управления процессом нитрования в установке полунепрерывного действия Советский патент 1991 года по МПК C07B43/02 B01J19/00 G05D27/00 

Изобретение относится к управле нию экзотермическими процессами, осуществляемыми в реакторах полунепрерывного действия (Р1ШД), и может быть использовано в химической и других смежных отраслях промышленности, в частности в процессе нитрования мо- нонитросоединений до динитросоединеНИИ

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта

На фиг приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 - гра фики изменения основных параметров процесса соответственно в регламентном и аварийных режимах.

Устройство для автоматического управления и установка содержат(фиг4 реактор 1, мерник 2, аварийную емкость 3, рубашку 4 и змеевик 5 реактора, мешанку Ь, клапан 7 аварийного

сброса реакционной массы из реактора,

патрубок 8 загрузки исходного компонента, патрубок 9 подачи хладагента в змеевик, патрубок 10 подачи пара в рубашку, линию 11, соединяющую газо- 5 вую полость реактора с аварийной емкостью, линии 12 и 13 уровней реакционной массы в реакторе соответственно перед началом и после окончания дозировки компонента, линию 14 исход- о ног о уровня дозируемого компонента из мерника,линию 15 уровня воды в аварийной емкости для быстрого и многократного разбавления реакционной массы при аварийном сбросе ее из реакто- $ ра, вытяжную систему 16 аварийной емкости, насос-дозатор 17, клапаны 18 и 19 обратного и прямого принципа действия, первичный измерительный преобна 7, Последний открывается и реакционная масса поступает на следующую технологическую операцию - раз- бавление,,

Аварийный режим При понижении температуры ниже регламентного значения с блока 31 уставок (первый вы ход) через элемент ПАМЯТЬ 33 поступает сигнал на элемент ЗАПРЕТ 34 дл блокировки управляющего сигнала с р гулятора 30 на привад запорно-регу- лирующего клапана 38 подачи хладаге та. Последний закрывается, отсекая подачу хладагента в змеевик реакто- ра„ Затем сигнал с элемента 33 поступает на привод отсечного клапана 39, открывая подачу пара в рубашку раствора, и через элемент ИЛИ 35 разопатель (1ШП) 20 и вторичный изме- Q на блок 32 управления дозатором 17,

рительный преобразователь (ВИН) 21 для измерения температуры реакционной массы в реакторе, ПИИ 22 и ВИН 23, снабженный первым блоком уставок, для измерения электропроводности вспенен- 15 ной реакционной массы в верхней части реактора, ПИП 24 и ВИИ 25, снабженный вторым блоком уставок, ПИП 26 и ВИН 27 для измерения расхода дозируемого компонента, ПИП 28 и ВИИ 29 для изме- зо рения уровня дозируемого компонента в мернике, адаптивный регулятор 30, третий блок 31 уставок, блок 32 управления насосом-дозатором, элементотсекая подачу компонента в реактор Как только текущее значение темпера туры достигает регламентного значен с блока 31 уставок Г второй выход) п ступает деблокирующий сигнал на эле мент ПАМЯТЬ 33 Тогда закрывается отсечной клапан 39 на входной линии подачи пара в рубашку реактора, открывается запорно-регулирующий клапан 38 на входной линии подачи хлад агента в змеевик реактора на величи ну, определяемую значением управляю щего сигнала, вырабатываемого адаптивным регулятором 30, и включается

на 7, Последний открывается и реакционная масса поступает на следующую технологическую операцию - раз- бавление,,

Аварийный режим При понижении температуры ниже регламентного значения с блока 31 уставок (первый выход) через элемент ПАМЯТЬ 33 поступает сигнал на элемент ЗАПРЕТ 34 для блокировки управляющего сигнала с регулятора 30 на привад запорно-регу- лирующего клапана 38 подачи хладагента. Последний закрывается, отсекая подачу хладагента в змеевик реакто- ра„ Затем сигнал с элемента 33 поступает на привод отсечного клапана 39, открывая подачу пара в рубашку раствора, и через элемент ИЛИ 35 на блок 32 управления дозатором 17,

отсекая подачу компонента в реактор0 Как только текущее значение температуры достигает регламентного значения с блока 31 уставок Г второй выход) поступает деблокирующий сигнал на элемент ПАМЯТЬ 33 Тогда закрывается отсечной клапан 39 на входной линии подачи пара в рубашку реактора, открывается запорно-регулирующий клапан 38 на входной линии подачи хладагента в змеевик реактора на величину, определяемую значением управляющего сигнала, вырабатываемого адаптивным регулятором 30, и включается

Изобретение относится к управлению процессами нитрования в реакторах полунепрерывного действия, аварийные режимы которых сопровождаются сильным вспениванием реакционной массы, и может найти применение в химической, лакокрасочной и химико-фармацевтической промышленности при производстве ингибиторов атмосферной коррозии, витаминов и рентгеноконтрастных препаратов о Цель - повышение быстродействия автоматической системы защиты процесса нитрования Сущность изобретения состоит в предотвращении охлаждения реакционной массы путем отключения дозировки хладагента в змеевик реактора и подачи пара в рубашку реактора, а предотвращении перегрева путем отсечки дозировки и продолжающейся подачи хладагента в змеевик и фиксированияаварийных режимоя, сопровождающихся вспениванием реакционной электрошонод- ной массы, с помонью кондуктометров, установленчых в верхней части реактора (погружной) и в вытяжной системе реактора (проточный), причем при выработке сигнала погружным кондуктометром срабатывает отсечка подачи компонента, а при выработке сигнала проточным кондуктометром происходит аварийный сброс содержимого реак- торао 3 ил (С (Л 0 со Јь ОЭ ел &

ПАМЯТЬ 33, элемент ЗАПРЕТ 34, три эле- насос-дозатор 17 подачи дозируемого

мента ИЛИ 35-37, клапан 38 обратного принципа действия, управляющий подачей хладагента через змеевик реактора, и клапан 39 прямого принципа дейкомпонента в реактор.

При аварийном повышении температуры в реакторе и достижении третьей уставки с блока 31 уставок поступает

ствия, управляющий подачей пара в ру- дд команда через логические элементы

ИЛИ 36 и 35 на блок 32 управления дозатором 17 для его отключения,, П изводят отсечку подачи компонента реактор,.

башку реакторао

Устройство работает следующим образом

Регламентный режим,, С помощью насоса-дозатора 17 исходный раствор в стабилизированном режиме подается в РПНДа Температура реакционной массы регулируется с помощью ПИН 20, ВИН 2 и адаптивного регулятора 30, воздействующего ча привод клапана 38, установленного на входной линии подачи хладагента через змеевик реактораа

По окончании процесса подается командный импульс на приводы отсечных клапанов 18 и 19 противоположных принципов действия, после .чего клапан 18 закрывается, а клапан 19 открывается Затем снимается командный сигнал с привода донного кпапакомпонента в реактор.

При аварийном повышении температуры в реакторе и достижении третьей уставки с блока 31 уставок поступает

команда через логические элементы

ИЛИ 36 и 35 на блок 32 управления дозатором 17 для его отключения,, Производят отсечку подачи компонента в реактор,.

При дальнейшем аварийном повышении температуры с блока 31 уставок (четвертый выход) поступает сигнал через логический элемент ИЛИ 37 на открытие донного клапана 7 реактора для сброса реакционной массы в аварийную емкость 30

Аварийность процесса также определяется и по вспениванию реакционной массы, являющейся из-за присутствия кислот сильным электролитом,, Интенсивность вспенивания, а следовательно, и степень аварийности процесса фиксируются с помощью двух

516

кондуктометров, 11И11 22 и 24 которых расположены соответственно в верхней газовой полости реактора и в трубопроводе вытяжной системы реактора Чри достижении вспененной реакционнной массой 11И11 22 кондуктометра, расположенного в газовой полости реактора, с ВИН 23 поступает дискретный сигнал через логические элементы ИЛИ 36 и 35 на блок 32 управления для остановки насоса-дозатора 17Э

При достижении вспененной реакционной массой НИИ 24 кондуктометра, расположенного в вытяжной системе реактора, ВИН 25 вырабатывает командный импульс через логический элемент ИЛИ 37 на привод донного клапана 7 для сброса реакционной массы к аварийную емкость о На фиг02 показан график изменения температуры объема Vp реакционной массы и расхода дотируемого

компонента С,, в зависимости от л

тельности дозировки од при проведении процесса нитрования в регламентном режимеа На фиг.З показан график изменения температуры в аварийном режиме, сопровождающемся выбросом реакционной массы, что связано с падением температуры реакционной кассы при продолжающейся подаче дотируемого компонента,, Это приводит к его накоплению с последуюг|им спонтанным разогревом - проявлением кумуляционного эффекта

Использование предлагаемого устройства при управления РПНД позволяет повысить быстродействие автоматической системы защиты АСЗ с 30-60 до 10 - 15 с.

Использование изобретения дает возможность сократить длительность. дозировки на 20-30%, устранить выбросы реакционной массы, обусловленные отсутствием контроля ее вспенивания, при которых потери целевого продукта доходят до 80%, и за счет более жесткого режима стабилизации температуры реакционной массы повысить выход целевого продукта на 10-15%

46596

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления процессом нитрования в установке полунепрерывного действия, , содержащей последовательно соединенные мерник, реактор полунепрерывного действия с теплообменниками и мепал- кой и аварийную емкость, соединен- Q ную с газовой полостью реактора, содержащее первый элемент ИЛИ, подсоединенный своим выходом к блоку управления насосом-дозатором подачи компонента из мерника в реактор, датчи- 5 ки электропроводности реакционной массы в верхней части и вытяжной системе реактора, подключенные к входам первого и второго блоков уставок,датчик температуры реакционной массы в

20 реакторе, подключенный к входам адаптивного регулятора и третьего блока уставок, второй и третий элементы ИЛИ, клапан аварийного сброса реакционной массы из реактора и клапаны 25 на линиях подачи энергоносителей в теплообменники реактора, отличающееся тем, что, с целью повышения выхода нелепого продукта, оно дополнительно содержит элементы ЗС ПАМЯТЬ и ЗА1ТРКТ, при этом выход адаптивного регулятора последовательно связан через первый вход элемента ЗАПРЕТ с клапаном на линии подачи хладагента череч змеевик реактора, первый и второй выходы с третьего блока уставок соединены соответственно с первым и вторым входами элемента НАМЯТЬ, а третий и четвертый выходы с третьего блока уставок подключены к первым входам верного и второго элементов ИЛИ, выход элемента ПАМЯТЬ параллельно соединен с пер35

40

рым входом элемента ЗАПРЕТ и клапаном на линии подачи теплоносителя в рубашку реактора, выходы второго и третьего блоков уставок подключены к вторым входам соответстве -:но второго и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, а выход третьего элемента ИЛИ подклн чен к клапану аварийного сброса

дм5 С°

f I 1 010 40 60 80 fy 60,C

Фм.г

80

20

выброс

40 60 Фие.З

80 Гд-60,С