Способ управления процессом получения мелема Советский патент 1991 года по МПК C07D487/16 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических производств и может быть использовано в химической промышленности в процессе получения ме- лема.

Цель изобретения - повышение качества выходного продукта.

СЛОЖНОСТЬ уПрЗС/1Јгтй Э TviM ПрОЦбССОМ

заключается в том, что измеряемое значение температуры в этой зоне не соответствует температуре образования мелема.

При получении мелема в горизонтальных реакторах с перемешивающими устройствами порошкообразное сырье вводят с помощью питателей через штуцер, расположенный на одном из концов реактора в верхней его части. При нагревании сырья происходит его плавление и превращение в твердый мелем, который свободно выходит через штуцер, расположенный на другом конце реактора в его нижней части. Через штуцер на этой части выводят газы, аммиак и сублимированный меламин. Высота слоя реагирующих веществ в реакторе убывает по его длине от некоторого начального значения до нуля. В результате этого уже в средней зоне реактора высота слоя весьма невелика. Измеряемое в этой зоне значение температуры не соответствует температуре слоя, так как оно определяется в большей степени значительно белее высокой температурой стенки реактора, коэффициент теплоотдачи от которой к слою и газовой фазе невелик.

Обнаружено, что величину задания можно определять непосредственно в процессе, устанавливая его так, чтобы температура мелема на выходе из реактора, т. е. в его потоке, выходящем через выходной штуцер, составляла 350 - 370° С. Экспериментально установлено, что за пределами этого интервала не удается обеспечить требуемое количество продукта: при более низких температурах содержание меламина превышает 20%, а при более высоких в меламине появляется примесь мелона.

Оказалось также, что непосредственно использовать температуру мелема на выходе из реактора в качестве параметра для формирования управляющего воздействия

(Л

С

о VJ

СА)

СП 00

о

невозможно в силу инерционности системы.

Пример 1. Мелем получают в горизонтальном цилиндрическом реакторе с электрообогревом мощностью 67 кВт и пе- ремешивающим устройством в виде горизонтального вала с цилиндрическими вальцами, совершающего единовременно вращательное и возвратно-поступательное движение. Длина реактора между штуцера- ми для входа сырья и выхода мелема состав- ляет 2,66 м. В реактор подают 40 кг/ч меламина, выводят 20,5 кг/ч мелема и 19,5 кг/ч газообразной смеси аммиака и меламина, из которой при охлаждении вы- деляют меламин и возвращают его в синтез мелема. Температура выходящего мелема 370° С.

Подачу меламина в реактор осуществляют с помощью питателя, которым управ- ляет автоматический регулирующий потенциометр в комплекте с термопарой, измеряющей температуру в средней зоне реактора на расстоянии 1,45 м от входного штуцера Задатчик регулятора установлен на 570°С Параметры процесса стабильны во времени, качество продукта удовлетворяет ТУ 113-03-403-29 (85% основного вещества, 15% мелзминэ)

Показатели процесса по этому и после- дующим примерам сведены в таблицу.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но вместо меламина в реактор подают 80 кг/ч ДЦДА.

Примеры 3-5 Процесс проводят аналогично примеру 1, но вместо меламина в реактор подают смеси меламина и ДЦДА различного состава.

Пример 6 Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что термо- пара, сигнал которой используют для формирования управляющего воздействия, измеряет температуру нэ расстоянии 1,00 м от входного штуцера.

Пример 7. Процесс проводят знало- гично примеру 1 с тем отличием, что термопара, сигнал которой используют для формирования управляющего воздействия, измеряет температуру на расстоянии 1 85 м от входного штуцера.

Пример 8. Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что задат- чик регулятора установлен на 550°С и температура выходящего мелема составляет 350°С.

Пример 9. Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что задат- чик регулятора установлен на 560°С и температура выходящего молема составляет 360°С.

Пример 10 (сравнительный). Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что задатчик регулятора установлен на 540° С и температура выходящего мелема составляет 340°С. Получаемый мелем содержит 65% основного вещества и 35% меламина.

Пример 11 (сравнительный) Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что задатчик регулятора установлен на 590° С и температура выходящего мелема составляет 380°С. Полученный мелем содержит 85% основного вещества, 3% меламина и 12% мелона.

Пример 12 (сравнительный). Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что термопара, сигнал которой используют для формирования управляющего воздействия, измеряют температуру на расстоянии 0 63 м от входного штуцера. Не удается установить такое задание регулятору при котором температуры выходящего мелима находилась бы в пределах 350 - 370°С (она колеблется в пределах 150 - 400°С и реактор через 3 ч теряет проточ- ность)

Пример 13 (сравнительный). Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием ч го термопара, сигнал которой используют для формирования управляющего воздействия, измеряет температуру на расстоянии 2,30 м от входного штуцера. Режим не стабилен: в силу большой инерционности системы температура продукта на выходе колеблется от 330 (продукт с большим содержанием мелэмина) до 390°С (продукт с оолн шим содержанием мелона)

Пример 14(сравнительный) Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что для формирования управляющего воздействия используют сигнал термопары, измеряющей температуру выходящего мелема Установка задатчика 370°С. Результаты аналогичны результатам примера 13, однако температура продукта колеблется в более широких пределах и в продукте со- дерхигсч большое количество меламина.

Пример 15 (известный). Процесс проводят аналогично примеру 1, но подачу меламина в реактор с помощью питателя осуществляют с постоянной скоростью, а температуру в реакторе регулируют изменением мощности, потребляемой электронагревателем, по показаниям термопар, измеряющих температуру в средней зоне реактора и на выходе из него. Температура мелема на выходе из реактора и качество продукта колеблется аналогично примеру 13.

Как видно из примеров, предлагаемый способ в отличие от известного позволяет управлять процессом получения мелема, обеспечивая стабильность технологического режима и качества продукта.

В таблице приведены результаты опытов по управлению процессом получения мелема.

Формула изобретения

Способ управления процессом получения мелема из меламина, дициандиамида

или их смесей в реакторе с обогревом, включающий регулирование подачи исходного сырья в реактор и измерение температурного профиля по длине реактора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного продукта, дополнительно измеряют температуру продукта на выходе реактора и регулируют температуру в средней зоне реактора изменением подачи исходного сырья в реактор с коррекцией по температуре продукта на выходе реактора.

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических производств, может быть использовано в химической промышленности в процессе получения мелема и позволяет повысить качество выходного продукта. Способ предусматривает регулирование температуры в средней части реактора изменением подачи исходного сырья в реактор с коррекцией по температуре продукта на выходе реактора. 1 табл.