Способ автоматической защиты жидкофазного химического процесса Советский патент 1977 года по МПК B01J1/00 G05D27/00 

Изобретение относится к области зашиты потенциально опасных жидкофазных XHMVI- ческих процессов, в частности процессов, характеризующихся интенсивным газовыаелением при выходе в аварийный режим, и может быть использовано в системах автоматической защиты для предотвращения аварийных ситуаций в химической, нефтехимической, лакокрасочной, химико-фармацевтической отраслях промышленности.

Известен способ автоматической аварийной защиты процесса нитрования, заключающийся в формировании преаупредительного сигнала по расходу газообразных продуктов из реактора и давлению в .

Известный способ является инерционным так как сигнал защиты формируется на основе информации, не являющейся первичной при возникновении аварийной ситуации. Это приводит к несвоевременному срабатыванию противоаварийных исполнительных механизмов.

Известный способ может сработать при отсутствии опасного развития процесса по ряду причин, например при пикообразиом из

менении давления, вызванным точечным эффектом на поверхности разаела жидаой и газообразных фаз в момент подачи реагента.

Наиболее близким к предлагаемому способ, заключающийся в контролировании ультразвуковой проницаемости реакционной масс в реакторе на резонансной частоте 2.j,

Известный способ не позволяет при использовании его в системах управления химическими реакторами исключить ложные срабатывания системы защиты и достичь необходимого быстродействия указанной системы.

С целью повыщения быстродействия к исключения ложного срабатывания в предлагаемом способе определяют величину затухания колебаний ультразвука и в зависимости от ее изменения осуществляют отсечку дозировки реагента на входе в реакТор или сброс реакционной массы в аварийную емкость.

На фиг. 1 показана при щипиальная схема автоматической аварийной защиты процесса, реализующая данный способ; на фиг, 2 - график оценки взаимно-корреляционной функции павления Р и количества пузырей газа К. Особенностыо изобретения является то, что в качестве технологического параметра по которому формируют предупредительный сигнал для системы зашиты, использутот концентрацию газовых пузырей, образующих ся в жидкофааной реакционной массе при возникновении опасной ситуации, измеренну путем определения степени вносимого затухания при непрерьшном прозвучивании объем реакционной массы ультразвуковыми колеба ниями на резонансной частоте газовых пу.зырей. Образование газовых пузырей при возникновении аварийной ситуации в потенциал но опасном химическом процессе является первичным по отношению к повышению ftaJB- ления в реакторе и расходу газообразных продуктов из него. Трафик является резулыгатом обработки экспериментальных данных процесса получения реактива Гриньяра (-fe -время в сек) Запаздывание давления в этом случае по отношению пузырей газа составляет около 4О сек. Затухание ультразвука (К) связано с объемом и количеством газовых пузырей в жидкости соотношециегу. , (R)6,3 10-п(К) 1 RO, гдеп(Кд) и и-( Ко) - соответственно плотности распределения числа и объема газовых пузырьков в объеме жидкости. По величинам П ( 1 ) и И ( R ) определяется число (Кд)с}К и объем v suCRo dR пузырьков радиусами в пределах от floRQ dRB объеме реакционной массы причем радиус пузырька связан с резонансной частотой затухания Fp следующим соотношением: 31г() рде Р - гидростатическое давление в жидкости; Р - плотность жидкости; - отношение удельных теплоемкостей Ср/С J G - коэффициент поверхностного на тяжения на границе газа и жидкости, По этому соотношению определяют часто TJ затухания ультразвука в реакционной массе для образующихся газовых пузырей. Способ осу1дествляется следуюшим образом. Ультразвуковой излучатель - измерительный преобразователь 1 прозвучивает жидкую реакционную массу 2, находяшуюся в реакторе 3. Сигнал с измерительного преобразователя 1 поступает в функциональный блок 4, где преобразуется в управляющие команды для исполнительных механизмов 5 и б, осушествляюших защитные операции, Прозвучивание реакционной массы производится на частоте, которая является резонансной для размеров газовых пузырьков, выделяющихся по ходу реакции при возникновении аварийной ситуации. По величине сигнала с измерительного преобразователя 1, пропорционального концентрации газовых пузырей в реакционной массе 2, в функциональном блоке 4 формируется команда для управления либо исполнительным механизмом 5, либо 6, т.е. про- исходит или отсечка дозировки реагента в реактор 3, или сброс реакционной массы из реактора 3 в аварийную емкость. Сигнал управления с функционального блока 4 в зависимости от особенностей конкре-гаого химического процесса .может быть использован и для других защитных воздействий, например, для увеличения интенсивности перемешивания, переключения на подачу аварийного.охладителя, поцачу флегматизатора, ингибитора или их сочетаний. Осуществление предложенного способа автоматической зашиты позволит в 2-3 раза снизить инерционность системы и устранить ложные срабатывания, . Ф мула изобретения Способ автоматической защиты жидкофазнего химического процесса, заключающий - ся в контролировании ультразвуковой проницаемостг реакционной массы а реакторе на резонансной частоте, oтrtнчaющийс я тем, что, с целью повышения быстродействия и исключения ложного срабатывания, огфеделяют величину затухания колебаний ульл развука и в зависимости от ее изменения осуществляют отсечку дозировки реагента на входе в реактор или сброс реакционной массы в аварийную емкость. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство № 236450, кл. Gi05 Т) 7/03, 1968. 2.Авторское свидетельство № 196431, кл, GOI N 29/02, 1964.