Система автоматического регулирования процесса термической этерификации жирных кислот бутиловым спиртом Советский патент 1978 года по МПК G05D21/00 C07C67/00 

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА, ТЕРМИЧЕСКОЙ ЭТЕРИФИКАЦИИ ЖИРНЫХ КИСЛОТ БУТИЛОВЫМ СПИРТОМ

I-2 регулирования процесса термической этерификации жирных кислот бутиловым спиртом, содержащая датчик температуры, регулятор температуры в реакторе, выход которого подсоединен с регулирую шему клапану на линии подачи теплоносителя в реактор, датчики расхода и кислотного числа синтетических жирных кис лот (СЖК), поступающих в реактор, датчик и прибор контроля расходареакционной воды, дополнительно снабжена блоком определения оптимального расхода выделяющейся реакционной воды и блоком определения глубины этерификаиии, причем входы блока определени/i оптимального расхода выделяющейся воды подсоединены к выходам датчиков расход и кислотного числа синтетических жирных кислот, выход упомянутого блока подсоединен к первому входу блока определения глубины этерификации, ко второму входу указанного блока подсоединен вькод прибора контроля расхода реакцион ной воды, а выход блока определения глу бины этерификации. подсоединен ко входу регулятора температуры в реакторе. Вследствие изменения количеств отог;нанной реакционной воды при изменении ка чества и количества исходных жирныхкислот, предлагаемая система обеспечивает автоматическое поддержание оптимального режима процесса. Подтверждением слу жит следующее теоретическое обосновани Этерификация жирных кислот бутиловы спиртом протекает по уравнению: R-CH2-OH+HO-CO-R 2, 3± R-CHg-O-COR + Реакция образования эфиров является обратимой и сопровождается выделением воды. Для сдвига реакции в сторону образования эфиров на практике осуществляется отгонка воды. Отогнанное количество воды, согласно стехиометрии, про порционально глубине этерификации, определяемой по формуле 1 Г i «вг. Гэ7 глубина,: этерификации, где 1 Э1ьл Действительный расход отогнанной реакционной воды, QBt теоретическое значение расхода реакционнее воды, соответствующее 1ОО%-ному превращению СЖК в эфиры. Причем теоретическое значение расхода реакционной воды Q-gj f j определяет ся, исходя из стехиометрии по формуле la-w QK где кч- кислотное число исходных жирных кислот, Q|( - расход исходных жирных кислот, is - молекулярный вес воды, 56100- молекулярный вес КОН. На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы автоматического регулирования процесса термической э-уерификации жирных кислот бутиловым спиртом.,Синтетические жирные кислоты и бутиловый спирт поступают в реактор 1. В реактор 2 поступают бутиловый спирт и проэтерифицированный продукт на доэтерификацию. Датчиком 3 и прибором 4 контролируется температура в реакторе 1, Регулятор 5 и регулирующий клапан 6, установленный на линии теплоносителя, служат для регулирования заданной темпе|ратуры в реакторе 1. Датчик 3, прибор 4,.. регулятор 5 и регулирующий клапан 6 составляет контур регулирования температуры. Датчик 7 и прибор 9 контропируют расходСЖК, а датчик 8 и прибор 10 контропируют киспотное число СЖК. Блок 11 определяет теоретическое значение расхода реакционной воды. Датчик 12 и приоор 13 контролируют расход отогнанной воды. Блсж 14 определяет текущее значение глубины этерификадии. Датчики 7,8, 12, приборы 9, 1О и 13, блоки 11 и 14 составляют контур управления глубиной этерификации. Система автоматического регулирования процесса термической этерификации работает следующим образом. Контур регулирования температуры в реакторе 1. Температура в реакторе, определяющая тепловой режим реактора, а следовательно и расход оггоняемой реакционной воды, контролируется датчиком 3 и прибором 4, регулируется регулятором 5, выходной сигнал которого управляет положением регулирующего клапана 6, изменяюшего подачу теплоносителя в реактор 1, так, чтобы температура поддерживалась на заданном уровне. Контур автоматического управления глубин Си этерификации. Расход-СЖК контролируется датчиком 7и прибором 9, кислотное число (качество) СЖК контролируется датчиком 8и прибором 1О. Блок 11 иа основе выходных сигналов приборов 9 и 10 определяет по формуле (2) теоретическое значение расхода редакционной воды, соответствующее 1ОО%-ной глубине этерификации при данном расходе и кислотном числе СЖК. Датчиком 12 и прибором 13 определяется действительное значение расхода отогнанной реакционной воды. Выходные сигналы блока 11 и прибора 13поступают в блОк 14, который определяет по формуле (1), текущее значение глубины этерификации. Выходной сигнал блока 14 служит заданием регулятору 5 температуры. При изменении расхода и качества жирных кислот, отмечаемом приборами 9 и 10, изменяется и расчетная величин теоретического расхода реакционной воды соответствующая превращению жирных кислот в эфиры и определяе мая по формуле (2), что приведет к изм нению выходного сигнала блока 11. На входы блока 14 поступают сигнал с вых да прибора 13, соответствующий действительному расходу отогнанной реакционно воды и новое значение выходного Сигнала блока 11, так как блок 14 определяет в соответствии с формулой (1) глу бину этерификациц. то это, в свою очередь, приведет к изменению выходного сигнала блока 14. Выходной сигнал блока 14 является заданием регулятору 5 .температуры в реакторе. Регулятор 5 воздействует на регулирующий клапан, который изменяет расход теплоносителя. Это приведет к изменению температуры в реакторе и соответственно к изменени расхода отогнанной реакционной воды. Изменение сигнала задания блоком 14регулятору 5 будет продолжаться до тех пор, пока тепловой режим реактора 1 не приведет к такому расходу отгоняе мой регисционной воды, который соответствует оптимальному значению глубины этерификации для нового расхода или кислотного числа жирных кислот. При этом выходной сигнал прибора 13| соответствующий новому текущему значению расхода отогнанной реакционной воды и поступающий на вход блока 14 вместе с выходным сигналом блока 11, соответствующего этерификации, приведет к величине их отнощения по формуле (1), соответствующей оптимальной глубине этерификации. Предлагаемая система управления обеспечивает автоматическое поддержание условий, обеспечивающих отгонку реакционной воды с заданным приближением к теоретическому значению выделяющейся реакционной воды, что соответствует оптимальной глубине превращения жирных кислот в эфиры. По сравнению с извест- ными системами она уменьшает дисперсию по глубине на 30-40% и освобождает полностью людей в аналитической лаборатории, осуществляющих контроль за глубиной этерификации. Предполагаемый экономический эффект от внедрения системы автоматического управления процессом этерификации жирных кислот от увеличения глубины этерификации на 1,5-2 % составит 150200 тыс. руб. в год. |5Ормулаизобре т. е н и я Система автоматического регулирования процесса термической этерификации жирных кислот бутиловым спиртом, содержащая датчик температуры регулятор тем пературы в реакторе, выход которого подсоединен к регулирующему клапану на линии подачи теплоносителя в реактор, датчики расхода и кислотного числа синтетических жирных кислот, поступающих в реактор, датчик и прибор контроля расхода реакционной воды, отличающаяся тем, что, с целью -стабилизации глубины этерификации, система снабжена блоком определения оптимального расхода выделяющейся реакционной воды и блоком определения глубины этерификации, причем входы блока определения оптимального расхода выделяющейся реакционной воды подсоединены к выходам датчиков расхода и кислотного числа синтетических жирных кислот, выход упомянутого блока подсоединен к первому входу блока определения глубины этерификации, ко второму входу указанного блока подсоединен выход прибора контроля расхода реакционной воды, а выход блока определения глубины этерификации подсоединен ко входу регулятора температуры в реакторе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 239243, кл. С 08 F 1/06, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 386650, кл. В 01 Р 1/00, 1972.

Cnupm i

. 8