Способ управления процессом жидкофазного окисления циклогексана в реакторе Советский патент 1980 года по МПК C07B29/00 G05D27/00 

I

Изобретение относится к способам управления химическими процессами, в частности процессом жидкофазного окисления цикпогексана кислородом воздуха.,

ИзвестЕОл способы автоматического управления химическими реакторами путем регулирования соотношения расходов реагентов в зависимости от концентрации одного из них в реакционной смеси с коррекцией по температуре в реакторе и плотности реакционной смеси pL или путем регулирования температуры в peaEttJpe изменением расхода конденсата в свстеме охлаждения реактора, причем температура конденсата стабилизируется на заданном уровне 2} или путем регулирования температуры в реакторе изменением расхода хладагента в зависимости от расхода исходного сырья, подаваемого в реактор З

Наиболее близок к предлагаемому20

изобретению способ управления прсяессом окисления пиклогексана в реакторе, включающий получение математическим модели рованием управляющих воздействий на про|Цесс и коррекцию их по параметрам выходящих газов, например, по составу газов 4 .

Однако известные способы не учитывают возмущений, связанных с нарушением теплового баланса, что снижает точность прсадесса управления.

Цель изобретения - повышение точности управления процессом жидкофазного :окисления циклогексана.

Это достигается тем, что управляющее воздействие дополнительно корректируют по разности значений теплового эффекта, определяемого математическим моделированием, и теплового эффекта, определяемого по расходу парового конденсата, поступающего в реактор для отвода тепла из реакционной зоны.

На чертеже дана схема устройства, реализующего предлагаемый способ где изображены потоки 1-3 соответственно катализатора, сырья и воздуха, реактор 4 окисления, блоки 5 выработки сигналов. пропорциональных составам проб, расходомеры 6, моаепь 7 процесса, составленная по уравнениям материального и теплового балансов, потоки 8 и 9 соответственно реакционных газов и реашдионной жидкости, газовый анализатор 10, регуляторы 11 и 12 соответственно расходов каталИ затора и воздуха, блок 13 выработки заданий регуляторами 11 и 12 по составу реакционных газов, блок 14 подстройки параметров блока 13, блок 15 вычисления теплового эффекта реакции, блок 16 сравнения, система 17 стабилизации температуры в реакиионной зоне Информация о входных потоках 1-3 катализатора, сырья и воздуха реактора 4, о выходных потоках 8 и 9 реакционных газов и жидкостей, определяемая блоками 5 выработки сигналов, пропорциональньгх составам проб, расходомерами 6 и датчиками температуры поступает на вход модели 7, Сигнал, пропорциональный составу реакционных газов (поток 8), определяемый газовым анализатором 10 поступает в блок 13 выработка заданий, в котором определяются заданвя регуляторами 11 и 12 расхода катализатора и воздуха lii- Nv- r -(QQ,XJ,XJ,.)- величина расхода катализатора, определяемая моделью 7{ B;yy-f (G, величина расхода воздуха, определяемая моделью 7; X,,Xj,Xg - составы катализа- тсфа, сьфья и реакционных газов соответственно; Qf - расход сырья; Д.К и CkB - корректирующие сигналы, зависящие от состава вы ходящих газов. Регуляторами 11 и 12 путем изменений расходов потоков катализатора 1 и воздуха 3 осуществляется управление про цессом окисления. БЛОКОМ 13 производит ся, вычисление следующих величин S-|cc -S)3t ./сск-c at время изодрома соответству ющих интеграторов; C.j,C - содержания кислорода и уг t . м. гч - г лп«/о игго м vf Гл лерода в составе выходящих газов, определяемых анализатором;средние значения соответствующих величин, вычисленные моделью 7. Модель 7 определяет также среднее начение теплового эффекта реакции (коичество тепла, выделяющегося на 1 кг рореагировавшего циклогексана) ,,КР), где С - геплоемкости входных и выходных потоков; температуры входных и выходу ньрс потоков; Tj.,Tj - начальная и конечная температуры теплоносителя; КР - конструктивные параметры системы охлаждения. Значение Ц/ сравнивается блоком 16 сравнения со значением С, теплового эф- . фекта, вычисленного блоком 15 по сигналу HQ расходомера 6 парового конденсата по определенной зависимости .о()(), где . постоянные коэффициенты. БЛОКОМ 16 вырабатывается сигнал ощибки %CiV-%C - -%4 который поступает на вход блока 14 подстройки. На выходе блока 14 образуется сигнал -:; где T-J - время изодрома интегратора, входящего в блок 14.; Корректирующие сигналы Л К и л, В, вырабатываемые блоком 13, образуются следующим образом ,К-с( (s-lgn ,vЪCsig ЧсС-Ь)) - 5C,q u.BC(s %()Лц,, где a,b,C,d,{- постоянные коэффициенты. Таким образом, сигналы Д. К и АВ, связанные с С, , су. , учитывают возмущения процесса, нарушающие тепловой баланс, чем достигается повышение точности процесса управления примерно на 15%. Кроме того, сигнал ошибки )поступает на вход системы 17 стабилизации температуры в реакционной зоне реактора. При стабилизации температуры в реакционной зоне реактора, изменения расхода парового конденсата позволяют оценивать возмущения процесса, нарушающие тепло