Устройство для автоматическогоупРАВлЕНия пРОцЕССОМ СульфАТи-РОВАНия ОРгАНичЕСКиХ СОЕдиНЕНийСЕРНыМ АНгидРидОМ Советский патент 1981 года по МПК C07C139/00 G05D27/00 

Изобретение относится к области автоматического управления химическими процессами, в частности к устройствам для автоматического управле ния процессом сульфатирования органических соединений газообразным серным ангидридом и может быть использовано в химической промышленности. Известно устройство для автоматического регулирования процессом суль фпрования, содержащее регулятор расхода сульфоагента и датчик вязкости сульфомагсы fll. Известно также устройство для авто матического управления процессом суль фатирования, содержащее датчики расхода основного и дополнительного потоков спирта, датчик расхода отходящих газов, датчики концентрации серного ангидрида в газовоэдушной смеси и отходящих газах, датчик расхода газовоздушной смеси, соединенный с первым входом регулятора газовоздушной смеси вычислительный блок, первый выход которого связан со вторым входом регулятора газовоздушной смеси/ выход которого соединен с клапаном подачи газовоздушной смеси в реактор, регулятор дополнительного потока спирта, первый вход которого связан со своим датчиком расхода, а выход подключен к клапану подачи дополнительного потока спирта 2 . Общим недостатком известных уст рюйств является то, что они не обеспечивают достаточной глубины сульфатирования. Целью изобретения является увеличение глубины сульфатирования. Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит первый и второй и третий сумматоры, первый и второй блоки умножения, при этом датчики расхода основного и дополнительного потоков спирта подключены ко входам первого сумматора, выход которого связан с первым входом вычислительного блока, соединенного своим вторым входом с датчиком концентрации серного ангидрида в газовоздушной смеси, второй выход вычислительного блока связан с первым входом третьего сумматора, подключенного своим выходом ко второму, входу регулятора расхода дополнительного пото- ка спирта, датчики расхода отходящих газов и концентрации серного ангидрида в отходящих газах подключены ко входам первого блока умножения, соединенному своим выходом с первым входом

второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу третьего сумматора, датчики расхода газовоздушной смеси и концентрации серного ангидрида в газовоздушной смеси подключены ко второму блоку умножения, соединенного своим выходом со вторым входом второго сумматора.

Сущность устройства базируется на взаимосвязи между количеством прореагировавшего SOg {разность концентрации SOj на входе и выходе реактора) и глубиной сульфатирования - при увеличении количества SO увеличивается глубина сульфатирования.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из реакторасульфатора 1, датчика 2 расхода осноного потока спирта, первого сумматора 3, вычислительного блока 4, датчика 5 расхода дополнительного потока спирта, регулятора 6 и клапана 7 подачи дополнительного потока спирта, датчика 8 и регулятора 9 расхода газовоздушной смеси, клапана 10 подачи газовоздушной смеси, датчика 11 концентрации серного ангидрида в газовоздушной смеси, датчика 12 расхода отходящих газов, первого 13 и второго 14 блоков умножения, второго сумматора 15, третьего сумматора 16, датчика 17 концентрации серного ангидрида в отходящих газах.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные основному и дополнительному потоку спиртов от датчиков 2 и 5, поступают на первый сумматор 3, выход которого равен суммарному расходу спиртов

(Gcr Выходной сигнал сумматора 3 поступает на первый вход вычислительного блока 4, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 11. На втором выходе блока 4 формируется сигнал, пропорциональный теоретическому количеству SO-),, которое необходимо для 100%-ного превращения спиртов в сульфоэфиры по следующему выражению:

Gsof К-2,1.-Gen,

где К - постоянный коэффициент, характеризующий отношение молекулярных весов SO-и спиртов ;

2,4 - гидроксильное число спиртов Измерение и регулирование расхода газовоздушной смеси осуществляется с помощью датчика 8, регулятора 9 и клапана 10. В качестве сигнала переменной величины в регулято поступает сигнал от датчика 8, а в качестве задания - сигнал с первого выхода вычислительного блока 4, который определяется по выражению: г - - Gcn-2,4

вс --с

где .- расход газовоздушной смеси, необходимый для 100%-ного превращения спиртов, CgQ- концентрация SOj в газовоз душной смеси, замеряемая

датчиком 11,

В блоке 14 определяется количество SOjj, поступающего в реактор, путем перемножения сигналов, поступающих с датчиков 8 и 11. Определение количества 50 в отходящих газах, изводится в блоке 13, путем перемножения сигналов с датчиков 12 и 17.

Во втором сумматоре 15 определяется количество npopeaiировавшего SOj путем суммирования сигналов с 5 блоков 13 и 14.

Третий сумматор 16 производит операцию алгебраического суммирования сигналов, пропорциональных действительному количеству SC-j , которое Q прореагировало в реакторе (от второго сумматора 15), и теоретическому количеству 50, которое необходимо для 100%-ного превращения спиртов в сульфоэфиры (от вычислительного блока 4). Выходной сигнал третьего сумматора поступает на второй вход регулятора 6 расхода дополнительного потока спирта.

Таким образом, устройство для автоматического управления процессом 0 сульфатирования органических соединений cepHfcjM ангидридом осуществляет проведение процесса в оптимальном режиме за счет поддержания эквимолярного соотношения между расходом спиртов и расходом SO-j на входе в реактор. Компенсация возмущающих воздействий по расходу и гидроксильному числу спиртов и концентрации SO-j производится изменением расхода зб.. Q Поддержание оптимальной глубины сульфатирования производится путем сравнения действительного количества присоединенного 50 в реакторе с теоретическим количеством 50, которое определяется по расходу и гидроксильному числу спиртов.

При проверке устройства на опытной установке было установлено, что глубина сульфатирования увеличивается на 1-2%, при использовании обычной системы автоматической стабилизации .глубина сульфатирования составляет 95-96%, а применение устройства позволило получить глубину 97-98%.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления процессом сульфатирования

органических соединений серным ангидридом, содержащее датчики расхода основного и дополнительного потоков спирта, датчик расхода отходящих газов, датчики концентрации серного ангидрида в газовоздушной смеси и отходящих газах, датчик расхода газовоздушной смеси, соединенный с первым входом регулятора расхода газовоздушной смеси, вычислительный блок, .первый выход которого связан со вто-; рым входом регулятора расхода газовоздушной смеси, выход которого соединен с клапаном подачи газовоздушной смеси в реактор, регулятор расхода дополнительного потока спирта, первый вход которого связан со своим датчиком расхода, а выход подключен к клапану подачи дополнительного потока спирта в реактор, отличающееся тем, что, с целью увеличения глубины сульфатирования, оно дополнительно содержит первый, второй и третий сумматоры, первый и второй блоки умножения, при этом датчики расхода основного и дополнительного потоков спирта подключены ко входам первого сумматора, выход которого связан с первым входом вычислительного блока, соединенного своим вторым входом с датчиком концентрации серного ангидрида в газовоздушной смеси.

второй выход вычислительного блока связан с первым входом третьего сумматора , подключенного своим выходом ко второму входу регулятора расхода дополнительного потока спирта, датчики расхода отходящих газов и концентрации серного ангидрида в отходящих газах подключены ко входам первого блока умножения, соединенному своим выходом с первым входом второго сумматора, выход которого

0 подключен ко второму входу третьего сумматора, а датчики расхода газовоздушной смеси и концентрации серного ангидрида в газовоздушной смеси подключены ко второму блоку умножения, соединенного своим выходом со вторым входом второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 0 1. Авторское свидетельство СССР 402524, кл. С 07 В 13/02, 04.11,74.

2. Авторское свидетельство СССР № 239243, кл. В 01 Л 1/00, 06.02.68 (прототип).

гСпирты

ОтхоАщае ееаы

I-gb

т

11

ЪЕ

/5

fS