Способ управления процессомХлОРиРОВАНия Советский патент 1981 года по МПК C07C17/13 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления химическими процессами заместительного хлорирования углевоцородов и хлорпроизвоцных углеводородов, в том числе полимерных материалов, и может быть использован-о в химической промышленности.

Известен способ автоматического управления процессом хлорирования путем изменения расхода, хлора в зависимости от состава газа 1.

Однако этот способ не обеспечивает необходимой надежности системы, точности и непрерывности измерения ( в случае применения хроматографа). В связи со сложностью анализатора, их дороговизны, невысокой надежности в настояще время они недостаточно широко используются в производстве, кроме того, для контроля за большинством реакций такие промышленные анализаторы отсутствуют, потому что дня анализа каждого .конкретного продукта требуется разработка совершенно нового прибора или значительНое изменение модификации уже существующего.

Известен также способ автоматического управления химическим процессом путем экстремального регулирования расхода одного из входных потоков 2.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечивает высокой степени конверсии хлора.

Цель изобретения - увеличение степени конверсии хлора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу расход одного иё входных потоков регулируют в зависимости от плотности абгазов. При этом плотность абгазов определяют по перепаду давления на сужающем устройстве, установленном на потоке абгазов.

На фиг. 1 приведена, зависимость плотности абгазов-от управляющего параметра на фиг. 2 - пример реализации способа управления процессом получения хлорированного поливинилхлорида.

Предлагаемый спсх;об управления оснЬв-чн на том, чгоцяя реакций указанного класса зависимость плотности газового потока на выходе из реактора от управляющего параметра (температуры в реакторе, соотиощения расходов исходных компонентов, расхода катализатора -или их комбинации) имеет виц кривых (фиг. 1, А и Б ) .При изменении управляющего параметра U от Ucfio и реакция еще не началась к абгазы на выходе из реактора это газовый поток, подаваемый на вход реактора с равной ему плотностью. При U-U-f начинает протекать реакция, при и- U2 конверсия, исходного хлора максимально возможная и на интервале от

и до .плотность абгазов уменьшается от значений плотности исходных компонентов в газовой фазе до значений пдотности газового потока при максимально возможной степени преБращения хлора в хлористый водород.

При дальрэйшем увеличении параметра управления плотность абгазо или не изменяется (кривая А ), поскольку не ме- няется их состав, так .как достигнута максимально возможная степень превращения хлора, или растет за счет увеличения проскока хлора (кривая Б ). Характерная особенность этих кривых в том, что они имеют точку экстремума (точка Б ) при том значении управляющего па|заметра, при котором достигается максимально возможная степень превращения ключевого компонента и дальнейшее возрастание величины управляющего параметра iie приводит к снижению плотности газовой фазы на выходе из реактора. Точка экстремума смещается при изменении указанных неконтролируемых параметров (крива А ). Необходимо так подбирать значение параметра управления, чтобы в любых условиях обеспечить работу на точке экстремума. Поиск этой точки осуществляют следующим образом.

Фиксируют плотность газовой фазы на выходе из реактора. Изменяют, например увеличивают, значение параметра управления и снова фиксируют соответствующую ей плотность газовой фазы на выходе из реактора. Если плотность упала, то снова шагами увеличивают значение параметра управления до тех пор, пока приращение плотности абгазов не будет равно нулю или изменят знак. Это свидетельствует о том, что достигли искомой точки. После этого необходимо периодически несколько изменять значение параметра

управления в ту и другую сторону от его оптимального значения, т. е, от значения, соответствукзщего точке Б При этом при уменьшении параметра управления плотность абгазов должна возрасти, а при увеличении остаться без изменения или также возрасти. Такое периодическое покачивание необходимо для того, чтобы при возможном смещении точки экстремума в системе сразу же начался поиск и найдено новое ее положение. Операция поиска- может быть осуществлена вручную или с помощью серийно выпускаемого промышленного автоматического оптимизатора - экстремального регулятора. Поскольку в подавляющем большинстве случаев в качестве управляющего параметра используется температура в реакторе или расход инициатора, то расход абгазов в ходе протекания реакции не меняется, так как на один моль прореагировавшего хлора выделяется один моль хлористого водорода. Тогда для определения плотности абгазов достаточно на линии абгазов поставить сужающее устройство (диафрагму) и определять на нем перепад давления с помощью серийно выпускаемого цифманометра, поскольку перепад линейно зависит от плотности.

Схема реализации данного способа управления полупериодическим процессом получен 1 я хлорированного полйвинилхлорица включает реактор 1, обратный холодильник 2, фазоразцелитель 3, регулятор 4 расхода хлора, корректирующий регулятор 5 .температуры, стабилизирующий регулятор 6 давления, датчик дифманометр 7 плотности абгазов по перепаду цавлення на сужающем устройстве и экстремальный регулятор 8.

Способ осуществляют следующим образом.

В реактор с мешалкой емкостью 20 м загружается раствор полихлорвиниловой смолы в дихлорэтане в количестве 12 т. После разогрева реактора до 90 С парим, подаваемым в рубашку, в реактор начинают подавать хлор и раствор порофора в дихлорэтане, который является инициатором процесса. Образовавшиеся абгазы, пройдя через обратный холодильник 2, где конденсируется возвращаемый в реактор растворитедь, поступают на систему улавли-ч валця.

Prjcxoa инициатора, величина которого составляет порядка нескольких, литров в час и который является основным пара- могро.м управления, так как от него в

наибольшей мере зависит степень превращения хлора, не стабилизирован и не изтмеряется, в связи с отсутствием серийно выпускаемых расходомеров на такие ма- пые расходы.,

Дозировка инициатора осуществляется аппаратчиком визуально по смотровому фонарю. Кроме того, .в зависимости от партии катализатора может меняться его активность и концентрация. Уменьшение расхода инициатора или его активности уменьшает конверсию хлора и увеличивает его проскок в абгазы, что приводит к потерям хлора; увеличение расхода или концентрации инициатора приводит к передози ровке инициатора и повышенным затратам его на реакцию.

С помощью регулятора 4-6 стабилизируется расход хлора, температура и давление в реакторе. Постоянство температу- ры обеспечивается путем выцачи корректирующего воздействия на регулятор давления. С помощью дифманометра 7 замеряется перепад на диафрагме, который пропорционален плотности абгазов. Регулятором 8 отрабатывают расход порофора, соответствующий точке экстремума статической характеристики реактора, что обеспечивает максимально возможную степень

превращения хлора при минимпльном fxic- ходе инициатора.

Использование преллагаемого способу управления позволяет снизить проскок хлора в абгазы с 10 - 15 цо 2 - 3 %.

Формула изобретения

1.Способ управления процессом хлорирования путем экстремального регулирования расхода одного из входных потоков, отличающийся тем, что с целью увеличения степени конверсиихлора, расход одного из входных потоков регулируют в зависимости от плотности абгазов.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что плотность абгазов определяют по перепаду давления на сужающем устройстве, установленном на потоке абгазов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 467026, кл. С 01 В 7/10, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР М 166652, кл. В 01 J 1/ОО, 1963.

Uiи г

и.

f/frpar /r fou/uv rrapOM е тр

(риг. 1