Устройство для контроля и защиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина Советский патент 1982 года по МПК G05B23/00 

щиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина, содержащее измерители расхода газожидкостиой фазы и паров диметиламина, исполнительный механизм подачи азота и компараторы, один вход первого из которых подключен к выходу датчика давления, одни входы второго и третьего компараторов - к выходу датчика температуры, один вход четвертого компаратора соединен с выходом измерителя расхода метанола,и один вход пятого компаратора - с выходом индикатора повышенного содерх ания воды в метаноле, а другой вход каждого из (компараторов соединен с выходом соот ветствую1цего задатчика, введены элементы ИЛИ, И, НЕ и регулятор соотно- шения расходов, подключенный входами к выходам измерителей расхода газожидкостной фазы и паров диметиламина а выходом - к одному входу первого элемента ИЛИ, выход и другие входы которого соединены соответственно с выходом устройства и выходами первого, третьего, четвертого и пятого компараторов, причем выход элемента И подключен к входу исполнительного механизма подачи азота, один вход элемента И соединен через элемент НЕ с выходом второго компаратора, а другой вход через второй элемент ИЛИ с выходами первого и пятого компараторов.

На чертеже представлена функционал ная схема системы получения диметилформамида (ДМйЛ из метанола и диметиламина (ДМА) с устройством для контроля и защиты названного процесса получения.

Система и устройство содержат мерник 1 метанола, испаритель. 2, теплообменник 3, электроподогреватель t, реактор 5 синтеза метилформиата, конденсатор 6, промежуточную емкость 7, насос 8, реактор 9 синтеза ДМФА,конденсатор 10, промежуточную емкость 11 насос 12, колонну 13, дефлегматор 1, испаритель 15 ДНА, датчик 16 давления, датчик 17 температуры, индикатор 18 повышенного содержания воды в метаноле, измерители 19 расхода метанола, 20 газожидкостной фазы и 21 паров ДМА, за датчики 22-.6, компрраторы (элементы сравнения ) 27-31 соответ ствующих значений, элементы ИЛИ 32 и 33, элемент НЕ 3, элемент И 35, регулятор Зб соотношения расходов.

клапаны 37 и 38 в соответствующих магистралях системы.

Процесс получения диметилформамида из метанола и диметиламина состоит в том, что Метанол из мерника 1, подогреваясь в испарителе 2 и теплообменнике 3, поступает в реактор 5 (где и происходит синтез метилформиата ), в межтрубное пространство которого подается пар, подогретый в электроподогревателе..

Причиной возникновения аварийной ситуации в реакторе 5 может быть:

1.разгерметизаций реактора (сигнал датчика 16).

2.подача метанола на реактор 5 с содержанием воды выше нормы (си1- нал индикатора 18).

3.повышение температуры выше .заданной (сигнал датчика 17J.

4.прекращение подачи метанола (сигнал датчика 1.9.

В первых двух случаях необходимо:

а ) прекратить подачу метанола в рёaKriop 5;

б ) прекратить подачу теплоносителей и хладагентов;

в) выключить все насосы;

г ) отключить подачу ДМА в реактор 9;

д) произвести пассивацию катализатора до понижения температуры в реакторе 5 до 50°С.

Для устранения аварийной ситуации в пунктах 3 и t необходимо выполнить пункты а, б., в, г. После реактора 5 смесь метанола и метилформиата поступает к конденсатор 6, газожидкостная фаза которого, измеренная измеритеем 20 расхода, поступает в реактор 9 синтеза ДМФА. Под первую тарелку реактора 9 подают пары диметиламина, измеренные измерителем 21 расхода, поученные в испарителе 15« Жидкая фаза после реактора 9 поступает в среднюю часть ректификационной, колонны 13. в которой происходит выделение диметилормамида.

Причиной .возникновения аварии в реакторе 9 синтеза ДМФА может быть:

5.Изменение соотношения расхода еагентов в реакторе 9.

6.Прекращение подачи одного из реагентов в реактор 9.

Для.устранения аварийной ситуации в пунктах 5 и 6 необходимо выполнить ункты а, б, в, г. При этом следует меть в виду, что прекращение подачи дного из реагентов сразу изменит 597 соотношение расходов реагентов в реак торе 9, что значительно упрощает схему реализации системы применением одного регулятора соотношения. Устройство работает следующим образом. ЕСЛИ реактор 5 разгерметизирован, то давление, измеренное в реакторе 5 датчиком 16, падает. Текущее значение давления на элементе 28 сравнения сравнивают с минимальным давлением в реакторе 5, задаваемым при помощи задатчика 23. На выходе элемента 28 сравнения по является сигнал, который включает све товуо и звуковую сигнализацию о нарушении технологического процесса по пунктам а, б, в, г. Одновременно с этим необходимо выполнить пассивацию Поэтому сиг катализатора по пункту д нал с выхода элемента 28 сравнения че рез элемент ИЛИ 33 попадает на первый вход элемента И 35, на втором входе которого находится 1, на выходе эле мента И 35 появится 1, которая вклю чает подачу азота в реактор. При достижении температуры в реакторе (задается на задатчике 22 на выходе элемента 27 сравнения появляется на выходе элемента НЕ 3 П, на выходе элемента И 35 - О, и подача азота прекращается. Если прекратилась подача одного из реагентов на реактор 9, на регуляторе 36 соотношения появляется сигнал рассогласования, который, пройдя через элемент ИЛИ 32, отключает процесс по пунктам а, б, в,г. Для всех осталь ных параметров устройство работает аналогично, осуществляя блокировку основных аппаратов, что повышает надежиость аварийной защиты непрерывног процесса производства ДМФА. Устройство быть выполнено на стандартных элементах электро- или пневмоавтоматики. Оно выгодно отличается от прототипа, так как уменьшает потери за счет непроизводительных 6 простоев на ремонтах и потери продукта в результате аварии. Формула изобретения Устройство для контроля и защиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина, содержащее измерители расхода газожидкостной фазы и паров диметиламина| исполнительный механизм подачи азота и компараторы, один вход первого из которых подключен к выходу датчика давления, одни входы второго и третьего компараторов - к выходу датчика температуры, один вход четвертого компаратора соединен с выходом измерителя расхода метанола и один вход пятого компаратора - с выходом индикатора повышенного содержания воды в метаноле, а другой вход из компараторов соединен с выходом соответствующего задатчика, отличающёес я тем, что, с целью повышения надежности, оно содержит элементы И, ИЛИ, НЕ и регулятор соотношения расходов, подключенный входами к выходам измерителей расхода газожидкостной фазы и паров диметиламина, а выходом к одному входу первого элемента ИЛИ, выход и другие входы которого соединены соответственно с выходом устройства и выходами первого, третьего, четвертого и пятого компараторов, причем выход элемента И подключен к ВХОД}/ исполнительного механи.зха подачи азота, один вход элемента И соединен через элемент НЕ с выходами второго компаратора, а другой вход через второй элемент ИЛИ - с выходами первого и пятого компараторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Эрриот П. Регулирование производственных процессов. f1. , Энергия, 1967, с. 120-125. 2.Клюев А.С. и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. М., Энергия, 1980, с. (прототи1п).

Я

6

ф

11

20(

26

Ij

31

h

27

33

зг

5У

К acnojfHume bMOHy мвхамизму.

на линии noffevu asffffftt SpeaKmopS.

В cxfffy втклтч9мия nodavu пора хладвноси me/reuf 3jneKmpo9Mfptutf

на itmtrnfff f 57,38,