Способ автоматического регулирования реактора непрерывного действия

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОРО РНУЛИРОВАНИЯ РЕАКТОРА НЕПРЕРЫВНОГО ДРЙСТВИЯ путем регулировання соотношения расходов тетрахлорида титана в реактор и спирта в первый ввод реактора с ко екцией по температуре в реакторе, соотношения расходов тетра хлорида титана и спирта на разбавление и подачи десорбента в реактор в jaaaHc мости от содержания хлористого водорода в растворе на выходе реактора, отличающийся тем, что, с целью повышения степени конверсии тетрахяорида титана дополнительно регулируют соот ношение расходов тетрахлорида и спирта во второй ввод реактора с коррекцией по количеству образовавшегося в прсшео (Л се хлористого водороде.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоеСКомм СвидктяЛьСтвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДКЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTWl (21) 3423184/23-26 (22) 07.04.82 (46) 23.08.83. Бюл. М 31 (72) Ю. Е. Туровский, М. М. Яковенко и А. Г. Долгий (53) 66. 012-52 (088.8) (56) 1. Эрриот П. Регулирование производственных процессов. 1967, с. 405-448.

2. Манусов Е. Б. Контроль ц регулирование технологических процессов ла-. -,. кокрасочных производств. М., "Химия, 1977, с. 37-61.

3. Авторское свидетельство СССР

М 706101, кл. В 01 J 1/00, 1978.:

„SU„„. 1036360 А

3(SD В 01 7 19/00 6053 27/00 (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТОРА НЕПРЕРЫВНО1Т ДРЙСТВИЯ путем регулирова-ния соотношения расходов тетрахлорида титана в реактор и спирта в первый ввод реактора с коррекцией по температуре в реакторе, соотношения расходов тетрахлорида титана и спирта на разбавление и подачи десорбента в реактор в зависимости от содержания хлористого водорода в растворе на выходе реактора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения степени конверсии тетрахлорида титана, дополнительно регулируют ссоъ ношение расходов тетрахлорида и спирта

so второй ввод реактора с коррекцией Ф по количеству образовавшегося s процессе хлористого водорода.

1 1036

Изобретение относится к автоматизации химических реакторов непрерывно"-го действия и может быть использовано в химической промышленности при автоматизации реакторов для получения mmнатов.

Известен способ управления реактором непрерывного действия путем регулирования соотношения расходов исходных компонентов в реактор с коррекцией tO по температуре в реакторе (1) .

Известен также способ управимия реактором непрерывного действия путем регулирования подачи десорбента в реактор в зависимости от состава продукта 15 на выходе реактора 121

Недостатком известных способов является то, что они не обеспечивают вы-, сокой степени конверси сырья.

Наиболее близким по технической щ сущности является способ автоматического го регулирования реактора непрерывного действия, например, в процессе получения титанатов путем регулирования соотношения расходов тетрахлорида титана Z5 в реактор и спирта в первый ввод реактора с коррекцией; по температуре в реакторе, соотношения расходов тетрахлорида титана и спирта на разбавление и подачи десорбента в реактор в зависимости gg от содержания хлористого водорода в растворе на выходе реактора 13 ).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает высокой степени конверсии тетрахлорида титана, так как он не предусматривает . корректировку режима процесса в зависи ., мости от хода реакции, характеризую щейся числом замещений.

Сложность процесса получения титана 4О тов заключается в том, что для его интенсификации образующийся хлористый водород необходимо удалить из реакционной массы, что приводит к совмещению реакционного процесса с массообменным.

В реакторе это осуществляется следующим образом. На верхнюю тарелку произ

;водят ввод.тетрахлорида титана и первый ввод спирта в мольном соотношении, например 1: (1 — 1 3), соответственно. 50

Ниже производят второй ввод спирта в количестве, которое в сумме с первым вводом обеспечивает два замещения, т. е. его мольное соотношение к тетрахлориду. титана составит .{ 1 - 1,3): 1. Образую- 55 щийся хлорисчий водород десорбируется из реакционной массы путем барботиро вания сквозь нее азота, который подает»

360 .2 ся под нижнюю тарелку реактора, а на нее подается спирт для разбавления в количестве, обеспечивающем общее сооТ ношение тетрахлорид, титана-спирт 1: 12.

На скорость процесса и конверсию тетрахлорида титана в значительной мере влияет соотношение реагентов, температура в конце Реакции и степень десорбции хлористого водорода, которая в свою очередь определяется температурой и количеством десорбента,. Для обеспечения интенсивной работы peGKTopB и мак» симальйой конверсии тетрахлорида титана необходимо регулировать и корректировать соотношение спирта к тетрахлориду титана в первом вводе по температуре, а во вчором по степени превращения тетрахлорида титана, которую возможно определить только по количеству десорбированного и оставшегося в смеси хлористого водорода, так как прямых анали тических методов не существует.

Целью изобретения является повышение степени конверсии тетрахлорида титана.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического регулирования реактора непрерывного действия путем регулирования соотношения расходов тетрахлорида титана в реак-/ тор и спирта в .первый ввод реактора с коррекцией по температуре в реакторе соотношения расходов тетрахлорида титана и спирта на Разбавление и подачи десорбента в реактор в зависимости от содержания хлористого водорода в растворе на выходе реактора, дополнительно регулируют соотношение расходов тетрахлорида титана и спирта во второй ввод реактора с коррекцией по количеству образовавшегося в процессе хлористого водорода.

На чертеже представлен пример реализации данного способа.

Расход тетрахлорида титана в реактор

1 измеряется датчиком 2 расхода и вторичным прибором 3, расход спирта в первый ввод измеряется датчиком 4 расхода и вторичным прибором 5, температура в реакторе замеряется датчиком 6 и вторичным прибором 7 и регулируется регулятором 8 соотношения, путем воздействия на исполнительный механизм 9 подачи спирта з первый ввод реактора 1.

Расход спирта на разбавление измеряется датчиком 10 со вторичнйм прибором 11 и регулируется регулятором 12 соотношения путем воздействия íà испогi3 10363 нительный механизм 13 подачи спирта на разбавление.

Концентрация хлористого водорода в растворе на .выходе реактора замеряется датчиком 14 со вторичным прибором 15 и регулируется регулятором 16 путем воздействия -на исполнительный механизм

17 подачи десорбента (азота) в реактор расход которого регистрируют с помощью датчика 18 и вторичного прибора 19. 30

Концентрацию хлористого водорода в газе, выходящем из реактора замеряют . датчиком, 20 со вторичным .прибором 21, а расход газа измеряют датчиком 22 и вторичным прибором 23. С помошью пер- 15 вого блока 24 умножения определяют количество хлористого водорода в газе,Расход раствора замеряется датчиком 25 и вторичным прибором 26. Система управлеиия процессом содержит так- 20 же второй блок 27 умножения, сумматор 28 и програмный задатчик 29.

Расход спирта во второй ввод реактора измеряют датчиком 30 со вторичным прибором 31 и регулируют регулятором 25

32 соотношения путем воздействия на исполнительный механизм 33 подачи спирта во второй ввод.

Способ осуществляется следующим об. разом. 30.

Регулирование расхода спирта в первый ввод реактора 1 производится регулятором 8, на входы которого поступают сигналы со вторичных приборов 3 и 5 датчиков 2 и 4 pacxoga и со вторичного

35 . прибора 7 датчика 6 температуры. При изменении соотношения расходов реагентов или температуры в реакторе регулятор, 8 выдает командный сигнал исполнитель-. ному механизму 9 подачи спирта в пер- 40 вый ввод реактора.

Контур регулирования подачи спирта во второй ввод работает следующим образом. Сигналы со вторичных приборов 21

60 и 23 поступают на первый блок 24 умножения, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный количеству хлористого водорода в газе, выходящем иэ реактора. Аналогично, на выходе второго блока 27 умножения формируется сигнал, пропорциональный количеству хлористого водорода в растворе на выходе реактора.

Эти сигналы поступают на сумматор 28, на третий вход которого поступает сиг нал с програм.1пого задатчика 29, который пропорционален расчетному значению хлористого водорода, которое должно о6 разов ться, исходя из данного расхода тетрахлорида титана. Сигнал рассогласова « ния расчетного и фактического количества хлористого водорода из сумматора 28 поступает в качестве корректирующего сигнала на регулятор 32, который выдает командный сигнал на исполнительный механизм 33 для соответсвующего изменения расхода спирта во второй ввод.

Соотношени з расходов тетрахлорида титана и спирта на разбавлен:е регулируется с помошью регулятора 12, который выдает командный сигнал на чсполнительный механизм 13 подачи спирта на разбавление.

Реакция замещения протекает более интенсивно для удаления иэ реактора образовавшегося хлористого водорода. При отклонении концентрации хлористого водо» рода в жидкой фазе от заданного (минимального) значения регулятор 16 отрабатывает командный сигнал на исполнительтельный механизм 17 подачи азота в реактор.

Таким образом достигается наилуппая конверсия тетрахлорида жтана для данньгх конкретных условий.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить конверсию тетрахлорида" титана на 6-8% и в результате снизить себестоимость целевого продукта.

10Э6Э60 ля/ ажю

Раею

ВНИИПИ Заказ 5882/6 Тираж 537 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4