Способ автоматического управления процессом водной дегазации каучука

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВОДНОЙ ДЕГАЗАЦИИ КАУЧУКА в дегазаторе непрерывного действия, снабженном мешалкой, путем измерения расходов полимеризата и воды в дегазатор, концентрации полимера в полимеризате, измерения и стабилизации уровня пульпы каучука в дегазаторе, а также изменения расхода пара в зависимости от расхода полимеризата и концентрации полимера в нем, отлича-юи, ийся тем, что, с целью снижения расхода пара на дегазацию каучука, измеряют мощность, потребляемую электродвига телем мешалки в дегазаторе, по изMepsHHtJM величинам расходов полимеризата , воды и концентрации полимера в полимеризате определяют концентрацию крошки в пульпе каучука и стабилизируют ее изменением расхода воды, сравнивают уровень пульпы каучука в дегазаторе и концентрацию крошки в пульпе каучука с допустимыми пределами и при соответствии указанных параметров их допустимым пределам корректируют расход пара в зависимости от отклонения мощности , потребляемой электродвигателем мешалки .в дегазаторе, от заданного значения, а при несоответствии хотя бы одного из указанных параметров его допустимьм пределам оставляют рас,хдд па,ра на достигнутом значении, причем при увеличении указанной мощности увеличивают расход пара и наоборот , а допустимые пределы KOHueHTpaf ции крошки в пульпе каучука ycTaiiasте& ливают Б диапазоне 4,5-5 мас.%. о эо -3 р

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3540638/23-05 (22) 21.01.83 (46) 23.04.84. Бюл. Р 15 (72) В.И.Галкин. A.Ï.Åoëäûðåí, В.Ф.Поплавский, P.К.Габбасов и

Н.Д.Смирнов (53) 66.012 †(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 421698, кл. С 08 С 2/06, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9681067,,кл. С 08 С 2 06, 1976 (прототип). (54) (57) СПОСОБ АВ ) ОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВОДНОИ ДЕГАЗАЦИИ

КАУЧУКА в дегазаторе непрерывного действия, снабженном мешалкой, путем измерения расходов полимеризата и воды в дегазатор, концентрации полимера в полимеризате, измерения и стабилизации уровня пульпы каучука в дегазаторе, а также изменения расхода пара в зависимости от расхода полимеризата и концентрации полимера в нем, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода

3(51) С 08 С 2/06; G 05 D 27/00 пара на дегазацию каучука, измеряют мощность, потребляемую электродвига. телем мешалки н дегазаторе, по измеренным величинам расходов полимеризата, ноды и концентрации полимера в полимеризате определяют концентрацию крошки н пульпе каучука и стабилизируют ее изменением расхода воды, сраннинают уронень пульпы каучука н дегазаторе и концентрацию крошки в пульпе каучука с допустимыми пределами и при соответствии указанных параметров их допустимым пределам корректируют расход пара н зависимости от отклонения мощности, потребляемой электродвигателем мешалки в дегазаторе, от заданного значения, а при несоответствии хотя бы одного из указанных параметров его допустимым пределам оставляют расход цара на достигнутом значении, причем при увеличении указанной мощности увеличивают расход пара и наоборот, а допустимые пределы концентра ции крошки в пульпе каучука устанавливают в диапазоне 4,5-5 мас.Ъ.

1087527

Изобретение относится к автоматизации процессов производства синтетических каучуков, а именно процессов дегазации, и может быть использовано в производстве каучуков СКИ, СКД и других в химической и нефтехимичес- кой промышленности.

Известен способ автоматического управления процессом водной дегазации каучука путем измерений и стабилизации уровня пульпы каучука в дега-tO заторе, измерения остаточного содержания растворителя в дегазированной крошке каучука и его отклонения от номинала, изменения расхода пара в зависимости от величины и знака указанного отклонения. При отклонении остаточного содержания растворителя в дегазированной крошке каучука от номинала в меньшую сторону увеличивают. расход полимериэата в дегаэатор,,) а при отклонении его в большую сторону от номинала увеличивают расход пара flj .

Однако известный способ имеет недостаточно высокое качество дегазации и, как следствие, перерасход пара в процессе дегаэации. Расход полимеризата используется в качестве управляющего воздействия, однако изменения расхода полимеризата отрицательно сказываются на устойчивости 30 системы регулирования, так как этот расход является наиболее сильным возмущающим воздействием, а также нарушает ритмичность последующих стадий производства — выделения каучу- g5 ка. Кроме того, не учитываются концентрации полимера в полимеризате и размеры дегазируемой крошки, которые имеют существенное влияние на результаты дегазации. Все это является причинами перерасхода пара на дегазацию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического управления процессом водной дегазации каучука в в дегазаторе непрерывного действия, снабженном мешалкой, путем измерения расходов полимеризатов и воды в дегазатор, концентрации полимера в полимеризате, измерения и стабилизация уровня пульпы каучука в дегазаторе, а также изменения расхода пара в зависимости от расхода полимеризата и концентрации поли- 55 мера в нем (2) .

Недостатком известного способа является ограниченная возможность экономии расхода пара, так как не учитываются размеры дегаэирувмой крошки каучука.

Целью изобретения является снижение расхода пара на дегазацию каучу ка, 65

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процесссом водной дегазации каучука в дегазаторе непрерывного действия, снабженном мешалкой, путем измерения расходов полимериэата и воды в дегаэатор, концентрации полимера в полимеризате, измерения и стабилизации уровня пульпы каучука в дегаэаторе, а также изменения расхода пара в зависимости от расхода полимеризата и концентрации полимера в нем, дополнительно измеряют мощность, пстребляемую электродвигателем мешалки в дегазаторе, по измеренным величинам расходов полимериэата, воды и концентрации полимера в полимериэате определяют концентрацию крошки в пульпе каучука и стабилизируют ее изменением расхода воды, сравнивают уровень пульпы каучука в дегаэаторе и концентрацию ,крошки в пульпе каучука с допустимыми пределами и при соответствии ука,занных параметров их допустимым пределам корректируют расход пара в зависимости от отклонения мощности, потребляемой электродвигателем мешалки в дегазаторе, от заданного значения, а при несоответствии хотя бы од.ного из укаэанных параметров его допустимым пределам оставляют расход пара на достигнутом значении, причем при увеличении указанной мощности увеличивают расход пара и наоборот, а допустимые пределы концентрации крошки в пульпе каучука устанавливают в диапазоне 4,5-5 мас.Ъ.

На чертеже изображена блок-схема системы управления, реализующая предлагаемый спосоо управления процессом водной дегаэации каучука.

Блок-схема включает дегазатор 1, мешалку 2, электродвигатель 3, датчик 4 расхода электроэнергии, датчик

5 расхода полимеризата, датчик б концентрации полимера в полимериэате, датчик 7 расхода воды, датчик 8 уровня пульпы каучука, управляющую вычислительную машину 9 (УВМ), регулятор 10 расхода пара, датчик 11 расхода пара, клапан 12 на трубопроводе подачи пара в дегазатор 1, регулятор 13 уровня пульпы каучука, клапан 14 на трубопроводе отбора пульпы из дегазатора 1, регулятор 15 расхода воды и клапан 16 на трубопроводе подачи воды в дегазатор 1.

В дегазатор 1 подают непрерывно потоки полимеризата с концентрацией полимера 9-12 мас.Ъ, пара и воды.

Под действием пара полимер нагревается до 105-110 С, при этом осущео ствляется отгонка растворителя и неэаполимеризовавшихся мономеров через верх дегаэатора. Пульпу каучука, представляющую смесь частиц полимера (крошка) в воде, отводят через

1087527 куб дегазатора на последующие стадии. производства каучука (обезвоживание, сушку и упаковку). Пульпу каучука в дегаэаторе непрерывно перемешивают мешалкой 2, которая вращается электродвигателем 3, по величине потребляе 5 мой мощности, N которую определяют по показаниям датчика 4 расхода электроэнергии, оценивают размеры (R радиус) крошки каучука согласно уравнению регрессии. Уравнение регрессии выведено по результатам исследований и имеет вид

N aR + bR + С.

Я

При значениях уровня пульпы каучука

Н и концентрации крошки в пульпе каучука Сп„„ в допустимых пределах

Н Н с. Н у я Ь

20 ас

n„h — С яу С я16, Н Ъ где Н, Н вЂ” нижнее и ве хнее оп ср д у тимые пределы уровня пульпы каучука, уста- 25 навливают в соответствии с паспортными данными на дегазатор;

C Ñ„ „ - нижнее и верхнее допустимые пределы концентрации крошки в пульпе каучука, соответственно 4,5-5 мас.В.

При выходе указанных уровня и ( (или) концентрации за соответствую 35 щие пределы, что возможно при значительных возмущениях по расходу воды или полимера (ЗОВ шкалы прибора), на величину мощности, потребляемой электродвигателем мешалки, накладываются реакции от этих возмущений. 40

Поэтому в таких случаях показания мощности не используют для целей управления. Возмущения по расходам полимеризата и воды порядка ЗОЪ шкалы на практике имеют место лишь в ред- 45 ких случаях.

Управление процессом водной дегаэации каучука осуществляют следующим образом.

Датчиками 4-8 измеряют соответственно расход электроэнергии на электродвигатель 3 мешалки 2, расход полимериэата, концентрацию полимера в полимеризате, расход воды и ypGBeHb пульпы каучука в дегазаторе 1. Инфор-55 мацию от указанных датчиков вводят в УВМ 9.

По информации с датчика 5 расхода

G« полимеризата, датчика б концентрации сп „ полимера в полимеризате и 60 заданного соотношения Б дд расходов пар — полимер определяют заданный расход пара по формуле зад пс р = n (1 Спол ) 8 (1) 65

По информации с датчика 4 расхода электроэнергии определяют мощность

N потребляемую электродвигателем 3 мешалки 2, по формуле

N п д О (2) Сп»= — +

G С (3) hmС пои

Сравнивают концентрацию крошки в пульпе каучука с верхним С„„» и нижЬ ь ним Сп „ допустимыми пределами

И Ь

Я9» и<)» (4) Сравнивают уровень Н пульпы каучука в дегазаторе 1, измеренного датчиком б, с верхним Н и нижним Н доЦ пустимыми пределами

Н Н < Н (5) При выполнении условий но формулам (4) и (5) корректируют заданный расход 6п пара по формуле а» 30t h где N - заданное значение мощности, потребляемой электродвигателем 8 мешалки 2;

К вЂ” коэффициент пропорциональи ности;

G д — скорректированное значение заданного расхода пара.

Сигнал, соответствующий скорректированному значению заданного расхода пара, выдают с УВМ 9 на регулятор 10 расхода пара, ко=орый по информации с датчика 11 расхода пара воздействует на клапан 12 и изменяет расход пара в дегазаторе 1. Стабилизируют уровень пульпы каучука, воздействуя регулятором 13 по информации с датчика 6 на клапан 14. Стабилизируют расход воды, воздействуя регулятором 16 по информации с датчика 5 на клапан

16.

При невыполнении одного из условий (4) или (5) {или того и другого вместе) коррекцию заданного расхода пара по формуле (6) не производят, а оставляют расход пара на достигнутом уровне, т.е. где n — количество импульсов от датчика 4 расхода электроэнергии;

gt — дискретность определения мощности;

К - постоянный коэффициент.

По информации с датчиков 5 расхода полимеризата, датчика б концентрации

Сgph полимера в полимеризате, датчика

7 расхода аЬ воды определяют концентрацию С „ » крошки в пульпе каучука по формуле

1087527 уаА gap cap ° (7) Составитель В. 1"увалов

Редактор H.Ðîãóëè÷ Техред N.Tåïåð КорректоР М.демчик

Заказ 2582/22 Тираж 4á9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При этом регуляторами 13 и 15 приводят текущие значения соответственно уровня пульпы каучука и концентрации крошки в пульпе каучука в допустимые прбдялы а

Таким образом, измеряя мощность, потребляемую электродвигателем мешалки в дегазаторе, косвенно судят о размерах крошки каучука, а корректируя расход пара по измеренной величине мощности, добиваются улучшения ка1чества дегазации каучука, а также снижения расхода пара на процессе дегазации (л 3-4Ъ).