Способ автоматического управления периодическим процессом получения ацетатов целлюлозы

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОдаЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОг ЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем об- . работки целлюлозы активирующим агентом , порциального дозирования компонентов ацетилирукщей смеси и последующего двухстада1Йного гидролиза) последовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемешивании , включающий регулнронание температуры реакционной в реакторе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поддер.жания заданного значения фильтруемости целе;вого продукта, определяют температуру реакционной смеси после обработки активирующим агентом, после подачи первой порции адетилирующей смеси и время достижения максимальной температуры и ее значения, после подачи последней порщш. ацетилирующей смеси определяют время достижения максимальной температуры, ее значение, время достижения заданного значения вязкости реакционной смеси и ее температуру, а тегшературу на стадии гидролиза при атмосфер ном давлении регулируют в зависимое ти от заданного значения показателя фильтруемости и измеренньк значений времени и температур.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ ((9) (И) З(51) G 05 D 27/00, С 08 В 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР j -,,» . ° .Ь».

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21.) 3508687/23-05 (22) 09..11.82 . (46) . 07.11.84.. Бюл. ИФ 41 (72) Ю.Л.Муромцев, И. Н.Дорохов, В. В.Трейгер, В.И.Манушин; В.Я.Афонин, Т.М.Кубаенко и Л,П.Исаева (71) Тамбовский институт химического машиностроения и Владимир.ский химический завод (53) 677.464(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 405905, кл,. С 08 В 3/06, 1971. (прототип) . (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПО-.

ЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем об-. работки целлюлозы активирующим агентом, порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и последующего двукстадийного гидролиза последовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемешивании, включающий регулирс вание температуры реакционной смеси в реакторе, а т л и ч а ю шийся тем,.что, с целью повышения точности поддержания заданного значения фильтруемости .целевого продукта, определяют температуру реакционной смеси после обработки активирукицим агентом, после подачи первой порции апетилирующей смеси и время достижения максимальной температуры и ее значения, после подачи последней порции. ацетилируЮщей смеси определяют время достижения максимальной температуры, ее значение, время достижения заданного значения вязкости реакционной Е смеси и ее температуру, а гемпературу на стадии гидролиза при атмосферном давлении регулируют, в зависимости от заданного значения показателя фильтруемости и измеренных значений времени и температур.

1 1123

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, а именно к автоматизации и управлению в производстве производных целлюлозы. 5

Наиболее близким к изобретению является способ автоматического управления периодическим процессом получения ацетатов целлюлозы путем обработки целлюлозы активирующим аген- 1О том, порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и последующего двухстадийного гидролиза по..—. следовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемешивании, 15 включающий регулирование температуры реакционной смеси и корректирование количества катализатора, дискретно подаваемого на приготовление последней. порции ацетилирующей смеси, в зави- 20 симости от скорости изменения вязI кости.. смеси при обработке целлюлозы предпоследней порцией ацетилирующей смеси (1) .

Недостатком известного способа 25 является то, что в процессе не учитывается влияние стадии гидролиэа на качественный показатель ацетата .целлюлозы-фильтруемость, что приво дит к нестабильному его значению.

Величина показателя фильтруемости ацетата целлюлозы формируется в ходе стадий ацетилирования и гидролиза получаемого триацетата целлюлозы.

Она зависит от качества лрименяемо" го сырья, времени ацетилирований и гидролиза,. а также от технологических параметров этих стадий, в частности от температуры в момент начала . гидролиза, а в известном способе 40 эта зависимость не учитывается, что приводит к нестабильному значению показателя фильтруемости ацетата целлюло зы °

Цель изобретения — повышение точ- 45 ности поддержания заданного значения фильтруемости готового продукта ацетата целлюлозы.

Пбставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматическо- 50 го управлення периодическим процессом ацетилирования целлюлозы путем обработки целлюлозы активирующим агентом, порциального дозирования . компонентов ацетилирующей смеси и 55 последующего двухстадийного гидролиза последовательно при повьш енном и атмосферном давлении при перемеши026 вании, включающему регулирование температуры реакционной смеси в реакторе, определяют температуру реакционной смеси после обработки активирующим агентом, после подачи первой порции ацетилирующей смеси и время достижения максимальной температуры и ее значения, после подачи последней порции ацетилирующей смеси определяют время достижения максимальной температуры, ее значение, время достижения заданного значения вяз кости реакционной смеси и ее температуру, а температуру на стадии гидролиза при атмосферном давлеении регулируют в зависимости от заданного значения показателя фильтруемости и. измеренных значений времени и температур.

Способ" осущест.вляют следующим образом.

Активированную уксусной кислотой целлюлозу дополнительно обрабатывают уксусным, ангидридом в. течение 1б

1 5 ч при 18-28 С, а затем поочередно двумя порциями ацетилирующей смеси.

После добавления второй порции ацетилирующей смеси через определенное время в реакторе смесь переходит в пастообразное состояние, и в этот момент привод мешалки реактора: достигает максимального значения силы тока. После окончания процесса ацетилирования, определяемого по "частоте поля" смеси и достижения заданной о вязкости реакционной смеси 120 с, проводят гидролиз в две стадии: первая под давлением в течение 2-3 ч, вторая — при атмосферном. давлении 89 ч.

На .чертеже представлена блок-схе- ма системы .управления, .реализующая предлагаемьй способ.

В реактор 1, снабженный рубашкой

2, загружают целлюлозу, обрабатывают ее уксусным ангидридом и последовательно заранее приготовленными порциями ацет.илирующей смеси. Содержимое реактора непрерывно перемешивают. Одновременно с загрузкой целлюлозы в рубашку 2 подают хладоагент, датчиком 3 непрерывно измеряют температуру в реакторе 1 и-поддерживают ее с помощью регулирующего блока 4, воздействуя на клапан 5 подачи хладоагента. Количество уксусного ангидрида подаваемого в реактор 1, из- . меряется счетчиком 6 и в момент ра11230

15.75. 58 Ъ

t, ав н < И2-0,602 1 ФЬ1,582 . „ +1,812 О )1 ",) венства текущего и заданного количества уксусного ангидрида регулирующий блок 7 выдает сигнал клапану

8 на прекращение подачи уксусного ангидрида. Одновременно блок 7 выдает сигнал, запускающий времязадающий блок 9 (электронные часы). Через заданный промежуток времени (2 ч) блок 9 выдает сигнал блоку 10 для ввода значения температуры, изме- 10 ряемой датчиком 3, в вычислительный блок 11, а также сигнал для загрузки в реактор 1 первой порции ацетилирующей смеси. Количество ацетилирующей"смееи измеряется счетчиком 12 1 : жидкости и в момент равенства текущего и..заданного количества первой порции ацетилирующей смеси регулирующий блок 13 выпает сигнал на прекращение. подачи первой порции ацети- щ лирующей смеси клапану-14. Одновременно подают сигнал на времязадающий блок 9, который устанавливается в нулевое положение и начинает отсчет времени с момента окончания подачи ?S первой порции ацетилирующей смеси, на.блок 1.0 для ввода значения температуры 1,", измеряемой датчиком 3 в этот момент, в вычислительный, блок 11., а также. сигнал.для включения диффе: ренцирующего блока 15; В момент-достижения максимального значения температуры блок 15 выдает. сигнал блокам 9 и .10 для ввода в вычислительньй блок 11 1 значения времени дости-. жения.максимальной температуры, и . значения максимальной температуры(. а также включает блок 16, который устанавливает.-значение задания по температуре регулирующему блоку 4, рав- 40 ное1 (30аС)..

В момент равенства текущего и заданного значений температуры, иэмеряемой датчиком 3, регулирующий блок

4 выдает сигнал на подачу второй 45 порции ацетилирующей смеси. Количество ацетилирующей смеси измеряется счетчиком 17 и в момент равенства текущего и заданного значений когдето — температура в начале стадии

2 гидролиза при атмосферном да вл е нии, С, Z6 4 личества второй порции апетилирующей смеси регулирующий блок 18 выдает сигнал клапану 19 на прекращение подачи второй. порции ацетилирующей смеси. Одновременно подаются сигналы на времязадающий блок 9, который устанавливается в нулевое пол.ожение и начинает отсчет времени с момента окончания подачи второй порции ацетилирующей смеси и на. дифференцирующий блок 15 для определения максимального значения температуры, измеряемой датчиком 3. В .момент достижения максимального значения температуры блок 15 выдает сигнал блокам

9 и 10 для ввода в вычислительнь1й блок 11 значения. времени достижения

I максимальной температуры,,, значения максимальной температуры с„, а такА PXIA же .включает блок 20,который сравнивает текущее значение вязко.с.ти. реакционной смеси, измеряемой датчиком

21 с заданным значением . В момент равенства текущего и задайного значения вязкости блок:20 выцает сигнал времязадающим блокам 9 и 10 на ввод значения времени достижения заданной .вязкости с и значения тем/3

6 пературы tS в этот момент в вычислительный блок 11. Одновременно блок 20 выдает сигнал на клапан 22 для пода-. чи гидролизной воды.. Блок 11 рассчитывает оптимальное значение температуры в момент начала стадии гидролиза при атмосферном давлении12 и

Д через .блок 16. устанавливает это значение в качестве задания регулирующему блоку 4,- который воздействуя на клапан подачи хладоагента 5, поддерживает температуру в реакторе, изме-. ряемую датчиком 3.

Продолжительность начальной стадиИ гидролиза при атмосферном давлении составляет 45-90 мин. Температура в конечной стадии этого гидролиза равна 60>5оС.

В основу работы вычислительного блока положена следующая статистичес. кая зависимость.: о — температура конца обработки

М целлюлозы указанным ангидрн о дом до ацетилировання, С, .

1 123026 ma x! максимальное значение температуры при обработке 1-ой порцией ацетилирующей смеси, С, начальное значение температу ры при обработке 1-ой порцией 5 ацетилирующей смеси, С", максимальное значение температуры и ри обра б отке второй порцией ацетилирующей смео си С, значение температуры в момент постижения заданного значения вязкости, С время. достижения значения ща " температуры 1," ч время достижения максимально- м «юФ

ro значения температуры а „ время достижения заданного значения вязкости реакцион20

mal

10

1 в,, moi

ii

I ф ГОО1

H ной смеси h, ч

Ч1 — требуемое значение фильтруемости ацетата целлюлозы.

Данная статистическая зависимость получена по результатам пассивного эксперимента для следующих интервалов изменения режимных параметров:

18 t цд «28 49 М " 58

4 1 t "4 5 1, 5 38 %в f 46

15,", <39 4 25 "в«14 25

36 46

Примеры реализации предлагаемого способа управления периодическим процессом получения ацетата целлюлозы представлены в таблице..

Вследствие введения. дополнительного управляющего воздействия - поддержания требуемой температуры в начале стадии гидролиза, ацетат целлюлозы .имеет от партии к партии более стабильные и высокие значения показателя фильтруемости 9,9-15,8 гlсм по.сравнению с 5,5-10,2 г/см по известному. Это приводит к улучшению качества ацетата целлюлозы, снижению трудоемкости его дальнейшей переработки и позволяет увеличить выпуск. продукции высшего сорта по ОСТУ 6-05451-80 на 53 по сравнению с известным способом.

1123026

0 О

f»

v o о

I а) Ь»» м

1 сс! «ч о! о о о

О О «Ъ О Ф СО о о о

« Ъ

00 со Ф ь0

I f»

m U с о

«0 И О I

1 л ь

О СЪ аО 0О м м м м л л л о о о о О ОЪ

С Ъ С Ъ М л л о о о

««Ъ л

I СЧ

»ф °

1 11 о I

I Э

3 ! л I «0

1 и о о о

1О 1О 1О л л л о о о

0О О

СЪ а р л л ° л о о о

««Ъ л о

U

» и л»»»

v v о

X й

О О СЪ

A л л

СЧ С Ъ С Ъ со О л ОЪ *

«ъ о

» О

»» м !

»»

Э

I ц

1 Э со I р, ! o

«СЪ О

С Ъ.Х

»» ж

1 н и «Ъ

«ГЪ СЧ

* л, 0О Л

° 4

sO

f»

v о

Э ь

С4

Е» е0 л

8 о ю СЪ л Л О «Ч л л л л

СЧ С Ъ C4

ВГ о о о л л ° 1 л

«Ч СЪ СЧ и

Ъ«Л ъ, и

СЧ

Ф « Ъ II

СЧ СЧ

С» Ъ

О»

QJ

X о х г- Х

1 5 М а Р2 я 1

«0! Ф

Х 1 f» о с . о

Э !I Э ж

10 1 1

f» I &< о 1 .е4 и

1 о р ! д

ОЭ 1 и

1 и

1

I ф

Л

Ф

1

1V о

I ea

011 и

U 1

Э I .и

О 1 о

Д, л

13 2 I И !.E =

I х ! E=

I р

11

Э»

Е1 с>

I ! з« ! о

I ЕЪ

1 и

1 о а

1 и иЪ «СЪ «СЪ «СЪ л л л л

СЪ СЧ О О «СЪ СЧ m Oi

-Э М С1

«Ъ «СЪ л иъ «съ ««Ъ л л Л !» СЧ м л л л со л со в

«"Ъ С Ъ О 0О С Ъ» ОЪ

«СЪ «С\ Ф СГЪ «СЪ ««Ъ ф И

СЪ СЪ

««Ъ ««Ъ Ф Л СЧ Л «СЪ О л л л л л л л

° — СЧ СЧ O CV СЧ со e O Ch 7 сб л

0 «СЪ

0I Î О О О м м «ч с \ м ф м м

«Ч - л О

С1 СЧ СЧ»- «Ч СЧ

О а О О О СП О в в оъ о о о о

О,О iО Л Л С» Г» r»

11)30?6

ВНИИПИ Заказ 8139/39

Тиран 84 1 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Унгород, ул. Проектная, 4