Способ автоматического управления периодическим процессом получения ацетатов целлюлозы

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем обработки целлюлозы активирующим агентом , порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и последующего двухстадийного гидролиза последовательно при повышенном и атмосферном давлении, включающий регулирование температуры реакционной смеси в реакторе, отличающийс я тем, что, с целью повышения , точности поддержания заданного значения цветности целевого продукта, после подачи первой порции ацетилирующей смеси измеряют максимальное значение температуры реакционной смеси, после подачи последней порции ацетилирующей смеси измеряют время достижения максимального значения тока привода мешалки реактора и температуру , время достижения максимальной температуры и ее значение, а также время достижения заданного значения вязкости реакционной смеси и температуру в этот момент и после окончания подачи гидролизной воды через заданный промежуток времени в реакторе регулируют температуру в зависимости от измеренных значений времени и температур и заданного значения цветности и поддерживают ее до окончания стадии гидролиза под давлением.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 2 А

G 05 D 27/00, С 08 В 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (21) 3526921/23-05 (22) 09. 11.82 (46) 07. 11.84. Бюл. 9 41 (72) 1О.Л. Муромцев, В.В; Трейгер, И.Н. Дорохов, 10.Ф. Живодеров, Т.И. Кубаенко и Л.Н. Мальппев (7 1) Владимирский химический завод и Тамбовский институт химического машиностроения (53) 677.464(088.8) лирование температуры реакционной смеси в реакторе, о т л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью повьппения точности поддержания заданного значения цветности целевого продукта, после подачи первой порции ацетилирующей смеси измеряют максимальное значение температуры реакционной смеси, после подачи последней порции ацетилирующей смеси измеряют время достижения максимального значения тока привода мешалки реактора и температуру, время достижения максимальной температуры и ее значение, а также время достижения заданного значения вязкости реакционной смеси и темпера- . е туру в этот момент и после окончания подачи гидролизной воды через заданный промежуток времени в реакторе регулируют температуру в зависимости от измеренных значений времени и температур и заданного значения цветности и поддерживают ее до окончания стадии гидролиза под давлением. (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 405905, кл. С 08 В 3/06, 1971 .(прототип). (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем обработки целлюлозы активирующим агентом, порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и последующего двухстадийного гидролиза последовательно при повышенном и атмосферном давлении, включающий регу1123027

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- 10 том, порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и последующего двухстацийногв гидролиза после" довательно при повышенном и атмосфер-., ном.давлении при перемешивании, 15 включающий регулирование температуры реакционной смеси и корректирование количества катализатора, дискретно подаваемого на приготовление последней порции ацетилирующей смеси, в за->0 висимости от скорости изменения вязкости смеси при обработке целлюлозы предпоследней порцией ацетилирующей смеси (1) .

Недостатком известного способа является то, что в процессе. не учитывается влияние стадии гидролиза на качественный показатель ацетата целлюлозы — цветность, что приводит к нестабильному его значению.

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

Она зависит от качества применяемого сырья, времени ацетилирования и гид- З5 ролиза а также от технологических параметров этих стадий,, в частности от температуры в момент окончания стадии гидролиза под= давлением. В известном способе не учитывается эта зависимость, что приводит к нестабильному значению цветности ацетата целлюлозы.

Цель изобретения — повышение точности поддержания заданного значения цветности готового продукта ацетата целлюлозы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления периодическим процессом ацетилирования целлюлозы путем обработки целлюлозы активирующим агентом, порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и 55 последующего двухстадийного гидролиза последовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемешивании, включающему регулирование температуры реакционной смеси в реакторе, после подачи первой порции ацетилирующей смеси измеряют максимальное значение температуры реакционной смеси, после подачи последней порции ацетилирующей смеси измеряют время достижения максимального значения тока привода мешалки реактора и температуру, время достижения максимальной температуры и ее значение, а также время достижения заданного значения вязкости реакционной смеси и температуру в этот момент и после окончания подачи гидролизной воды через заданный промежуток времени в реакторе регулируют температуру в зависимости 0Т измеренных значений времени и температур и заданного значения цветности и поддерживают ее до окончания стадии гидролиза под давлением.

Способ осуществляется следующим образом.

Активированную уксусной кислотой целлюлозу дополнительно обрабатывают уксусным ангидридом в течение

1,5 ч при 18 - 28 С, а затем поочеО редно 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 вязкости реакционной смеси 120 с, производят гидролиэ в две стадии: первую под давлением в течение 2-Зч; вторую - при атмосферном давлении

8-9 ч.

На чертеже представлена блок-схема системы управления, реализующей предлагаемый способ.

В реактор 1, снабженный рубашкой

2 и рамной мещалкой 3, загружают целлюлозу и последовательно заранее приготовленные порции ацетилирующей смеси. Содержимое реактора непрерывно перемешивают. Одновременно с загрузкой целлюлозы в рубашку 2 подают хладагент, датчиком 4 непрерывно измеряют температуру в реакторе 1 и регулируют ее с помощью регулятора

5 температуры воздействуя на клапан

6 подачи хладагента. С момента окон-.

Э 112302 .чания подачи первой порции ацетилирующей смеси значение температуры, измеренное датчиком 4, дифференцируется в блоке 7, который в момент достижения максимального значения 5 температуры выдает сигнал(п) блоку 8, который вводит максимальное значение темпеРатУРы т,п, „ в вычислительный блок 9. Одновременно происходит переключение блока 7 на дифференци- 1О рование значения тока привода мешалки 3, измеряемого датчиком 10, В момент окончания подачи последней порции ацетилирующей смеси запускается времязадающий блок 11.(электронные часы), непрерывно измеряющий время.

В момент достижения максимального значения тока привода мешалки 3, измеряемого датчиком 10, блок 7 выдает сигнал (Ь) блоку 8, который вводит в 2О вычислительный блок 9 значение температуры 1 и выдает сигнал (II) времязадающему блоку 1 1, который вводит значение времени в вычислительный блок 9. Далее происходит переключе- 2S ние блока 7 на дифференцирование температуры, измеряемой датчиком 4. При достижении в реакторе 1 максимальной температуры блок 7 выдает сигнал (C) блоку 8, который вводит это значение температуры 1,„ в вычислительный блок 9, и выдает сигнал (С) блоку 11, который вводит значение времени ь„ в вычислительный блок 9.

Вместе с этим происходит включение

35 блока 12 сравнения (сигнал C ), который сравнивает значение вязкости реакционной смеси, измеряемой датчиком 13, с заданным значением вяэкос " l3

ЬО

В момент равенства определяемой и заданной вязкостей реакционной смеси блок S вводит значение температуры Ъ в реакторе 1, а времязадающий блок i 1 вводит значение времени 4 Ъ в вьг ислительный блок 9 и одновременно передает сигнал клапану 14 для подачи гидролизной воды в реактор 1.

Вычислительный блок 9, используя

l поступившие значение температур 1,„п

Л Г и, ъ „, „, Ъ, времени ь1, ж, Ъ и заданное значение цветности ацетата целлюлозы 3, рассчитывает значение температуры 12, которая используется в качестве задания регулятору 5 тем- Ы пературы. Через заданный промежуток времени 1 5-2 ч в момент окончания подачи гидролизной воды, в течение

7 4 котороГо за счет экэетермической реакции .гидролиза температура в реакторе поднимается до (60+5 С) ° С по0 мощью регулятора 5 температуры, воздействуя на клапан 6 подачи хладагента, устанавливают в реакторе 1 рассчитанную температуру.

В основу работы вычислительного блока положена следующая статистическая зависимость:

1 54 6002

t = — — — (2,0257 —. — - — — +

0,0104 щд

-Y ), где

Г вча х температура в конце стадии о гидролиза под давлением, С; максимальное значение температуры при обработке первой о ацетилирующей смесью, С; температура в момент достижения максимального значения о тока привода мешалки; С; время достижения максималь ного значения тока привода,ч; максимальное значение температуры при обработке последней порцией ацетилирующей смеси, С; время достижения максимального значения температуры при обработке последней порцией ацетилирующей смеси, ч; температура в момент достижения заданной вязкости реакционного раствора, С; время достижения заданной

Ъ вязкости реакционного раствора, ч; требуемое значение цветности ацетата целлюлозы, усл.ед. л

tP7OX.г

"Ъ

УТ

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

2,25- <6 75;

ЗЗ Ъ -46;

4,25 и <14,25;

41с<г-57

4 1 тлдх 5 1 5

43 т - 53;»

1,75а (,ф 8,75;

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

fl

30 t yg- ta

+ 0,52183/(- — — — ) + 0,02846(— - — )"T ь1- С

1123027

1 Е

1 И

I й"

О, л

I f» 0

A Е

1 о

& Е

L л (Ч О л л о о (ч («) л

QQ л л л ф Ч

I- 4 A 1 (d Е . 1 х и м о

3 Й

t(о о б -: с ) л л л

o o o бО (1 л о

О e O

Р1 («1 л л л о о о ь О л о

О (Ч л о (! о

E» C»

О Х

И I

6l Ь

Х (1

Щ (Ч

Ф а о

I» и (d

О»

I о о о (О CO О 3 CO о о о о о а со л л юО

Е»

v ° о 1

1-у °

03 5

>Ъ

v «

И л

О б л о

3/ (4 о (О ((Ъ («3 б 3 л ° л л с ь о О б л ь

Ch с») CO а л л л о о о ((!

v

>х

Ф V

<е

l л

» л о

Л CO а -- ю а

1 И

1 Ф х х р

Щ х 4

1 и

Ф и (d

О о о о

О

CCI (Ъ о ь л

CO (О л е л а сч л л л л л л л-, оi сп о о л ( и

I Х о ь

o о л ° \ л (4»3 о (ч л- о л л л

»б л ! (I (. зс

t5

Ео .> о

1

«» о

«Ev . 1 О

» л о

1 о

Ж (d и и

Ф

«у о а

И

I а !

»

Ф

Е

td а ф х и

Щ л л л» цЪ» иЪ 1О л - (и о ((г в - о — о («)»» 1 3 .Ф

I а а а а о. а л л л (ч о (ч t л л л л л л л (»4 (»1 (»4 M (О cv (ч (1 (ч o OQ

-а- и (л (I

I

О СО - (C . В О

»- » C4 CV (4 CV (1

1 л r л л л r х

I и

Ф

М х

° л о

CO

Щ

)Г о

1 О ъ -

С.) о о

4 ц

Е а о и=

1123027

ВНИИХИ Заказ 8140/40 Тирах 841 подписное

Филиал ППП "Патеит" ° г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Вследствие введения дополнительного управляющего воздействия поддержания требуемой температуры в конце стадии гидролиза под давлением ацетат целлюлозы будет иметь от партии к 5 партии более стабильные значения цветности в пределах (0,38-0,53) по сравнению с (0,56-0,8) при управлении известным способом. Это приводит к улучг.*ению качества готового продукта — ацетата целлюлозы и позволяет увеличить выпуск продукции высшего сорта по показанию цветности на 7 7..