Способ автоматического управления процессом приготовления шихты в производстве изопренового каучука

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗОПРЕНОВОГО КАУЧУКА путем измерения концентрации изопрена в шихте, концентрации изопрена в потоках изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции , подаваемых в колонну азеотропной осушки,- определения, заданного соотношения расходов изопрен-ректификата и изопентан-изопреновой фракции и воздействия на расходы изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции в зависимости от указанного соотношения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации изопрена в шихте, измеряют расход изопентан-изопреновой фракции в буферную емкость и уровень изопентан-изопреновой фракции в этой емкости, определяют заданный уровень иг опентан-изопреновой фракции в буферной емкости-в зависимости от расхода изопентан-изопреновой фракции в буферную емкость, усредняют по времени заданный уровень изопентанизопреновой фракции в буферной емкости и расход изопентан-изопреновой фракции в данную емкость и коррек (Л тируют расходы изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции, подаваемых в колонну азеотропной осушки, в зависимости от усредненного по времени расхода изопентанизопреновой фракции в буферную емкость , измеренного уровн изопентан00 Од изопреновой фракции в буферной емкости и его усредненного по времени Од заданного значения. ю IN9

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3780828/23-05 (22) 16.08.84 (46) 23.10.85 ° Бюл. № 39 (72) В.Ф..Поплавский, С.А. Карелин, О.А. Киселев, Г.М. Абросимов, М.Н. Максимов, А.П. Шухин и И.А.Майзлах (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 658136, кл. С 08 F 2/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 979381, кл. С 08 F 136/08, 1982. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ШИХТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗОПРЕНОВОГО

КАУЧУКА путем измерения концентрации изопрена в шихте, концентрации изопрена в потоках изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции, подаваемых в колонну азеотропной осушки,.определения заданного соотношения расходов изопрен-ректификата и изопентан-изопреновой фрак" ции и воздействия на расходы изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции в зависимости от

„„ЯО„„1186622 (51)4 С 08 Р 136/08; G 05 Р 27/00 указанного соотношения, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации изопрена в шихте, измеряют расход изопентан-изопреновой фракции в буферную емкость и уровень изопентан-изопреновой фракции в этой емкости, определяют заданный уровень иэопентан-изопреновой фракции в буферной емкости в зависимости от расхода изопентан-изопреновой фракции в буферную емкость, усредняют по времени заданный уровень изопентанизопреновой фракции в буферной емкости и расход изопентан-изопреновой фракции в данную емкость и корректируют расходы изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции, подаваемых в колонну азеотропной осушки, в зависимости от усредненного по времени расхода изопентанизопреновой фракции в буферную емкость, измеренного уровня,изопентанизопреновой фракции в буферной емкости и его усредненного по времени заданного значения.

1186622

Изобретение относится к автоматизации процессов получения синтетических каучуков, в частности к управлению процессом приготовления шихты в производстве изопренового каучука, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Цель изобретения — повышение точности регулирования концентрации изопрена в шихте. 10

На чертеже представлена система, реализующая предлагаемый способ.

Схема содержит буферную емкость

1, колонну 2 азеотропной осушки, датчик 3 расхода иэопентан-изопреновой фракции (ИИФ) в буферную емкость, преобразователь 4 сигнала от датчика расхода ИИФ в буферную емкость, датчик 5 уровня ИИФ в буферной емкости, преобразователь 6 сигнала от щ датчика уровня ИИФ в буферной емкости, датчик 7 концентрации изопрена в ИИФ, датчик 9 концентрации, преобразователь 8 сигнала от датчика кон центрации изопрена в ИИФ, датчик 9 25 концентрации изопрена в изопренеректификате, преобразователь 10 сигнала от датчика концентрации изопрена в изопрене-ректификате, датчик

11 концентрации изопрена в шихте, преобразователь 12 сигнала от датчика концентрации изопрена в шихте, управляющую вычислительную машину 13 (УВИ), преобразователи 14 и 15 сигналов управляющих воздействий на регуляторы 16 и 17 расхода ИИФ в колон35 ну азеотропной осушки и расхода изопрена-ректификата в колонну азеотропной осушки соответственно, датчик 18 расхода ИИФ в колонну азеотропной осушки, датчик 19 расхода изопрена-рек- 0 тификата в колонну азеотропной осушки, клапаны 20 и 21.

Иэ отделения дегазации изопентанизопреновую фракцию, содержащую

3-7 изопрена, подают в буферную 45 емкость 1. Для отгонки влаги и легколетучих соединений ИИФ из буферной емкости 1 направляют в колонну 2 азоетропной осушки. Перед колонной 2 азотропной осушки в поток ИИФ подают 50 изопрен-ректификат, содержащий 75-79Х изопрена. Из куба колонны 2 азеотропной осушки отводят углеводородную шихту с содержанием 14-17Х изопрена и с содержанием влаги не более 55

0,0008 мас. .

Управление процессом приготовления шихты в производстве изопренового каучука по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

Информацию с датчика 3 расхода ИИФ в буферную емкость 1 через преобразователь 4, датчика 5 уровня ИИФ в буферной емкости 1 через преобразователь 6, датчика 7 концентрации изопрена в ИИФ через преобразователь 8, датчика 9 концентрации изопрена в изопрене-ректификате через преобразователь 10, датчика 11 концентрации изопрена в шихте через преобразователь 12 вводят в УВИ 13.

По измеренному расходу F ИИФ в

1 I буферную емкость 1 определяют задан-. ное значение уровня Н;„ в буферной емкости 1 по формуле

Н;зо = à .F«+ Ь, (1) где а, Ь вЂ” константы, учитывающие предельно допустимые значения уровня ИИФ в буферную емкость 1 при экстремальных значениях расхода ИИФ в эту емкость.

В соответствии с формулой (1) при увеличении расхода ИИФ в буферную емкость 1 заданное значение. уровня увеличивается и наоборот.

Это позволяет создать запас ИИФ в буферной емкости 1 в случае отключения,.агрегатов дегазации или вьщеления и исключить необходимость резкого изменения расхода ИИФ в колонну

2 азеотропной осушки, .

Усредняют по времени заданное значение уровня по формуле экспоненциального фильтра л где Й., Н „ — усредненное по време1эсщ эсЮ ни заданное значение уровня ИИФ в буферной емкости 1 соответственно на текущем и предыдущем шаге расчета управляющих воздействий;

o(коэффициент фильтрации.

Рассчитывают верхнюю Н ; „ и нижнюю Н, ц„ уставки усредненного по времени заданного значения уровня

ИИФ в буферной емкости 1 соответственно по формулам л (3)

В ьа Ьм Вс д

11866?2 (4) %Зад 1За* Заю где ьН вЂ” предельное отклонение уров* ня ИИФ в буферной емкости 1 от его усредненного по времени заданного значения.

Сравнивают измеренное значение уровня Н; ИИФ в буферной емкости

Т с уставками и при выходе его за пределы уставок определяют отклонение уровня ЬН; от ближайшей уставки

10 лн = ̈́— Н„с,,„.„ (5) F = a<2. F -+ (1 -Ы2) F„.1,(6) где F . .F . — усредненный пс времени

1i > 1 1 расход ИИФ в буферную емкость 1 соответственно на текущем и предыдущем шаге расчета управ-30 ляющих воздействий, — коэффициент фильтрации, 1 определяемый по форм ле

О"миН НЦЗа 3 НР.(gag i >

2 0 макс мин () g ((H („. макс Н 1задР н 1 в.тзад

40 гдес, о — соответственно минимальмин макс ный и максимальный коэффициенты фильтрации расхода ИИФ в буферную емкость 1. 45

Определяют заданное значение расхода F ИИФ в,колонну 2 азеотропной

2!За осушки по формуле

d H. > >Ф. X. 4 Н. д + 1(1 за4 1 fl1 1 fl О Д2

° dH,. sjCrl dH.

2 (И

55 где К„„,К„„, Kff — константы;

ЬС вЂ” дискретность определения и выдачи 1с где Н . — значение верхней или нижней уш4е уставок усредненного по времени заданного значения уровня ИИФ в буферной емкости 1, Усредняют по времени с помощью экспоненциального фильтра измеренный расход ИИФ в буферную емкость 1. управляющих воздействий.

Усреднение по времени заданного значения уровня ИИФ в буферной емкости 1 и определение его уставок дает возможность корректировать по уровню заданное значение расхода

ИИФ в колонну 2 азеэтропной осушки только при скачкообразных изменениях расхода ИИФ в буферную емкость 1. А усреднение во времени расхода ИИФ в буферную емкость 1 позволяет плавно.изменять заданное значение расхода

ИИФ в колонну 2 аэеотронной осушки и исключает возмущения в процессе приготовления шихты. Использование при усреднении по времени расхода ИИФ в буферную емкость 1 переменного коэффициента фильтрации дает воэможность быстрее реагировать на изменения уровня ИИФ в буферной емкости 1, вызванные резкими изменениями расхода

ИИФ в эту емкость.

IIv измеренным концентрациям изопрена в ИИФ С . в изопрене-ректифи1i кате С . и в углеводородной шихтеС рассчитывают заданное соотноше1 . ние Б;за расходов иэопрена-ректификата и ЙИФ в колонну 2 азеотропной осушки.

Зад

+" C C 1+

С2 -С fi> . зМ|. и

21 Зад

°:Е с,. с где Сз«згданная концентрация изопрена в шихте, отводимой иэ куба колонны 2 азеотропной осушки.

Каз Ка - константы. аъ

Определяют заданное значение расхода F.„ изопрена-ректификата в колонну 2 аэеотропной осушки по формуле

51за* Si зад F2, »+

Управляющие воздействия; соответ.ствующие заданным значениям расходов

ИИФ и изопрена-ректификата в колонну 2 азеотропной осушки, выдают с

УВМ -13 через преобразователи 14 и 15 сигналов управляющих воздействий на регуляторы 16 и 17 расходов ИИФ и изЪпрена-ректификата в колонну 2 азеотропной осушки, которые по ин1186622

ВНИИЛИ Заказ 6501/27 Тираж 474 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, формации с датчиков 18 и 19 этих расходов воздействуют на клапаны 20 и ?1.

Таким образом, измеряя расход ИИФ в буферную емкость 1 и определяя

II0 нему заданное значение уровня

ИИФ в этой емкости, создают заблаговремен ый запас ИИФ в случае отключения агрегатов дегазации или выделения, а, усредняя по времени измеренный расход ИИФ в буферную емкость 1 корректируя в зависимости от него расходы ИИФ и изопренаректификата в колонну 2 азеотропной осушки, учитывают производительность агрегатов дегазации и выделения. Все это позволяет плавно изменять расходы ИИФ и изопрена-ректификата в колонну 2 азеотропной осушки, несмотря на резкие изменения расхода ИИФ в буферную емкость

1, и тем самым исключает внесение возмущений в процессе приготовления шихты, в результате чего повышается точность регулирования концентрации иэопрена в шихте.

Расход циркулирующего растворителя изопентан-изопреновой фракции для получения i т полимера при этом снижается на 10 .