Способ автоматического управления процессом омыления в производстве пластичных смазок

 

Изобретение относится к способу автоматического управления.процессом омыления в производстве пластичных смазок, может быть использовано в химической промьшшенности и позволяет повысить качество продукта. омыления за счет увеличения точности регулирования. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования подачи водного раствора щелочи. в зависимости от величины щелочности продукта омыления после испарителя 10, датчик (Д) 19, рН, преобразовав тель 20, компенсатор 21, регулятор (Р) 23, клапан К 24. САР содержит также контур регулирования температуры в реакторе изменением подачи теплоносителя, Д 13 температуры, Р 14 и К I5 с коррекцией по разности величины щелочности продукта омыления после реактора 8 и испарителя 10, Д 17, Д 19, преобразователь 20, сумматор 22, связанный с камерой задания Р14. I з.п. ф-лы, 1 ил. (Л 12 со 1 о Gt

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (iI> (5D4 С 11 С

G D2 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

C)

С5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3953150/23-26 (22) 21.06.-85 (46) 15.06.87. Бюл. 9 22 (72) И.M.Ðóäoâè÷ и .А.M.Ìàíoéëo (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 610858, кл. С. 11 С 1/00, 1977.

Патент Англии 1! 1279127, кл. С 5 F, 1969. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОМЬШЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК (57) Изобретение относится к способу автоматического управления. процессом омыления в производстве пластичных смазок, может. быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить качество продукта, омыления за счет увеличения точнос- ти регулирования. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования подачи водного раствора щелочи. в зависимости от величины щелочности продукта омыления после испарителя

10, датчик (Д) 19, рН, преобразователь 20, компенсатор 21 регулятор (Р) 23, клапан К 24. САР содержит также контур регулирования температуры в реакторе изменением подачи теплоносителя, Д 13 температуры, P 14 и К 15 с коррекцией по разности величины щелочности продукта омыления после реактора 8 и испарителя 10, Д 17, Д 19, преобразователь

20, сумматор 22, связанный с камерой задания Р14. 1 з.п. ф-лы, 1 ип.

1 )3!70

Изобретение относится к автомати1 ческому управлению химико-технологическими процессами, в частности к управлению процессами омыпения в производстве пластичных смазок на 5 мыльных загустителях непрерывным способом, и может быть использовано в химической промышленности при . автоматизации производства смазочных материалов.

Цель изобретения — повьппение качества продукта омыпения за счет увеличения точности регулирования процесса. t5

Технологической задачей процесса омыпения в производстве пластичных смазок является получение продукта омыления с полностью прореагировавшим омыляемым сырьем и с заданной 20 щелочностью, величины которой регламентированы для каждого типа смазки °

Известно, что скорость реакици между щелочью и жировым сырьем существенно увеличивается с ростом тем- 25 пературы процесса, и, изменяя температуру в реакторе, можно поддерживать практически полное омыление.

Однако осуществить автоматический контроль за полнотой омыления не 30 представляется возможным ввиду отсутствия соответствующих средств измерения. Учитывая то, что некоторая часть непрореагировавшего омыляемого сырья в продукте омыления после реактора реагирует со щелочью в испарителе, щелочность продукта омыления после реактора больше, чем щелочность продукта омыления после испарителя.

Если же эта разность равна нулю, то все омыляемое сырье вступило во взаимодействие со щелочью в реакторе, т.е. полнота омыления равна единице.

В предлагаемом способе управления разность значений щелочности продукта омьления после реактора.и после

I испарителя поддерживает близкой или равной нулю путем коррекции температуры в реакторе, осуществляемой изменением подачи теплоносителя на 50 предварительный нагрев масла.

Автоматическое измерение в потоке щелочности продукта омыления после реактора возможно с помощью термометрического концентРатора, принцип действия которого основан на измерении прироста температуры в из— мерительной ячейке от нейтрализации щелочи, содержащейся в измеряемой

16 среде, титрантом (олеиновая кислота, синтетические жирные кислоты фракция С вЂ” С и др.) .

Измерить в потоке щелочность продукта омыления после испарителя не представлялось возможным из-за отсутствия средств измерения. Измерение же методом термометрического титрования, пригодным для продукта омыления после реактора, невозможно по причине высокой вязкости измеряемой среды после удаления из нее влаги. Щелочность определяли с помощью лабораторного анализа, который длится около 1 ч и более, что является неприемлемым для управления процессом по данным этого анализа °

Установлена темная корреляционная связь между щелочностью продукта омыления после испарителя и величиной РН сконденсированных паров воды, отводимых из испарителя, коэффициент корреляции равен 0,95. Исследования показали, что щелочь попадает в конденсат путем механического выноса вместе с парами воды из испарителя и вынос этот имеет регулярный характер. Уравнение предельной теоретической линии регрессии между щелочностью продукта омыления после испарителя и величиной рН конденсата имеет вид у = А (0,068 х — 0,79 х + 2;27), где у — щелоч. ность продукта омыпения после испарителя, мас.%

Na0H; х — РН конденсата, ед.рН;

А — безра.змерный коэффициент, зависящий от конструкции испарителя.

На чертеже приведена принципиальная схема осуществления предлагаемого способа автоматического управления.

Омыляемое сырье, водный раствор щелочи и нефтяное масло из сырьевых емкостей 1 — 3 соответственно с помощью дозирующих насосов 4 — 6, pa6o.— тающих от единого привода 7, который позволяет изменять производительность установки в широком диапазоне, подаются в реактор 8. Масло перед подачей в реактор подогревается в теплообменнике 9. Продукт омыления из реактора поступает в испаритель 10 влаги, обезвоженный продукт омыле1317016 4

21 запаздывания. На выходе блока 22 сформируется сигнал, пропорциональный разности выходных сигналов преоб-. разователей 18 и 20, а следовательно, пропорциональный содержанию непрореагировавшего омыляемого сырья в продукте омыления. Этот сигнал корректирует задание регулятору 14 температуры, который, управляя положе" нием регулирующего клапана 15, увеличивает расход теплоносителя на нагрев масла в теплообменнике 9, тем самым повышая температуру реакционной смеси в реакторе до тех пор, пока выходные сигналы преобразователей 18 и 20 станут равными, т.е. достигается полное омыление.

При отклонении щелочности продукта омыления после испарителя от за.данной возникает сигнал рассогласования между новым значением выходного сигнала измерительного преобразователя 20 и заданием регулятору 23, который, управляя положением регулирующего органа исполнительного механизма 24, изменяет расход водного раствора щелочи до тех пор, по-. ка величина выходного сигнала блока

20 не станет равной заданию регулятора 23, т.е. щелочность станет равной заданной.

При изменении производительности установки сигнал с датчика 16 устанавливает регулятору 14 температуры новое задание, что предотвращает значительные перерегулирования содержания непрореагировавшего омыляемого сырья, которые могут возникнуть при отработке регулирующего воздействия по выходному сигналу блока 22. Появление такого сигнала возможно при уменьшении среднего времени пребывания реакционной смеси в реакторе, вызванного увеличением производительности установки. Выходной сигнал датчика 16 поступает также в виде коррекции времени запаздывания в ком пенсатор 21, что обеспечивает качественное согласование по времени выходных сигналов преобразователей !

8 и 20. ния подается на последующие стадии производства смазки (не показаны) .

Пары воды отводятся из испарителя с помощью ваккумного насоса 11, конденсируются в холодильнике-конденсаторе 12 и.конденсат либо сбрасывается в канализацию, либо используется для технологических нужд.

Температура реакционной смеси в реакторе измеряется датчиком 13 и 10 регулируется регулятором 14 посредством воздействия на регулирующий клапан 15, установленный-на линии подачи теплоносителя в теплообменник для нагрева масла. Предусмотрена ав- !5 томатическая установка задания регулятору температуры в зависимости от производительности установки с помощью датчика !6 производительности. целочность продукта омыления после 20 реактора измеряется термометрическим концентратомером, состоящим из датчика 17 и измерительного преобразователя !8. Щелочность продукта омыления после испарителя измеряется рН-метром, отградуированным в единицах щелочности и состоящим иэ проточного датчика 19, установленного на линии конденсата, и измерительного преобразователя 20, с которым сочленен компенсатор 21 запаздывания, согласующий по времени сигнал с преобразователя 20 с сигналом преобразователя 18. В компенсатор заведен сигнал коррекции времени за- 35 паздывания между точками отбора информации о щелочности по производительности установки. Блок 22 формирует сигнал, пропорциональный разности между щелочностью продукта омы-40 .ления после реактора и после испарителя. Этот сигнал корректирует задание регулятору 14 температуры.

Регулятор 23 щелочности продукта омыления посредством исполнительного 45 механизма 24 изменяет производитель- ность дозатора на линии подачи водного раствора щелочи на омыление.

Способ осуществляется следующим образом.

При появлении в продукте омыпения на выходе из реактора непрореагировавшего омыляемого сырья величина выходного сигнала измерительного преоб- 5 разователя 18 становится большей, чем величина выходного сигнала измерительного преобразователя 20, согласованного по времени компенсатором

Пример. Использование предлагаемого способа при получении смазки типа Литол-24, где в качестве омыляемого сырья используют 12-оксистеариновую кислоту с кислотным числом в пределах 160-180 мг КОН/r прод. и водный раствор гидроокиси

1317016 лития с концентрацией в пределах

9-11 мас.% в качестве омыляющего агента. По требованиям технологии необходимо обеспечить полное омыление кислоты и щелочность продукта омыления не более 0,1 мас.% NaOH.

Управление процессом сводится к поддержанию разности меж;.у щелоч- ностью продукта омыления после реактора и после испарителя, равной 10 нулю, а щелочности продукта омыления после испарителя, равной 0,020,08 мас.% NaOH.

Регулятору 14 температуры устанавливают задание, соответствующее режиму процесса, когда обеспечивается полное омыление, т.е ° выходной сигнал блока 22 вычитания равен нулю.

Регулятору 23 щелочности продукта омыпения после испарителя устанав- 20 ливают задание, равное 0,05 мас.%

NaOH.

При превышении щелочности после реактора значения щелочности после испарителя на 0,04 мас,% NaOH соответствующий этой разности выходной сигнал блока 22 корректирует (увеличивает) задание регулятору 1.4 температуры, причем корректирование проис.ходит до тех пор, пока выходной сигнал блока 22 вычитания становится равным нулю, т.е. обеспечивается полное омыление.

Если одновременно с увеличением выходного сигнала блока 22 вычитания, 35 составившим 0,10 мас.% NaOH увеличивается выходной сигнал измерителя щелочности продукта омыления после испарителя 20 до 0,24 мас.% NaOH, регулирующее воздействие отрабатыва- 40 ется одновременно регулятором 23 щелочности и регулятором 14 температуры. Задание регулятору 14 увеличивается до тех пор, пока выходной сигнал блока 22 становится равным 4> нулю, а расход водного раствора щелочи посредством исполнительного механизма 24 регулятора 23 уменьшается до тех пор, пока щелочность продукта омыления после испарителя становится равной заданию, т.е.

0,05 мас.% NaOH.

Таким образом, способ управления позволяет достичь полного омыления и стабилизировать щелочность продукта омыления после испарителя на заданном уровне.

При реализации способа управления полнота омыления составляет 0,98-1, а щелочность продукта омыпения после исйаритепя составляет 0,03

0,07 мас.% NaOH.

Промышленная. реализация предлагаемого способа управления позволяет получить продукты омыления высокого качества, что значительно улучшает качество получаемых смазок, снижает выход некондиционного продукта.

Формула изобретения

1 ° Способ автоматического управления процессом омыления в производстве пластичных смазок в установке, содержащей последовательно соединенные реактор„ испаритель влаги и холодильник-конденсатор, путем регулирования подачи сырья и масла в реактор, подачи водного раствора щелочи в реактор в зависимости от величины щелочности продукта омыления после испарителя и регулирования температуры в реакторе изменением подачи теплоносителя на подогрев масла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продукта омыления за счет увеличения точности регулирования процесса, дополнительно измеряют величину щелочности продукта омыления после реактора и производительность установки, определяют разность величин щелочности продукта омыления после реактора и испарителя и корректируют подачу теплоносителя на подогрев масла в зависимости от этой разности и производительности установки.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что величину щелочности продукта омыления после испарителя определяют путем измерения величины рН конденсата после холодильника-конденсатора и вычисления по следующей зависимости: у = А (0,068 х — 0,79 х + 2,27) где у — величина щелочности продукта омыления после испарителя; х — величина рН конденсата после холодильника-конденсатора;

А — коэффициент, зависящий от конструкции испарителя.

Способ автоматического управления процессом омыления в производстве пластичных смазок Способ автоматического управления процессом омыления в производстве пластичных смазок Способ автоматического управления процессом омыления в производстве пластичных смазок Способ автоматического управления процессом омыления в производстве пластичных смазок 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе управления температурным режимом ус- i- тановки низкотемпературной сепарации, может быть использовано в горнодобывающей промышленности и позволяет, поддерживать оптимальный температурный режим установки при произвольном изменении параметров обрабатываемого газа

Изобретение относится к способу автоматического управления периодически.м процессом гидрирования, может быть использовано в химической про.мышленности и позволяет повысить выход целевого продукта

Изобретение относится к способу автоматического управления процессом жидкостной экстракции,может быть использовано в химической промышленности и позволяет уменьшить потери целевого продукта за счет повышения точности регулирования

Изобретение относится к способу управления процессом полимеризации этилена или сополимеризации его соболефинами в газовой фазе в присутствии катализатора на носителе и водорода , может быть использовано в химической и нефтехимической промьппленности и позволяет увеличить долю полимера высшего сорта на 1%

Изобретение относится к способу управления процессом растворения солевых руд, может быть использовано в промышленности по производству минеральньпс удобрений и позволяет увеличить извлечение полезного компонента

Изобретение относится к санитар ной технике, может быть использовано в строительной промьшшенности и поз76 I ЦП -43 / 21 воляет повысить надежность работы санитарного блока

Изобретение относится к способу управления процессом гранулирования порошкообразных материалов, может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и Позволяет обеспечить заданный гранулометрический состав товарной фракции, увеличить ее выход и снизить энергозатраты

Изобретение относится к способу автоматического регулирования качества сыпучего материала, может быть использовано в коксохимической и горнорудной промьшшенности и позволяет уменьшить объем накопительных емкостей

Изобретение относится к производству жирных кислот, предназначенных для получения различных масел и сиккативов, и может быть использовано в кожевенной, резинообувной, лакокрасочной и других отраслях промышленности
Наверх