Устройство для автоматического управления процессом щелочного омыления

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 С 11 С 1/00 G 05 D 27/00

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2i) 3657009/23-26 (22) 27, 10.83 (46) 07.12.88. Бюл. Р 45 (72) Н.Ф.Сорокин, P.М.Бесицкий, Е.С.Правшин, А,Н.Nîðãóíîâ, В.П.Бутенев и Г.А.Соколов (53) 66.012-52(088.8) (56):.Авторское свидетельство СССР

N9 239243, кл. В 01 J 19/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Р 806752, кл:, С 11 С 1/00, 1973. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИАТИЧЕС КОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЩЕЛОЧНОГО

ОИЫЛЕНИЯ, содержащее контуры регулирования расходов основного потока щелочи в реактор и дополнительного

Щга а аг потока щелочи в смеситель, состоящие из последовательно соединенных датчиков, регуляторов и регулирующих клапанов, последовательно соединенных; датчика и регулятора концентрации щелочи на выходе смесителя, о т л-и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно дополнительно содержит блок предварения и согласующий регулятор, при этом регулятор концентрации щелочи через блок предварения соединен с регулятором дополнительного потока ще- . лочи, а датчик расхода дополнительного потока щелочи через согласующий регулятор соединен с регулятором основиого потока щелочи.

1442540

Изобретение относится к устройствам автоматического управления технос. логическими процессами, в частности процессом щелочного омыления окисленного парафина в производстве синтетических жирных кислот, и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других с аналогичными процессами отраслях промышленности для управления нестационарными технологическими процессами нейтралчзации, где возможно разделение нейтрализующего компонента на основной и дополнительный потоки.

В производственных условиях процесс щелочного омыления окисленного парафина осуществляется в последовательно соединенных аппарате и смесителе непрерывного действия путем нейт-2О рализации трудноомыляемых веществ (высокомолекулярных жирных кислот и кислот, находящихся в связанном состоянии окисленного парафина) 40%-ным водным раствором щелочи. Омыленная масса после щелочного омыления характеризуется концентрацией избыточной . щелочи, изменяющейся в пределах 0,1

0,3%.

Концентрация избыточной щелочи в омыленной массе является одним из режимных параметров следующей стадии процесса — термической обработки натриевых солей жирных кислот. Поддержание концентрации избыточной щелочи выше номинального значения приводит к увеличению степени декарбоксилирования, характеризующей потери натриеt вых солей жирных кислот в процессе термообработки, а попдержание концентрации щелочи ниже номинального значения приводит к увеличению эфирного числа в сырых жирных кислотах, что характеризует качество последних, Известно устройство для автомати". чгского поддержания стехиометрическо45

ro соотношения двух жидких компонентов, состоящее из реактора, расходомеров и концентратомеров, усч.ановленных на линиях подачи каждого компонента, связанных посредством вычислительного блока и регулятора с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи одного из компонентов (11 .

Недостатком устройства является отсутствие обратной связи в виде коррекции стехиометрического соотношения расходов по качеству конечного продукта. Точность измерения расходов и качественных показателей (концентраций) исходных компонентов существующими датчиками довольно низкая, что не обеспечивает заданного качества получаемого продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического управления процессом щелочного омыления, содержащее, в частности, контуры регулирования расходов основного потока щелочи в реактор и дополнительного потока щелочи в смеситель, состоящие из последовательно соединенных датчиков, регуляторов и регулирующих клапанов, последовательно соединенных датчика и регулятора концейтрации щелочи на выходе смесителя (2) .

Однако устройство содержит датчики качественных показателей карбонатной масеы, применение которых хотя и снижает запаздывание передачи информации в системе,. но при этом усложняется сама система управления и снижается ее надежность за счет сложности в наладке и низкой надежности в эксплуатации указанных датчиков и экстремального регулятора.

В результате проведенных исследований процесса щелочного омыления как объекта управления установлено, что основными возмущающими факторами являются изменение эфирного и кислотного чисел карбонатной массы, т.е. глубины предшествующей стадии процесса омыления; изменение концентрации щелочи как омыляющего агента, а также высокая ее концентрация (40%) что приводит к затруднениям при поддержании незначительной избыточной ее концентрации (0,22 вес.%) в омыпенной массе. Установлено также, что расход дополнительного потока щелочи, идущего на попдержание заданной концентрации избыточной щелочи в омыленной массе, является параметром, косвенно характеризующим изменение качественных показателей.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для автоматического управления процессом щелочного омыления, содержащее контуры регулирования расхрдов основного потока щелочи в реактор и дополнитель3 144 ного потока щелочи в смеситель, состоящие из последовательно соединенных датчикой, регуляторов и регулирующих клапанов, последовательно соединенных датчика и регулятора концентрации щелочи на выходе смесителя, дополнительно содержит блок предварения и согласующий регулятор, при этом ре I гулятор концентрации щелочи через блок предварения соединен с регулятором дополнительного потока щелочи, а датчики расхода дополнительного потока. щелочи через согласующий регулятор соединены с регулятором основного потока щелочи.

Сущность изобретения состоит в.том, что обеспечивается автоматический контроль следующих параметров. Основной и дополнительный потоки щелочи измеряются ротаметрическими датчиками, контроль концентрации избыточной щелочи, функционально связанной с рН омыленной массы, осуществляется по" тенциометрическнм датчиком. Знак и величина рассогласования между действительным и заданным значениями концентрации щелочи в омыленной массе формируются линейным регулятором, управляющее воздействие которого корректирует задание стабилизирующего регулятора дополнительного потока щелочи.

Знак и величина рассогласования между действительным и заданным (опорным) значениями расходов дополнительного потока щелочи формируются согласующим работу контуров регулирования расходов щелочи регулятором, управляющее воздействие которого корректирует задание стабилизирующего регулятора основного потока щелочи.

Автоматическое управление процессом щелочного омыления путем изменения расхода дополнительного потока щелочи по величине рассогласования между действительным и заданным значенйями концентраций избыточной щелочи в омыленной массе, а также путем изменения расхода основного потока щелочи по величине рассогласования между действительным и заданным расходами дополнительного потока позволяет поддерживать заданную концентрацию избыточной щелочи в омыленной массе в условиях изменения качественных показателей компонентов процесса.

На чертеже показана блок-схема устройства для автоматического управ2540 щелочного омыления процессом ления.

Устройство содержит реактор 1, смеситель 2, оснащенные барботерами для перемешивания, датчик 3, регулятор 4 и регулирующий клапан 5 расхода основного потока щелочи; датчик 6, регулятор 7 и регулирующий клапан 8 расхода дополнительного потока щело5

1О чи, потенциометрический датчик 9 концентрации щелочи на выходе смесителя, регулятор 10, блок 11 предварения и регулятор 12, согласующий работу контуров регулирования расходов основноro и дополнительного потоков щелочи.

Устройство для автоматического управления процессом щелочного омыления окисленного парафина работает следующим образом.

При изменении концентрации избыточной щелочи в омыленной массе, что связано с изменением, например, эфирного и кислотного чисел карбонатной

20 массы, определяющих глубину процесса. карбонатного омыления, изменяется (увеличивается или уменьшается) сигнал потенциометрического датчика 9, поступающий на вход регулятора 1О, 25 управляющее воздеиствие которого че30 рез блок 11 предварения поступает в виде задания на первый вход регулятора 7 расхода дополнительного потока щелочи, на второй вход которого по35 ступает сигнал, пропорциональный действительному значению расхода допол. нительного потока. Выходной сигнал регулятора 7 изменяет (увеличивает или уменьшает) воздействие на регулирую40 щий клапан 8, который изменяет расход щелочи в смеситель 2 и поддерживает тем самым концентрацию избыточной щелочи в нем на заданном значении.

Одновременно сигнал от датчика 6, пропорциональный расходу дополнительного потока щелочи, поступает на один иэ входов согласующего регулятора 12, где формируется выходной сигнал, пропорциональный рассогласованию между действительным значением расхода дополнительного потока щелочи, идущего на поддержание заданного значения кон; центрации избыточной щелочи в омыленной массе, и заданным (опорным) значением, поступающим на второй вход ре55

4 гулятора и соответствующим, например, 50-процентнояу значению диапазона измерения расхода щелочи датчиком 6. (Выходной сигнал согласующего регуляСоставитель Г.Огаджанов

Редактор Н.Бобкова Техред М.Дидык Корректор В.Бутяга

Заказ 6354/23 Тираж 364 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14425 тора 12, поступающий на первый вход регулятора 4 (на второй вход поступает действительное значение расхода), изменяет (увеличивает илн уменьшает) значение задания таким образом, что изменение расхода основного

1 потока щелочй с помощью регулирующего клапана 5 приводит к изменению концентрации избыточной щелочи в омы- 1 ленной массе и тем самым к изменению в обратной зависимости расхода дополнительного потока щелочи, устремляя к нулю рассогласование между действительным и заданным значениями расходов на согласующем регуляторе 12.

Движение системы управления происходит до тех пор, пока величины рассогласования на регуляторе 10 и согласующем регуляторе 12 не станут равны нулю.

Преимущество предлагаемого устройства для автоматического управления по отношению к известному заключается в повышении надежности функциониро- 2б

40 б вания за счет исключения из известного устройства управления анализаторов качества карбонатной массы и экстремального регулятора, сложных в наладке и низкой надежности в эксплуатации, и включением в устройство управления регулятора, согласующего работу контуров регулирования основного и до" полнительного потоков щелочи, так как расход дополнительного потока щелочи косвенно характеризует изменение ка" чественных показателей исходных компонентов.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства для автоматического управления процессом щелочного омыления определяется экономией щелочи и уменьшением эфирного числа и степени декарбоксилирования натриевых солей жирных кислот последующей технологической стадии — термической обработки мыла, что приводит к улучшению качества и уменьшению потерь целевого продукта.