Устройство для автоматического управления процессом нитрования в установке полунепрерывного действия

 

Изобретение относится к управлению процессами нитрования в реакторах полунепрерывного действия, аварийные режимы которых сопровождаются сильным вспениванием реакционной массы, и может найти применение в химической , лакокрасочной и химико-фармацевтической промышленности при производстве ингибиторов атмосферной коррозии , витаминов и рентгеноконтрастных препаратов о Цель - повышение быстродействия автоматической системы защиты процесса нитрования Сущность изобретения состоит в предотвращении охлаждения реакционной массы путем отключения дозировки хладагента в змеевик реактора и подачи пара в рубашку реактора, а предотвращении перегрева путем отсечки дозировки и продолжающейся подачи хладагента в змеевик и фиксированияаварийных режимоя, сопровождающихся вспениванием реакционной электрошонодной массы, с помонью кондуктометров, установленчых в верхней части реактора (погружной) и в вытяжной системе реактора (проточный), причем при выработке сигнала погружным кондуктометром срабатывает отсечка подачи компонента, а при выработке сигнала проточным кондуктометром происходит аварийный сброс содержимого реакторао 3 ил (С (Л 0 со Јь ОЭ ел &

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ П4НТ СССР (21) 4468841/26 (22) 01.08.88 (46) 15 ° 03.91. Бюп. М 10 (71) Рубежанский химический завод

"Заря" и Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) В.И.Сахненко, П.С.Зубарев, В. В. Кашметр В.Ю.Долматову В. Г. Зарембо"Рацевнч, В.А.Чвиров и В.В.Гаевой (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 542544, кл. В 01 J 19/00, 1975, Авторское свидетельство СССР

1l !194862, кл. С 07 В 43/02, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ 1РОЦЕССОМ НИТРОВАНИЯ В УСTAHOBKE 11ОЛУНЕ11РЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к управлению процессами нитрования в реакторах полунепрерывного действия, аварийные режимы которых сопровождаются сильным вспениванием реакционной массы, и мокет найти применение в химической, лакокрасочной и химико-фармацевтической промш1ленности при производИзобретение относится к управлению зкзотермическими процессами, осуп1ествляемыми в реакторах полунепрерывного действия (РПНД), и может быть использовано в химической и других смежных отраслях промьшшенности, в частности в процессе нитрования мононитросоединений до динитросоединений„

Цель изобретения - повьпиение выхода целевого продукта. (S1)5 С 07 В 43/02, B 01,, 19/00

С 05 1 27/00

2 стве ингибиторов атмосферной коррозии, витаминов и рентгеноконтрастных препаратов. Цель — повышение быстродействия автоматической системы защиты процесса нитрования. Сущность изобретения состоит в предотвращении охлаждения реакпионной массы путем отключения дозировки хладагента в змеевик реактора и подачи пара н рубашку реактора, а т,также предотвращении перегрева путем отсечки д< зировки и продолжающейся подачи хладагента з змеевик и фиксирования аварийных режимная, сопроножд;iKIBlpxc я вспениванием реакционной злектрс проводной массы, с помощью кон,",уктометровр установленчых в верхней части реактора (погружной) и в вытяжной системе реактора (проточный), причем при выработке сигнала погружным кондуктометром срабатывает отсечка подачи компонентау а при выработке сигнала проточным кондуктометром происходит аварийный сброс содержимого реактора. 3 ил.

На фнг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 — графики изменения основных параметров процесса соответственно в регламентном и аварийных реяямах. устройство для автоматического управления и установка подернет(фиг.l) реактор 1, мерннк 2, аварийную емкость 3, рубашку 4 и змеевик 5 реактора, мешалку 6, клапан 7 аварийного сброса реакционной массы иэ реа«тора, 1 634659 патрубок 8 загрузки исходного компонента, патрубок 9 подачи хладагента в змеевик, патрубок 10 подачи пара в рубашку, линию 11, соединяющую газовую полость реактора с аварийной емкостью, линии 12 и 13 уровней реакционной массы в реакторе соответственно перед началом и после окончания дозировки компонента, линию 14 исходного уровня дозируемого компонента из меринка,линию 15 уровня воды в аварийной емкости для быстрого и многократного разбавления реакционной массы при аварийном сбросе ее из реакто- 15 ра, вытяжную систему 16 аварийной емкости, насос-дозатор 17, клапаны 18 и 19 обратного и прямого принципа действия, первичный измерительный преобразователь ПИ111 20 и вторичный изме- 0 рительный преобразователь (ВИП ) 2! для измерения температуры реакционной массы в реакторе, ПИ11 22 и ВИ11 23, снабженный первым блоком уставок, для измерения электропроводности вспенен- 5 ной реакционной массы в верхней части реактора, IMH 24 и ВИП 25, снабженный вторым блоком уставок, ПИП 26 и ВИ11

27 для измерения расхода дозируемого компонента, ПИ11 28 и ВИП 29 для изме- 30 рения уровня дозируемого компонента в мернике, адаптивный регулятор 30, третий блок 31 уставок, блок 32 управления насосом-доз атором, элемент.

ПАМЯТЬ 33, элемент ЗАПРЕТ 34, три элемента ИЛИ 35-37, клапан 38 обратного принципа действия, управляющий подачей хладагента через змеевик реактора, и клапан 39 прямого принципа действия ° упряВляющий подачей пара в ру 40 башку реактора, Устройство работает следующим образом.

Регламентный режим. С помощью насоса-дозатора 17 исходный раствор в стабилизированном режиме подается в

РПНД. Температура реакционной массы регулируется с помощью ПИП 20, ВИП 21 и адаптивного регулятора 30, воздейству щего ча привод rcnanma 38 ус- 50 тановленного на входной линии подачи хладагента через змеевик реактора.

По окончании процесса подается командный импульс на приводы отсечных клапанов 18 и 19 противополож55 ных принципов действия, после чего клапан 18 закрывается, а клапан 19 открывается. Затем снимается командный сигнал с привода донного клапана 7, Последний открывается и реакционная масса поступает на следующую технологическую операцию — разбавление.

Аварийный режим. При понижении температуры ниже регламентного значения с блока 31 уставок (первый выход) через элемент IIАМЯТЬ 33 поступает сигнал на элемент ЗА11РЕТ 34 для блокировки управляющего сигнала с регулятора 30 на привод запорно-регулирующего клапана 38 подачи хладагента, Последний закрывается, отсекая подачу хладагента в змеевик реактора. Затем сигнал с элемента 33 поступает на привод отсечного клапана

39, открывая подачу пара в рубашку раствора, и через элемент И31И 35 на блок 32 управления дозатором 17, отсекая подачу компонента в реактор.

Как только текущее значение температуры достигает регламентного значения с блока 31 уставок второй выход) поступает деблокирующий сигнал »а элемент ПАМЯТЬ 33. Тогда закрывается отсечной клапан 39 на входной линии подачи пара в рубашку реактора, открывается запорно-регулиру и11ий клапан 38 на входной линии подачи хладагента в змеевик реакт ра на величину, определяемую значением управляющего сигнала, вырабатываемого адаптивным регулятором 30, и включается насос-дозатор 17 подачи дозируемого компонента в реактор.

При аварийном повышении температуры в реакторе и достижении третьей уставки с блока 31 уставок поступает команда через логические элементы

ИЛИ 36 и 35 на блок 32 управления дозагором !I для его отключения. Ilpoизводят отсечку подачи компонента в реактор, При дальнейшем аварийном повышении температуры с блока 31 уставок (четвертый выход) поступает сигнал через логический элемент И11И 37 на открытие донного клапана 7 реактора дпя сброса реакционной массы в аварийную емкость 3.

Аварийность процесса также определяется и по вспениванию реакционной массы, являющейся из-за присутствия кислот сильным электролитом.

Интенсивность вспенивания, а следовательно, и степень аварийности процесса фиксируются с помощью двух

34659

5 16 кондуктометров, ПИП 22 и 24 которых расположены соответственно в верхней газовой полости реактора и в трубопроводе вытяжной системы реактора„«1ри достижении вспененной реакционнной массой ПИП 22 кондуктометра, расположенного в газовой полости реактора, с

ВИП 23 поступает дискретный сигнал через логические элементы ИЛИ 36 и

35 нл блок 32 управления для остановки насоса-дозатора 7

При достижении вспененной реакционной массой П11П 24 кондуктометря, расположенного в вытяжной системе реактора, ВИП 25 вырабатывает командный импульс через логический элемент

ИЛИ 37 на привод донного клапана 7 для сброса реакционной массы в лварийную емкость. Хл фиг.2 поклзлн график изменения температуры объемл Ч реакционной массы и расходя дозируемого компонента С в зависимости от длии тельности дозировки ь р проведении процесса нитроня«ьия в регламентном режиме. Ня фиг.3 показан график изменения температуры в аварийном режиме, сопровождающемся в««бросом реякциониой массы, температуры реакционной .àññû ««ри продолжающейся подаче дозируемого к<>мпонента. Это приводит к его накоплению с последующим спонтанным разогревом — проявлением кумуля Coot««tnt o эффекта.

Использование предл а глемп го у стройства при управления РИНД позволяет повысить быстродействие автол;лтической системы защиты АСЗ с 30-60 до

10 — 15 с.

Использование изобретения дает возможность сократить длительность. дозировки на 20-30Х, устранить выбросы реакционной массы, обусловленнь«е отсутствием контроля ее вспенивания, при которь«х потери целевого продукта доходят до 80У., и за счет более жесткого режима стабилизации температуры реакционной массы повысить выход целевого продукта на 10-15Х.

ЗС

Фор мул аизобретени я

Устройство для лвтоматического управления процессом нитровлния в установке полунепрерывного действия, содержащей последовательно соединенные мерник, реактор пг>лунепрерынного действия с тепло< бменниклми и мещллкой и аварийную емкость, соединенную с газовой пг>лость«г> реактора, со держащее первый элемент И.«1И, подсоедине«и«ь«й своим выходом к блоку управления нлсосом-p<>затором «t<ùa÷è компонента из Меринка н реактор, датчики электропроводности релкциопной массы в верхней части и вытяжной системе реактора, подключг<ннл«е к входам первого и второго блоков уставок,датчик температуры релкционн и массы в реакторе, подключенный к входам адаптивного регулятора и третьего блока уставок, второй и третий элементы

ИЛИ, клапан аварийного сброса реакционной массы из реактора и клапаны нл линиях подачи энергоносителей в теплообмениики реактора, о т л и ч а H) ù е е с я тем, что, с целью повышения выходя ties< t.ntn продукта, оно дополнительно содержит элементы

ПАМЯТЬ и ЗА11Г Т, при этом выход адлптивног<> регулятора последовательно связан через первый вход элемента

ЗАПРЕТ с клапаном ня линии подачи хладагента чере < змеевик реактора, первый и второй выходл« с третьего блока устявок соединены соответс«ненно с первым и вторым входлми элемента ПАМЯТЬ, л третий и «етнертый чыходы с третьего блока устанок подключены к первым t«xnpa««;epr!««, вторь«л«входом элемента ЗАПРЕТ и клапаном ня линии подачи теплоносителя в рубашку реактора, выходы второго и третьего блоков уставок подключены к вторым входам соответств,<но второго и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, л выход третьего элемента ИЛИ подключен к клапану .аварийного сброса.

1634659

1б 34659

80 Tу бО,С

Сост ави тель Г. Or аджанов

Техред Л. ОЛийнык Корректор В. ð>«K

Редактор И.Касарда

Эакаэ 730 Тираж 239 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101