Способ управления смесителем исходных реагентов синтеза пентаэритрита

 

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в химической промышленности . Целью изобретения является сни жение расхода сырья и обеспечение стабильного качества конечного продукта. Предложенный способ позволяет управлять смесителем исходных реагентов синтеза пентаэритрита, включающем моделирование процесса смешения, путем измерения температуры наружного воздуха, температуры и величины рН смеси, установления заданного занчения уровня, расчета свойств смеси и изменения дозировки исходных компонентов в зависимости от разности между значениями вычисленных и заданных свойств смеси. 1 ил. I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4716600/26 (22) 10,07.89 (46) 23.03.92, Бюл, ¹ 11 (71) Рубежанский филиал Днепропетровского химико-технологического института им.

Ф.Э. Дзержинского (72) Д.И. Белкин и Г.В. Кравченко (53) 66,012.52(088,8) (56) Лайпер А.И. и др„Производство глинозема, М.: Металлургия, 1978, с. 190.

Авторское свидетельство СССР

¹ 624894, кл. С 04 В 7/38, 1978. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СМЕСИТЕЛЕМ

ИСХОДНЫХ РЕАГЕНТОВ СИНТЕЗА ПЕНТАЭРИТРИТА

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в химической промышленности, в частности в производстве пентаэритрита на стадии приготовления смеси реагентов.

Известен способ управления смесителем алюминатного раствора для обескремнивания, заключающийся в дозировании поступающих на смешивание алюминатного раствора после выщелачивания и оборотных продуктов. Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает согласования производительности смесителя со смежными технологическими переделами.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ управления процессом приготовления смеси заданного химическо„„. Ы ÄÄ 1721042 А1

<я)5 С 07 С 31/26, С 04 В 7/38, G 06 О 27/00 (57) Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в химической промышленности. Целью. изобретения является снижение расхода сырья и обеспечение стабильного качества конечного продукта.

Предложенный способ позволяет управлять смесителем исходных реагентов синтеза пентазритрита, включающем моделирование процесса смешения, путем измерения температуры наружного воздуха, температуры и величины рН смеси, установления заданного занчения уровня, расчета свойств смеси и изменения дозировки исходных компонентов в зависимости от разности между значениями вычисленных и заданных свойств смеси. 1 ил, го состава, включающий измерение расходов и плотностей смешиваемых материалов, периодическое измерение содержания твердой фазы и моделирование процесса смешения, при этом, используя усредненные оценки свойств компонентов и фактическое значение производительности, рассчитывают вероятные свойства смеси, периодически измеряют фактические свойства смеси и изменяют дозировку материалов в зависимости от разности между значениями измеренных и вычисленных свойств смеси.

Однако недостатком указанного способа является необходимость периодической корректировки модели процесса смешения при изменении свойств дозируемых материалов, что уменьшает точность поддержания показателя качества на заданном уровне, 1721042

Цель предлагаемого способа — снижение расхода сырья и обеспечение стабильного качества конечного продукта.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе управления смесителем исходных 5 реагентов синтеза пентаэритрита, включающем моделирование процесса смешения, измеряют температуру наружного воздуха, температуру и величину рН смеси, устанавливают заданное значение уровня, рассчи- 10 тывают свойства смеси и изменяют дозировку исходных компонентов в зависимости от разности между значениями вычисленных и заданных свойств смеси.

Показателем качества управления сме- 15 сителем является стабилизация оптимального соотношения концентраций исходных реагентов в получаемой смеси. Зависимость показателя качества смесителя от параметров процесса можно получить из 20 уравнения материального баланса по исходным компонентам:

G NaOH С NaOH

G NaOH +G НСНО + G Н20 25

G HCHO С HCHO

С нсно

G араон + G HCMO + G Н2 0

ГАЕ GNaOH СНСНО, G Н2 Π— раСХОдЫ СООтВЕт30 ственно щелочи, формалина и воды;

CNаОН вЂ” ИСХОДНаЯ КОНЦЕНтРаЦИЯ ЕДКОГО натрия;

Снсно — исходная концентрация формалина;

С N он — концентрация едкого натрия в смесителе;

С нсно — концентрация формальдегида в смесителе, 40

Способ позволяет управлять обоими потоками реагентов (формалина и щелочи) в пределах ресурса управления.

Предлагаемый способ отличается от.известного тем, что в данном случае произво- „ дят измерение не расходов и плотностей смешиваемых материалов, которые подаются на вход модели смешения, а температуры наружного воздуха, температуры и величиHbl PH CM8CItI, SIBJISIIOOLI4MI4CII BXOQHbINII4 llcIP8 50 метрами модели смешения и устанавливают заданное значение уровня жидкости в смесителе с целью согласования его производительности со смежными стадиями.

Дозировку же реагентов изменяют не в зависимости от разности между значениями измеряемых и вычисленных свойств смеси (прототип), а в зависимости от разности между значениями вычисленных и заданных свойств смеси. Этим достигается в предлагаемом техническом решении исключение необходимости периодической корректировки модели процесса смешения при изменении свойств дозируемых компонентов.

Схема реализации способа управления смесителем исходных реагентов синтеза пентазритрита представлена на чертеже, Устройство содержит смеситель 1, датчики температуры наружного воздуха 2 и температуры смеси 3, величины рН смеси 4 и уровня жидкости в смесителе 5, линии формалина 6, щелочи 7, воды 8 и готовой смеси 9, устройства связи с объектом 10 — 13, модель процесса смешения 14, регулятор уровня 15 и регулирующие клапаны 16 — 18.

В смеситель 1 входят потоки линий 6. 7, 8. Выходы датчиков 2 — 4 через устройство связи с объектом 10,.11 соединены с входами модели 14, выходы которой через устройства связи с объектом 12, 13 соединены с регулирующими клапанами 16, 17, Выход датчика 5 подается на вход регулятора 15, выход которого соединен с регулирующим клапаном 18, Система работает следующим образом.

Измеренные с помощью датчиков 2-4 значения температуры наружного воздуха, температуры смеси и величины рН смеси подаются на. вход модели 14. В модели 14 вычисляют текущие значения концентраций формальдегида и щелочи в смеси из соотношений:

Сон = 10 - (I4 - pH) ! Ж

С !араон = Сон + 8 5 !

С НСНО = ECNaOH СОН)

58 Сон где рН вЂ” величина рН смеси реагентов;

ht — разность температур смеси реагентов и наружного воздуха;

Сон — концентрация гидроксил-ионов в смеси; !

С NàOÍ С НСНΠ— КОНцЕНтрацИя СООтВЕтственно едкого натрия и формальдегида в смеси реагентов, При отклонении в смеси реагентов концентрации формальдегида от заданного значения CI или концентрации щелочи от заданного значения С2, т.е. при нарушении оптимального соотношения реагентов, сигналы, пропорциональные разности между вычисленными значениями концентраций этих компонентов и заданными значениями, подаются соответственно на регулирую1721042 регулятора t5 подается на регулирующий 10

4М-13 в комплекте с преобразователем рН- 25

35

= 3,956(— ).

Полученные значения концентраций щелочи и формальдегида в смеси соответственно равны 4,5% и 11,8%.

Формула изобретения

Способ управления смесителем исходных- реагентов синтеза пентаэритрита, включающий измерение технологических параметров процесса смешения, моделирование процесса смешения и изменение дозировки исходных компонентов в зависимости от разности между значениями измеренных и вычисленных свойств смеси, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода сырья и обеспечения стабильности качества конечного продукта, дополнител ьно измеряют температуру наружного-воздуха, температуру и величину рН смеси, рассчитываютсвойства смеси из экспериментально установленных соотношений:

55 щие клапаны 16 и 17, устаноьленные на линиях дозировки формалина 6 и щелочи 7 в смеситель 1. Наруше«ие материального баланса при регулировании оптимального соотношения концентраций формальдегида и щелочи в смеси реагентов компенсируется одноконтурной САР уровня 15. При отклонении уровня жидкости в смесителе 1 от заданного значения выходной сигнал с клапан 18, установленный на линии дозировки разбавляющей воды 8 в смеситель 1.

Пример 1, В смеситель опытно-промышленной установки производства пентаэритрита емкостью 500 л непрерывно подают 310 л/ч 29%-ной гидроокиси натрия, 638 л/ч 37%-ro раствора формалина и

1052 л/ч воды.

Температура наружного воздуха и температура смеси измеряются термометрами сопротивления ТСМ (гр. 23) в комплекте с нормирующими преобразователями типа

Н П-CR I-Ì. Величина р Н смеси измеряется с помощью чувствительного элемента ДПг261. Все преобразователи имеют унифицированные выходные сигналы 0-5 мА. Для регистрации температур и величины рН применены вторичные одноточечные приборы типа КСУ-2.

При температуре смесителя 31 С сигнал, снимаемый с НП-СЛ!-М, равен 1,8 мА, При температуре наружного воздуха 22 С сигнал. снимаемый с HR-CJlI-M, равен 2,75 мА. Показание рН-метра составляет 12,8.

Выходной сигнал рН-261 при этом равен

2,45 мА. Эти сигналы подаются на первые три входа программируемого микропроцессорного регулятора Ремиконт" P-100. Сигналы обрабатываю1ся в вычислительном устройстве по экспериментально установленной зависимости

Выходные сигналы после вычислительного устройства, предназначенные для управления исполнительными механизмами регулирующих органов, установленных на линиях подачи гидроокиси натрия и формальдегида, соответственно равны 3 мА и

2,8 мА. Мембранные исполнительные механизмы подключены к выходу "Ремиконта" 50 через электропневматические преобразователи ЭПП-63 и байпасные панели дистанционного управления БПДУ. Командное давление сжатого воздуха на исполнительных механизмах регулирующих органов,.установленных на линиях подачи гидроокиси натрия и формальдегида, соответственно равны 0,7 МПа и 0,63 МПа.

При отклонении концентрации гидроокиси натрия и формальдегида от заданных значений (текущие значения концентраций сравниваются с заданными в вычислительном устройстве), выходные сигналы "Ремиконта" управляют регулирующими клапанами, установленными на линиях дозировки гидроокиси натрия и формальдеги да в смеситель.

Материальный баланс в процессе регулирования поддерживается с помощью регулятора уровня, состоящего из дифманометра ДС-ЭЗ, выходной сигнал которого изменяется в пределах 0-5 мА. В качестве вторичного прибора применен прибор КСУ-3 с пневматическим регулятором. Регулятор через БПДУ управляет мембранным исполнительным механизмом регулирующего клапана, установленным на линии подачи воды в смеситель.

Уровень в смесителе равен 0,70 м, Ко мандное давление сжатого воздуха на исполнительном механизме равно 0,64 МПа.

Производительность смесителя 2000 л/ч.

Для данного примера расчет концентрации щелочи и формальдегида производится . следующим образом: он = 10-(14 — 12,8) Q Q63 (— ион ) л (31 —, 22 С араон = 0,063 +

=1,122 (); .

С нсно = (1,122 -0;063)

1 +58 0063

1721042

Сон — концентрация гидроксил-ионов в смеси;

I l

С NaoH, С нсно — концентрации едкого натрия и формальдегида в смеси реаген5 тов, а дозирование исходных компонентов изменяют в зависимости от разности между вычисленными и заданными свойствами смеси.

С NaQH СОН +

1 1

CKcHo=(CNaoH — Сон) 58 . Со, где hr разность температур смеси реагентов и наружного воздуха;

Составитель Г, Кравченко

Редактор А. Козориз Техред M.Moðãåíòàë Корректор M. Шароши

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

Заказ 926 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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