Способ и устройство для реализации способа автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков
Владельцы патента RU 2643916:
Общество с ограниченной ответственностью "Ямщик" (ООО "Ямщик") (RU)
Изобретение относится к автоматизированным средствам регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков и может быть использовано в химической и лакокрасочной промышленности для проведения различных технологических процессов. Способ автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков, заключающийся в поддержании температурного режима рабочей смеси в течение длительного времени. При этом удержание температуры в заданных пределах осуществляется путем автоматизации управления технологическим процессом последовательным функционированием устройства в двух режимах - режиме нагрева и режиме охлаждения. Также представлено устройство для осуществления способа автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков. Изобретение позволяет повысить эффективность разогрева реакционной массы в реакторе, что способствует уменьшению времени протекания реакции, экономии энергоресурсов и снижению себестоимости продукции. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к автоматизированным средствам регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков и может быть использовано в химической и лакокрасочной промышленности для проведения различных технологических процессов.
В технике применяется много различных способов, систем и устройств для автоматического регулирования температурного режима технологических процессов, применяемых в черной металлургии, в цветной металлургии, в производстве строительных материалов и др. (патенты №1736925, 1752794, 1765667, 1770726, 1788422, 1806448, 2015183, 2497957).
Представляет интерес система автоматического регулирования температурного режима рекуперативного колодца (патент №1770716), в котором заложен алгоритм автоматического управления процессом разогрева заготовок.
Близкими по технической сущности и достигаемому результату являются схемы автоматического регулирования температурного режима окислительной колонны при окислении растительных масел (патенты №146449, №148853). В схемах рассматривается один регулируемый параметр - температура. Схемы можно использовать в качестве прототипа.
Технологический процесс производства пентафталевых лаков ведется с использованием в качестве сырья растительных полувысыхающих масел или жирных кислот таллового масла в одном реакторе. Технологические процессы в соответствии с нормами технологического режима ведут при различных температурах: повышенных температурах - 240-260°С и при температурах 160-200°С, что требует как плавного подъема температуры рабочей массы в реакторе до заданных значений, так и плавного снижения температуры до необходимых заданных значений. Подъем и снижение температуры осуществляется со скоростью 0,6-1,0°С/мин.
Основную сложность представляет поддержание температурного режима рабочей смеси в течение длительного времени, поскольку от этого зависят скорость реакции и время протекания процесса. Управление технологическим процессом в настоящее время осуществляется в ручном режиме оператором, который ведет процесс, опираясь лишь на собственные знания и опыт работы на данном оборудовании. Ему необходимо точно знать, какое количество секций ТЭНов подогрева ВОТ необходимо для нагрева реактора с определенной скоростью или поддержания температуры в реакторе. Кроме этого, химический процесс не всегда протекает совершенно одинаково, поэтому оператор может ошибиться, что в данном случае может привести к большим материальным потерям.
Задачей предлагаемого изобретения является удержание температуры в заданных пределах путем автоматизации управления технологическим процессом.
В устройстве применена система с жидкостным обогревом высокотемпературным органическим теплоносителем (ВОТ), т.к. в такой системе достаточно просто осуществлять количественное регулирование процесса теплообмена, а также вести управление температурным режимом в технологическом процессе.
Теплоноситель ВОТ поступает на всас герметичного вертикального насоса, который подает его под напором 50 м ст. жидкости в электроподогреватель ВОТ, в котором теплоноситель нагревается до 280-290°С и поступает в раздаточный (нагнетательный) коллектор горячего ВОТ. Из раздаточного коллектора производится отбор горячего теплоносителя в рубашку реактора и в выносные теплообменники.
Обратно отработанный горячий теплоноситель с температурой 250-260°С из аппаратов подается во всасывающий коллектор горячего теплоносителя и далее на всас герметичного вертикального насоса. Таким образом, осуществляется цикл циркуляции горячего теплоносителя.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение производительности труда, получение продукции стабильно высокого качества, снижение удельного расхода энергии.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами: фиг. 1 - технологическая схема способа и устройства для реализации способа автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков; фиг. 2 - функциональная схема способа и устройства для реализации способа автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков.
Устройство для реализации способа в режиме нагрева работает следующим образом. На измерительный преобразователь блока управления БУ поступают сигналы от датчика температуры и задатчика температуры рабочей смеси, поскольку сигнал от датчика температуры ниже, чем в задатчике температуры, в преобразователе возникает сигнал рассогласования и передается в регулятор, откуда передается на переключатель. Под действием сигнала переключатель устанавливается в первое положение и с выхода 1 подается команда на вход пускателя, включающего насос Н3 циркуляции рабочей смеси, который обеспечивает прокачку рабочей смеси через теплообменники Т1 и Т2, подается команда на вход пускателя, отключающего воздушный калорифер ВК, на вход пускателя, отключающего насос Н2 циркуляции «холодного» теплоносителя ВОТ, на вход пускателей электрозадвижек В4, В5, В6, закрывающих циркуляцию «холодного» теплоносителя ВОТ, подается команда на вход пускателей, включающих электрозадвижки В1, В2, В3, открывающих циркуляцию «горячего» ВОТ, подается команда на вход пускателя, включающего электроподогреватель ЭП ВОТ, подается команда на вход пускателя, включающего насос H1 циркуляции теплоносителя ВОТ через электроподогреватель ЭП ВОТ, в котором он нагревается до температуры 280-290°С и поступает в распределительный коллектор горячего теплоносителя РКГ, откуда через электрозадвижку В2 поступает в нижнюю часть рубашки реактора Р, из верхней части которой теплоноситель через электрозадвижку В3 поступает во всасывающий коллектор горячего теплоносителя ВКГ и далее в насос H1. Другая часть горячего теплоносителя из распределительного коллектора горячего теплоносителя РКГ через электрозадвижку В1 прокачивается через рубашки теплообменников Т1 и Т2, откуда через электрозадвижку В3 поступает во всасывающий коллектор ВКГ и далее в насос H1. Циркуляция в режиме подогрева продолжается до тех пор, пока теплоноситель, нагретый до температуры 280-290°С, обеспечивает подогрев рабочей смеси до заданного технологического значения.
При превышении температуры рабочей смеси поступает сигнал от датчика температуры в измерительный преобразователь, сравнивается с сигналом задатчика температуры, выработанный сигнал рассогласования передается в регулятор и далее на переключатель. Под действием сигнала переключатель устанавливается во второе положение, и с выхода 2 поступает команда на вход пускателя насоса H1, выключающего насос циркуляции «горячего» ВОТ, на вход пускателей электрозадвижек B1, В2, В3, закрывающих циркуляцию «горячего» теплоносителя ВОТ, на вход пускателя, выключающего электроподогреватель ЭП ВОТ, с выхода 2 поступает команда также на вход пускателя включения насоса Н2 циркуляции «холодного» теплоносителя ВОТ, на вход пускателей электрозадвижек В4, В5, В6, открывающих циркуляцию «холодного» теплоносителя ВОТ, на вход пускателя включения воздушного калорифера ВК. При прокачке через воздушный калорифер ВК теплоносителя его температура снижается и соответственно он снижает температуру рабочей смеси в реакторе Р и теплообменниках Т1 и Т2.
После снижения температуры рабочей смеси до нижнего значения температуры, заданной технологическим процессом, в измерительный преобразователь поступают сигналы от датчика и задатчика температур, выработанный сигнал рассогласования преобразуется и выдается команда в регулятор и переключатель на переключение работы установки в режиме нагрева. Цикл повторяется, при этом среднее значение температуры рабочей массы удерживается в пределах, заданных технологическим режимом.
Применение способа и устройства для реализации способа автоматического регулирования температурного режима производства пентафталевых лаков позволяет повысить эффективность разогрева реакционной массы в реакторе, что способствует уменьшению времени протекания реакции, экономии энергоресурсов и снижению себестоимости продукции.
Таким образом, поставленная задача решена.
1. Способ для реализации способа автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков, заключающийся в поддержании температурного режима рабочей смеси в течение длительного времени, отличающийся тем, что удержание температуры в заданных пределах осуществляется путем автоматизации управления технологическим процессом последовательным функционированием устройства в двух режимах - режиме нагрева и режиме охлаждения, в режиме нагрева устройство работает следующим образом: в измерительный преобразователь поступают сигналы от датчика и задатчика температур, которые затем преобразуются и преобразованный сигнал поступает на вход регулятора, а от регулятора преобразованный сигнал поступает на переключатель, затем с первого выхода переключателя подается сигнал на вход пускателей, включающих насос циркуляции «горячего» высокотемпературного органического теплоносителя (ВОТ) и насос циркуляции рабочей массы, на вход пускателя, выключающего насос циркуляции «холодного» ВОТ, на вход пускателей трех электрозадвижек, открывающих циркуляцию «горячего» ВОТ, на вход пускателей трех электрозадвижек, закрывающих циркуляцию «холодного» ВОТ, на вход пускателя, включающего электроподогреватель ВОТ, на вход пускателя, выключающего воздушный калорифер ВК, нагрев рабочей массы в реакторе продолжается до тех пор, пока температура достигнет максимального заданного значения и сравняется с заданным значением, тогда в измерительном преобразователе поступающие сигналы от датчика и задатчика температуры будут преобразованы и выработанный новый сигнал поступит в регулятор, а оттуда в переключатель, для перевода работы устройства в режим охлаждения, в режиме охлаждения устройство работает следующим образом: со второго выхода переключателя сигнал подается на вход пускателя, выключающего насос циркуляции «горячего» ВОТ, на вход пускателя насоса, включающего циркуляцию «холодного» ВОТ, на вход пускателя, включающего воздушный калорифер ВК, на вход пускателей трех электрозадвижек, закрывающих циркуляцию «горячего» ВОТ, на вход пускателей трех электрозадвижек, открывающих циркуляцию «холодного» ВОТ, на вход пускателя, выключающего электроподогреватель ВОТ.
2. Устройство для осуществления способа автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков, содержащее реактор, теплообменники, насос циркуляции рабочей массы, электроподогреватель ВОТ, насос циркуляции «горячего» ВОТ, насос циркуляции «холодного» ВОТ, воздушный калорифер, электрозадвижки, датчик температуры, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок управления, содержащий измерительный преобразователь, с подключенными к нему датчиком температуры, задатчиком температуры и регулятором, к регулятору подключен переключатель.
