Способ управления химической реакцией

 

— 1 (11) 579304 =.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБЬЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рес)тублин (6l) Дополнительное к авт. саид-ву

2 (Sl) М. Кл.

С 11 С 1/00

6 05 D 27/00 (22) Заявлено 18.04.72 (21) 1774815/

/28-26 с присоединением заявки №Государстеенный номитет

Совета Миннстроа СССР по делам иэобретений и открытий (23) Приоритет(43) Опубликовано 05. 11.77. Бюллетень №4 (53) УДК66.012-52 (088,8) (45) Дата опубликования описания 23.11.77

Ф. El. Роганнн, Б. К. Плошенко, В, М. Миллер, А. М. Ракитин и Т. Г, Темнргалнев (72) Авторы изобретения

Волгоградский филиал Специального конргрукторского бюро по автоматике в нефтепереработке н нефтехимии (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ PEAKllHEA

Изобретение относится к области автоматизация производственных процессов н может быть использовано для управления химическими реакцнями, проходяшнми с нэбытком одного нэ реагентов при непрерывном ведении процесса.

Извес ген способ управления химической реакцией путем поддержания соотношения расходов реагентов с коррекцией по велнчнне избытка одного иэ реагентов(1).

l0

Известный способ не обеспечивает возможность поддержания оптимальной глубины реакции.

Под оптимальным в данном случае понимают такое значение глубины реакции, прн 15 котором дальнейшее увеличение избытка реагента приводит к снижечню технико-экономических показателей.

Значение избытка реагента, соответствук шее оптимальной глубине реакции, обычно выбирают на основании экспериментальных данных при стабильных значениях остальных параметров процесса.

Однако в производственных условиях довольно трудно стабилизировать все параметр ры, например качество нспользуемот о сырья.

Поэтому выбранное) однаждй значение избытка реагентов в пронзводственных условпях нэ- а изменении остальных параметров не будет оптнмальным, Бель предлагаемого нэобретення - оптнмальное ведение процесса.

С этой целью соотношения расходов реагентов поддерживают с учетом, глубнны реакция, определяемой по отношению числа молей сырья, вступившего в реакцию, к обшему числу молей сырья, находяшегося в зоне реакция.

На фнг. 1 показана схема предлагаемого устройства (однн из вариантов); на фнг, 2график зависимости избытка одного нэ реагентов в готовой смеси от соотношения расходов входных реагентов.

Устройство состоит иэ регулятора 1 соотношения расходов реагентов, генерагрра 2 низкочастотных колебаний, блока 3 суммирования, исполнительного механнэма

4, реактора 5, анализатора 6 избытка одного нэ реагентов, блока 7 сравнения амплнту дьь

Поскольку при синусоидальном изменении соотношения расходов входных реагентов можно предсказать амплитуду переменной составляющей избытка одного из реагентов в готовом продукте при условии, что реагенты не вступают в реакцию, что соответствует точке В, то измеряя действительную амплитуду переменной составляющей избытка, соответствующую соотношению расходов исходных реагентов и точке Б, и вычитая ее из предсказанной в точке В, получим сит нал, пропорциональный доле дополнительного реагента, не вступившего в реакцию, Примером осуществления предлагаемого способа может служить способ управления реакцией окисления парафина до жирных кислот в процессе производства синтетических жирозаменителей. На регулятор 1 соотношения расходов "воздух- яакционная смесь" воздействует синусоидальный пневматический постоянный но амплитуде сигнал, вырабатываемый генератором низкочастотных колебаний 2, который вызывает изменения расхода воздуха.

Выходной сигнал с регулятора 1 соотношения через блок суммирования 3 при помощи исполнительного меха; изма 4 управляет расходом воздуха, пос-:.упающего в реактор 5, Сигнал от анализатора 6 избытка кислорода в отработанных газах поступает в блок

7сравнения амплитуды, где сравнивают переменные составляющие сигналов колебания расхода воздуха и избытка кислорода в отработанном газе.

Сигнал разности амплитуд переменных < ЗО составляющих соотношения расходов входных реагентов и избытка. одного из реагентов в готовом продукте, пропорциональный доле непрореагировавшего реагента, из блока 7 поступает в блок 3 суммирования, изменяя % соотношение расходов входных реагентов и поддерживая заданное значение доли непрореагировавшего реагента.

На оси абсцисс показаны три точки А, Б и B. Если соотношение расходов для нормаль40 ного протекания реакции лежит в точке А, то реакция идет полностью беэ избытка реагентов в готовой массе. В точке В соот-. ношение расходов таково, что дополнительный расход одного иэ реагентов не при- 45 водит к увеличению глубины реакции и весь дополнительный реагент идет в избыток..

В этом случае синусоидальные возмущения на соотношение расходов входных реагентов вызовут эначитепьные изменения избытка одного из реагентов в готовом продукте.

В точке Б такие же синусоидальные возмущения соотношения расходов входных

1 реагентов вызовут меньшие изменения избытка одного из реагентов в готовом продукте.

Это объясняется тем, что при соотношенпи входных реагентов, соответствующем точ: .

Б, дополнительный расход реагента частью вступает в реакцию и лишь частично идет в избыток. 60 о793

Устройство управления химической реакцией работает следующим образом.

На регулятор 1 соотношения расходов реагентов, воздействует синусоидальный пневматический сигнал, вырабатываемый генератором 2, Выходной сигнал регулятора 1, состоящий из постоянной и переменной составляющих, через блок 3 суммирования ц поМощью иаполнительного, механизма 4 управляет рас-;О ходом одного из реагентов, поступающих в реактор 5.

Анализатор 6 избытка одного из реагентов в готовом продукте вырабатывает сигнал, состоящий из постоянной и переменной д составляющих, Это обусловлено тем, что на соотношение расходов входных реагентов наносятся синусоидальные возмущения с помощью генератора 2 низкочастотных колебаний, вызы- О ваюшие изменение избытка реагента в готовом продукте.

Сигнал, вырабатываемый анализатором 6 избытка одного из реагентов, поступает в

Р блок 7 сравнения амплитуды переменных со-g ставляюших колебаний соотношения расходов входных реагентов и избытка реагентов

Ф ° и готовом яродукте.

Сигнал разности амплитуд переменных составляющих соотношения расходов: "реакционная смесь-воздух и избытка кислорода в отработанных газах, пропорциональный доле непрореагировавшет о кислорода, из блока

7 поступает в блок суммирования 3, изменяя соотношение расходов "реакционная смесь-воздух", поддерживая "àäàííîå значение непрореагировавшего кислорода, по величине которого судят о глубине реакции, Если доля непрореагировавшего кислорода соответствует заданной, глубина реакции соотвед:твует оптимальной.

Формула из обретения

Способ управления химической реакцией, например реакцией окисления парафина до жирных кислот, путем поддержания соотношения расходов реагентов с коррекцией по величине избытка одного из реагентов, о тл и ч а ю ш и и "ятем,,".òo, с целью оптимального ведения пооцесса, поддержание

579301

Составитель Л. Александров

Редактор Л. Курасова Техред Н- Бабурка Корректор С. Шекмар

Заказ 4336/28 Тираж 540 Подписное

БНИИПИ Государственного кс октета Совета Министров СССР но делам из Ар"тений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4 соотношения расходов реагентов осушесчвляют с учетом глубины реакции, Опрея . ляемой по отношению числа молей сыре:, вступившего в реакцию, к обшему числу молей сырья, находяшегося и зоне реакции, Источники информации, принятые во Bkll . мание при экспертизе;

1. Червинский К. А, Управление реакциями нефтехимического синтеза, М., "Химия, 5 1968, с. 56.