Устройство для автоматического регулирования концентрации мономера в шихте

 

Г <:- ".ки

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

ace t:oleic

Социалмстмиескнх

Распубпмн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено 05.07.76 (21) 2381612/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 08 F 2/00

G 05 О 27/00

Гвщдэргтюанньй хОмхтвт

СССР м делам хзебретеихй н втхрмтмй

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 25.04.79 (53) УДК

66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Н. Яковлев, А. В. Поляков, Ю, А. Лемешкин, А, Н. Тихомиров, В. С. Плутес, А. П. Болдырев, С. Л. Подвальный, M. П. Светличный и Е. Л. Осовский (71) Заявитель (54) УСТРОЙС::ВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ МОНОМЕРА В ШИХТЕ

Изобретение относится к области автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для автоматического регулирования концентрации мономера в шихте, содержащее датчик расхода мономера, соединенный через регулятор расхода мономера с исполнительным механизмом на линии мономера в колонну азеотропной.осушки, датчик расхода воз- 10 вратной фракции, соединенный через регулятор расхода возвратной фракции с исполнительным механизмом на линии возвратной фракции в колонну азеотропной осушки, датчики расхода ших- . ты по батареям, соединенные с входами блока 15 определения суммарной нагрузки и через соответствующие регуляторы расхода шихты по батареям с исполнительными механизмами на линиях к соответствуннцим батареям реакторов, датчик концентрации изопрена в потоке мономе- 20 ра, датчик концентрации изопрена в возвратной фракции и датчик концентрации изопрена в шихте (1).

Однако известное устройство работает с недостаточно высокой точностью, обусловленной спецнфическйми особенностями процесса приготовления; и подготовки шихты.

Процесс характеризуется частыми изменениями расходов шихты (нагрузок) по батареям, значительным транспортным запаздыванием из-за большой удаленности от процесса полимериэации и инерционностью {наличие колонн аэеотропной осушки, холодильников, осушителей, промежуточных емкостей большого объема и т.п.).

Цель предлагаемого изобретении — повышение точности регулирования концентрации иэопрена в шихте.

Это достигается тем, что иэвестное устройство для автоматического регулирования концентрации мономера в шихте, содержащее датчик расхода мономера, соединенный через регулятор расхода мономера с исполнительным механизмом на линии мономера в колонну азеотропной осушки, датчик расхода возвратной фракции, соединенный через регулятор расхода возвратной фракции с исполнительным механизмом на линии возвратной фракции в колонну аэеотролной осуШки, 658136 датчики расхода шихты по батареям, соединенные с входами блока определения суммарной нагрузки и через соответствующие регуляторы расхода шихты по батареям с исполнительными механизмами на пиниях к соответствующим ба- 3 тареям реакторов, датчик концентрации изопрена в потоке мономера, датчик концентрации изопрена в возвратной фракции, датчик концентрации изопрена в шихте, дополнительно снабжено блоком определения разности концентраций изо- to прена в шихте и возвратной фракции, блоком o!! ° ределения разности концентраций изопрена в потоке мономера и возвратной фракции, блоком определения задания регулятору расхода иономера, блоком определения задания регулято- Ig ру расхода возвратной фракции, причем входы блока определения разности концентраций иэопрена в,шихте и возвратной фракции соединены с выходами датчика концентрации изопрена в возвратной фракции и датчика концентрации иэопрена в шихте, а выход — с первым входом блока определения задания регулятору расхода мономера. Входы блока определения разности ко!щентраций изопрена в потоке мономера и возвратной фракции соединены с выходами дат. чика концентрации изопрена в потоке мономера и датчика концентрации иэопрена в возвратной фракции, а выход — с вторым входом блока определения задания регулятору расхода мономера, третий вход упомянутого блока и первый вход блока определения задания регулятору расхода возвратной фракции соединены с выходом блока определения суммарной нагрузки. Выход блока определения задания регулятору расхода мономера соединен с входом регулятора расхода мономера и вторым входом блока определения задания регулятору расхода возвратной фракции, а выход блока определения задания регулятору расхода возвратной фракции соединен с входом регулятора расхода возвратной фракции, f

На чертеже представлена схема предложенного устройства, где изображены колонна 1 азеотропной осушки, насос 2 подачи шихты, датчик 3 расхода мономера, датчик 4 расхода возвратной фракции> датчики 5 расходов шихты по батареям, регулятор 6 расхода мономера, регулятор 7 расхода возвратной фракции, регулятор 8 расхода шихты по батареям датчик 9 концентрации изопреl

50 на в потоке мономера, датчик 10 концентрации иза. прена в возвратной фракции, датчик 11 концентрации изопрена в шихте, блок 12 определения суммарной нагрузки, блок 13 определения разности концентраций изопрана в шихте и возвратной фракции, блок 14 определения разности концентЯ раций изопрена в потоке мономера и возвратной фракции, блок 15 определения задания регулятору 6 расхода мономера, блок 16 определения эадания регулятору 7 расхода возвратной фракции и исполнительные механизмы 17.

Мономер и возвратная фракция поступают на колонну 1 азеотропной осушки, откуда насосом

2 осушенная шихта подается на полимеризацию.

Реакция полимеризации изопрена проводится в батарее из 4 — 6 реакторов под действием катализатора и определенной температуры, после чего раствор полимера дезактивируется, заправляется антиоксидантами и поступает. на дегаэацию незаполимеризованного мономера и растворителя. Дегазированный мономер и растворитель (возвратная фракция) возвращаются на приготовление шихты, а полимер — на сушку, брикетирование и упаковку.

Устройство для автоматического регулирова1!ия концентрации изопрена в шихте работает следующим образом.

Блок 12 определения суммарной нагрузки по сигналам с датчиков 5 расхода шихты по батареям формирует сигнал, пропорциональный суммарному расходу шихты, по выражению:

6)

12 ) ! "-1 где P» — выходной сигнал с блока 12;

P, — выходной сигнал датчика 5 расхода шихты i-той батареи;

n — число батарей.

Блок 13 определения разности концентраций изопрена в шихте и возвратной. фракции формирует сигнал, пропорциональный разности концентраций:

Р1з = P» Р!о> где Р,з — выходной сигнал блока 13;

Р! 1 > 1 О выходные сигналы датчиков 1 1, 10 соответственно.

Блок 14 определения разности концентраций изопрена в потоке мономера и возвратной фракции формирует сигнал, пропорциональный разности концентраций:

Р14 Р9 P10> где Р1,! — выход блока 14;

Pg, Р,о — выходные сигналы датчиков 9, 10 соответственно.

Блок 15 определения задания регулятору б расхода мономера формирует сигнал путем деления выходных сигналов блоков 13 и 14 и умножения полученной величины на выходной сигнал от блока 12: 1з<

p ->р

1:>

14 где P1 — выходной сигнал блока 15.

Блок 16 определения задания регулятору 7 расхода воэврап1ой фракции формирует сигнал, задания регулятору 7 расхода возвратной фракции в соответствии с выражением:

Р16 Р13 Р15 g где Р1 — выходной сигнал блока 16, 658!36

Расход шихты на каждую батарею реакторов стабилизируется контуром, состоящим из датчика 5 расхода шихты по батареям, регулятора

8 расхода шихты по батареям и исполнительного механизма 17, установленного на линии пода- S чи шихты на соответствующую батарею реакторов, Расход мономера на колонну 1 стабилизируется контуром, состоящим из датчика 3 расхода мономера, регулятора 6 расхода мономера и 10 исполнительного механизма 17, установленного на линии мономера в колонну 1. Задание на регулятор 6 поступает с выхода блока 15.

Расход возвратной фракции на колонну 1 стабилизируется контуром, состоящим из датчика

4 расхода возвратной фракции, регулятора 7 расхода возвратной фракции и исполнительного механизма 17, установленного на линии возвратной фракции в колонну 1. Задание на регулятор 7 поступает с выхода блока 16.

Регуляторы 6, 7, 8 являются типовыми ПИ-регуляторами с настройками, обеспечивающими устойчивую работу.

Отклонения концентрации изопрена в шихте в сторону увеличения или уменьшения от заданного значения устраняются одновременно изменением расходов мономера и возвратной фракции, причем нри значении концентрации изопрена в шихте больше заданного устройство уменьшает расход мономера и увеличивает расход возвратной фракции и наоборот.

При уменьшении концентрации изопрена в потоке мономера устройство одновременно увеличивает расход мономера и уменьшает расход возвратной фраКции и наоборот.

При уменьшении ко щентрации изопрена в возвратной фракции устройство одновременно увеличивает расход мономера и уменьшает расход возвратной фракции и наоборот.

При увеличении расходов шихты (нагрузок) 4О по батареям одновременно увеличиваются расходы мономера и возвратной фракции и наоборот.

Проверка работы устройства показала, что использование предлагаемого устройства позволит повысить точность регулирования концентрации изоцрена в шихте и соответственно улучшить технико-экономические показатели процесса полимеризации. За период промышпенных испытаний устройства отклонения концентрации изопрена в шихте составили +0,15 ед. против +0,5 ед. с использованием известного устройства. При этом в результате уменьшения отклонений концентрации изопрена в шихте среднее значение ее увеличивается на 0,2 ед.

Формула изобретения 55

Устройство для автоматического регулирования концентрации мономера в шихте, содержащее датяк расхода мономера, соединенный череэ регулятор расхода мономера с исполнительным механизмом на линии мономера в колонну аэеотропной осушки, датчик расхода возвратной фракции, соединенный через регулятор расхода возвратной фракции с исполнительным механизмом на линии возвратной фракции в колонну азеотропной осушки, датчики расхода шихты по батареям, соединенные с входами блока определения суммарной нагрузки и через сооТветствующие регуляторы расхода шихты по батареям с исполнительными механизмами на линиях к соответствующим батареям реакторов, датчик концентрации изопрена в потоке мономера, датчик концентрации иэопрена в возвратной фракции, датчик концентрации иэопрена в шихте, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации изопрена в шихте, оно снабжено блоком определения разности концентраций изопрена в шихте и возвратной фракции, блоком определения разности концентраций изопрена в потоке мономера и возвратной фракшш, блоком определения задания регулятору расхода мономера, блоком определения задания регулятору расхода возвратной фракции, причем входы блока определения разности концентраш1й изопрена в шихте и возвратной фракции соединены с выходами датчика концентрации нзопрена в возвратной фракции и датчика концентра-. ции изопрена в шихте, а выход — с первым входом блока определения задания регулятору расхода мономера, входы блока определения разности концентраций иэопрена в потоке мономера и возвратной фракции соединены с выходами датчика концентрации иэопрена в потоке мономера и датчика концентрации изопрена в возвратной фракции, а, выход -- с вторым входом блока определения задания регулятору расхода мономера, третий вход упомянутого блока и первый вход блока определения зада шя регулятору расхода возвратной фракции соединены с выходом блока определения суммарной нагрузки, выход блока определения эадмшя регулятору расхода мономера соединен с входом регулятора расхода мономера и вторым входом блока определения задания регулятору расхода возвратной фракции, а выход блока определения задания регулятору расхода возвратной фракции соединен с входом регулятора расхода возвратной фракции.

Источники информации, принятые во внимание гри экспертизе

1. Испирьян Э. M. и др. Автоматическое регулирование некоторых основных режимных параметров процесса полимериэации иэопрена.

"Автоматизация и контрольно-измерительные приборы", M., ЦНИИТЭИнефтехим, вьш. 11 — 12, 1970, с.1 — 4.

658136

Редактор T. Загребельная

Тираж 5В4 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам и эобретений и открытий

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

Закаэ 1983 ZI

Cavan ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Александров

Техред 3 Фанта Корректор Н. Ствн