Устройство для автоматического регулирования концентрации мономера в шихте

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Союз Советских

Социалистических

Республик

<, 889666 (61) Дополнительное к ввт. саид-ву— (22) Заявлено 27.1178 (2f) 2689239/23-05 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано 15.1281,.Бюллетень N9 46 (5!)М. Кл.

С 08 F 2/00

G 05 D 27/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 66.012-52 (088.8) Дата опубликования описания 151231 (72) Авторы изобретения

В.Ф. Лебедев, М.Н. Яковлев, А.В. Поляков, A.П. Болдырев, M. П. Светличный, A.В. Гагин и Ю.М. Филипченков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ МОНОМЕРА В ШИХТЕ

Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в производстве синтетического каучука.

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 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 изопрена в возвратной фракции., датчик концентрации иэопрена в шихте(1).

Однако это устройство характеризуется специфическими особенностями процесса приготовления и подачи ших- 30 ты — частные изменения расхода нагрузок) по батареям, значительным транспортным запаздыванием из-эа большой удаленности от процесса по лимеризации и инерционностью процесса полимериэации, что в целом влияет на точность работы устройства, снижая ее.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования концентрации мономера в шихте, содержащее датчик концентрации мономера в шихте, выход которого соединен со входом блока определения заданий, регулятора расхода мономеров, и датчики расхода шихты по батареям, выходы которых соединены со входами блока определения суммарной нагрузки, датчик уровня куба колонны, выход которого соединен со входом регулятора уровня (2).

В известном устройстве применяются датчики непрерывного анализа состава продуктов, однако часто химический состав в смеси может быть измерен только дискретными анализаторами. В этих случаях работа устройства характеризуется невысокой точностью, причем увеличение дискрет889666 ности анализа увеличивает динамические отклонения.

Целью изобретения является ловыние точности регулирования концентрации мономера в шихте.

Укаэанная цель достигается тем, 5 что устройство., содержащее датчик концентрации мономера в шихте, выход которого соединен со входами блока определения заданий, регулятора расхода мономеров и регулятора расхода возвратной фракции, датчики расхода шихты по батареям, выходы которых соединены со входами блока определения суммарной нагрузки, датчик уровня куба колонны, выход которого соединен со входом регулятора уровня, дополнительно снабжено блоком вычитания и блоком умножения, причем вход блока вычитания соединен с выходом датчика концентрации мономера в шихте, выход блока вычитания сое- Щ динен с первым входом блока умножения, второй вход блока умножения соединен с выходом блока определения суммарной нагрузки, а выход блока умножения соединен со входом регулятора уровня.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит колонну 1 аэеотропной осушки шихты, регулятор

2 уровня куба колонны, насос 3 подачи шихты на полимериэационные батареи, датчики 4 расхода шихты по батареям, регуляторы 5 расхода шихты по батареям, датчик 6 концентрации мономера в шихте, датчик 7 концентрации мономера в потоке мономера, датчик 8 концентрации мономера в возвратной фракции, датчики 9 расхода мономера, датчики 10 возвратной фракции, регуляторы 11 и 12 расходов, исполни- 40 тельные механизмы 13 и 14 на соответств.,ющих потоках, блок 15 определения суммарной нагрузки, блок 16 определейия разности концентраций мономера в потоке мономера и возвратной фракции, блок 17 определения разности концентраций мономера в шихте в возвратной фракции, блок 18 определения задания регулятору расхода мономера, блок 19 определения задания о регулятору расхода возвратной фракции, блок 20 вычитания, блок 21 умножения, датчик 22 уровня куба колонны и исполнительные механизмы 23 и 24 на трубопроводах расхода шихты на батареи и из куба колонны соответственно.

Мономер и возвратная фракцив поступают на колонну 1 азеотропной осушки, откуда насосом 3 осушенная шихта подается на полимериэацию.

Реакция полимеризации изопрена в батарее реакторов под действием катализатора и температуры, после чего раствор полимера деэактивируется, заправляется антиоксидантами и посту- 65 пает на отгонку неэаполимеризовавшегося мономера и растворителя. Отогнанный мономер и растворитель (возвратная фракция) возвращаются на приготовление шихты, а полимер — на сушку, брикетирование и упаковку.

Устройство для автоматического регулирования концентрации мономера в шихте работает следующим образом.

Блок 15 определения суммарной нагрузки по сигналам с датчика 4 расхода шйхты по батареям формирует сигнал, пропорциональный суммарному расходу шихты по выражению

1=4 Р1.1 15 где Р1 — выходной сигнал с блока 15;

Р— выходной сигнал датчика 4 расхода шихты i батареи; п — число батарей (п = 2-4) .

Блок 16 вычитания, определяющий разность концентраций, например изопрена в потоке мономера и возвратной фракции, формирует выходной сигнал, пропорциональный разности концентраций, Р16 Р1 Pg где Р> и Pg — выходные сигналы датчиков 7 и 8 соответственно. Блок 17, определяющий разность концентраций изопрена в шихте и возвратной фрак-. ции, формирует выходной. сигнал, пропорциональный разности концентраций

17 6 8 где Р и P g — выходные сигналы датчиков 6 и 8 соответственно.

Блок 18, определяющий задания регулятору 11 расхода мономера, формирует выходной сигнал путем деления выходных сигналов блоков 16 и 17 и умножения полученной величины на выходной сигнал блока 15

Блок 19, определяющий задания регулятору 12 расхода возвратной фракции, формирует выходной сигнал в соответствии с выражением

-/9 16 В где Р1 и P g — выходные сигналы блоков 15 и 18 °

Блок 20 вычитания, определяющий длительность анализа датчика концентрации, формирует следующий выходной сигнал:

РЯС = Р6,2 Р6,4 к где Р g u P g,y — cH гналы з адатчиков концентрации мономера в шихте конца и начала анализа соответственно.

Блок 21 умножения, определяющий задание регулятору уровня куба ко889666

При изменении времени дискретности анализа состава мономера в шихте изменяется постоянная емкости смешения и уровень куба колонны 1, причем с увеличением времени дискретности постоянная емкости и уровень увеличиваются и наоборот.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность регулирования концентрации мономера

О в шихте эа счет меньшего времени переходного процесса.

2о 45

Расход шихты на каждую батарею реакторов стабилизируется регулятором 5, соединенным с датчиком 4 расхода шихты на батарею и воздействующим на исполнительйый механизм 23, установленный на линии подачи шихты на соответствующую батарею реакто,ров.

Расход мономера в возвратной фракции на колонну 1 стабилизируется соответственно регуляторами 11 и 12, соединенными с датчиками расходов

9 и 10 и исполнительными механизмами 13 и 14 на соответствующих линиях.

Уровень куба колонны 1 стабилизируется регулятором 2, соединенным с датчиком уровня 22 и исполнитель- 20 ным механизмом 24 на трубопроводе подачи шихты насосом 3 из куба колонны 1.

Регуляторы 2,5 11 и 12 являются типовыми ПИ-регуляторами с настройками, обеспечивающими устойчивую работу. Регулирование концентрации мономера в шихте осуществляется одновременным изменением расхода мономера и возвратной фракции, причем при изменении концентрации мономера в шихте в сторону увеличения устро."::.":. o уменьшает расход мономера и увеличивает расход возвратной фракции таким образом,чтобы суммарный расход.мономера и возвратной фракции равнялся общему расходу шихты.

При уменьшении концентрации мономера в потоке возвратной фракции устройство одновременно увеличивает расход мономера и уменьшает рас- 40 ход возвратной фракции и наоборот.

При увеличении расходов шихты по батареям одновременно увеличиваются расходы мономера, возвратной Фракции и уровень куба колонны 1 азеот- 4 ропной осушки и наоборот. Изменение уровня куба при изменении расхода шихты приводит к стабилизации постоянной емкости смешения и улучшению динамических свойств системы управления в целом.

Формула изобретения лонны азеотропной осушки, формирует выходной сигнал путем умножения выходных сигналов блоков 20 и 15.

Устройство для автоматического регулирования концентрации мономера в шихте, содержащее датчик концентрации мономера в шихте, выход которого соединен со входами блока определения заданий, регулятора расхода мономеров и регулятора расхода возвратной фракции, датчики расхода шихты по батареям выходы которых соединены со входами блока определения суммарной нагрузки, датчик уровня куба колонны, выход которого соединен со входом регулятора уровня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, . что, с целью повышения точности регулирования концентрации мономера в шихте, оно снабжено блоком вычитания и блоком умножения, причем вход блока вычитания соединен с выходом датчика концентрации мономера в шихте, выход блока вычитания соединен с первым входом блока умножения, второй вход блока умножения сое" динен с выходом блока определения суммарной нагрузки, а выход блока умножения соединен со входом регулятора уровня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Испирьян Э.М. Автоматическое регулирование некоторых основных режимных параметров процесса полимеризации изопрена. Автоматизация и контрольно-измерительные приборы.

Вып. 11-12. М., ЦНИИТЭНнефтехим, 1970. с. 1-4.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 658136„ кл. С 08 F 2/00, 1977 (прототип).

889666

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10892/42 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Александров

Редактор М. Петрова Техред М. Pe âåñ Корректор Г. Решетник