Устройство для автоматического управления периодическим процессом суспензионной полимеризации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р1 988825

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 14Л731 {21} 3321195/23-05 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 150183. Бюллетень М 2

Р М Кд э

С 08 F 2/18

G 05 О 27/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений . и открытий

153) УДК б6. 012-.

-52(088.8) Дата опубликования описания 150133

В.A. Яшин и Э.И. Гомулин;".„: (72) Авторы изобретения

Ф

2 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЗЙ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ СУСПЕНЗИОННОИ

ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

Изобретение относится к автоматизации .производственных процессов полимеризации и может быть применено для автоматизации периодических процессов суспенэионной полимеризации винилхлорида, а также процессов суспенэионной сополимериэации винилхлорида с другими мономерами, например с винилацетатом, в производстве полиолефинов.

Известно устройство для автоматического управления процессом полимеризации, содержащее датчик давления в реакторе, датчики температуры .в реакторе, регуляторы давления и температуры, датчики, и регуляторы расходов мономеров и катализаторов (1 1, Недостатком данного устройства является то, что оно не может осуществлять управление периодическим процессом полимериэации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического управления периодическим процессом суспензионной полимериэации, содержащее датчик давления в реакторе, датчики температуры в реакторе и в линии охлаждающей воды, реле переключения, основной пропорциональный регулятор давления — температуры и дополнительный регулятор, три панели дистанционного управления, блок предварения, три реле сигнализации, два регулирующих и три отсечных клапана. При этом выход датчика давления в реакторе подключен к первому входу реле переключения, выход датчика температуры в реакторе подключен ко второму входу . реле переключения и ко входам первого и третьего реле сигнализации, выход датчика температуры в линии охлаждающей воды подключен ко входу второго реле сигнализации и к камере задания второго регулятора, выход третьего реле сигнализации подключен ко входу питания второго реле сигнализации, выход которого подключен к управляющему входу реле переключения, выход реле переключения соединен со входом блока предварения, выход кото- рого подключен ко входу основного регулятора, выход основного регулятора подключен ко входу дополнительного регулятора, а через первую панель дистанционного управления — к первому регулирующему клапану, выход дополнительного регулятора через вторую панель дистанционного управления подключен ко второму регулирующем

988825 клапану, выход первого реле сигнализации через третью панель дистанционного управления подключен к первому, второму и третьему отсечным клапанам (2 ).

Недостатками данного устройства 5 являются невысокие динамические ха1рактеристики в момент вывода реактора полимеризации на режим при колебании активности инициатора. Это объясняется тем, что вывод реактора на режим осуществляется при постоянной величине задания основному регулятору (подается с первой панели дистанционного управления), При этом основной регулятор реализует П-закон 15 регулирования и настраивается таким образом, чтобы обеспечить подачу достаточного количества охлаждающей воды в линию циркуляции при наиболее интенсивном росте давления в реакторе (наибольшей активности инициатора). Этим обеспечивается безаварийный вывод реактора на режим.

Однако при меньшей активности инициатора возможно замедление вывода реактора на режим эа счет подачи черезмерного количества охлаждающей воды (возможно даже гашение реакции, что вызывает необходимость повторного разогрева реакционной массы).

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик устройства в момент вывода реактора на режим.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для автоматического З5 управления периодическим процессом суспензионной полимеризации, содержащее датчик давления в реакторе, датчики температуры в реакторе и в линии охлаждающей воды, реле пере- 40 ключения, основной регулятор давления — температуры и дополнительный пропорциональный регулятор, три панели дистанционного управления, блок предварения, три реле сигнализа-45 ции, два регулирующих и три отсечных клапана, а также регулирующий манометр, дополнительно снабжено программным задатчиком, блоком включения и дополнительным реле сигнализации, вход которого подключен к выходу реле переключения, а выход через блок включения и программный задатчик соединен с камерой задания основного регулятора давления — температуры. 55

В качестве первого регулятора используется регулятор, реализующий ПИзакон регулирования.

Устройство может быть реализовано на базе блоков системы "Старт" и в 60 виде автооператора, построенного на пневматических элементах системы

"УСЭППЛ".

На чертеже представлена принципиальная схема устройства. 65

Устройство содержит датчик давления в реакторе 1, регистрирующий манометр 2, датчики температуры в реакторе и охлаждающей воды 3 и 4, реле переключения 5, регуляторы 6 и 7, панели дистанционного управления 8-10, блок предварения 11, реле сигнализации 12-14, регулирующие клапаны 15 и

16, отсечные клапаны 17-19, реактор полимеризации 20, циркуляционный насос 21, реле сигнализации 22, блок включения 23 и программный задатчик

24.

Выход датчика давления в реакторе

1 соединен с первым входом реле пере ключения 5-, выход датчика температуры в реакторе 3 подключен ко второму входу реле переключения 5 и ко входам реле сигнализации 12 и 14. Выход датчика температуры в линии охлаждающей воды 4 подключен ко входу реле сигнализации 13 и к камере задания дополнительного регулятора 7. Выход реле сигнализации 14 соединен со входом питания реле сигнализации 13, выход которого подключен к управляющему входу реле переключения 5. Выход реле переключения 5 соединен со входом блока предварения 11, выход которого подключен ко входу основного регулятора 6 и входу дополнительного реле сигнализации 22, выход которого соединен со входом блока включения

23. Выход блока включения 23 подключен к управляющему входу программного задатчика 24, выход которого соединен с камерой задания основного регулятора 6. Выход последнего подключен ко входу дополнительного регулятора 7, а через панель дистанционного управления 8 — к регулирующему клапану 15. Выход дополнительного регулятора 7 через панель дистанционного управления 9 подключен к регулирующему клапану 16. Выход реле сигнализации 12 через панель дистанционного управления 10 подключен отсечным клапанам 17-19.

Устройство работает следующим образом.

После проведения подготовительных операций: загрузки реакционной массы в реактор 20, включения мешалки реактора, заполнения циркуляционной системы водой и включения циркуляционного насоса 21 переключатель на панели 10 ставится.в положение "Автомат", открывая выход с реле сигнализации 12. При этом система начинает работать автоматически.

В исходном состоянии выходной сигнал с реле сигнализации 12 Р ь,„

1,0 кгс/см . При этом нормально закрытые клапаны 17 и 18 открыты, а нормально открытый клапан 19 закрыт.

Разогрев реактора 20 осуществляется посредством циркуляции в его py988825 башке горячей воды. Горячая вода непрерывно поступает из линии через клапан 18 к насосу 21, а излишки также непрерывно сливаются из системы . через клапан 17.

Температура в реакторе непрерывно замеряется датчиком температуры 3, выходной сигнал которого поступает на вход реле сигнализации 12. При достижении заданной величины температуры в реакторе реле 12 срабатывает и на его выходе появляется нулевой сигнал. При этом закрываются клапаны

17 и 18 и открывается клапан 19.

Дальнейший разогрев реактора до выхода на режим осуществляется за 15 счет накопленного в системе тепла и тепла начинающейся реакции полимеризации.

Выход на режим и регулирование процесса по давлению производится сле-20 дующим образом

Сигнал с датчика давления в реакторе 1 свободно проходит через реле .! переключения 5, блок предварения

11 и поступает на регулятор б. При достижении заданной величины давления в реакторе срабатывает реле сигнализации 22, переключается блок включения 23, включая в работу программный задатчик 24. Выходной сигнал с задатчика 24, изменяющийся по времени в соответствии с заданной программой, начинает поступать в камеру задания регулятора 6, который отрабатывает соответствующий выходной сигнал, поступающий на регулирующий клапан 15 на линии подпитки хо- лодной воды в систему циркуляции.

Программный диск задатчика 24 профилируется в соответствии с характером изменения давления в реакторе при плавном выходе на режим при средней активности загруженного инициатора.

При применении инициатора меньшей активности выходной сигнал регулятора 6 корректируется за счет И -сос- 45 тавляющей, а.при применении инициа- тора большей активности — эа счет

И-составляющей регулятора и А-составляющей от блока предварения 11.

Таким образом обеспечивается плавный выход реактора на режим при различной активности инициатора. Исключается при этом также возможность гашения реакции полимеризации.

Выходной сигнал регулятора 6 поступает также на вход регулятора 7, .в камеру задания которого поступает выходной сигнал с датчика температуры охлаждающей воды. В начале операции при температуре циркуляционной воды выше определенного значения с датчика 4 не поступает сигнал и .регулятор 7 в работе не участвует.

Регулирование давления при этом в начальной и средней стадии операции ) 6$ осуществляется регулятором Ь с помощью клапана 15 на подпитке холодной воды на всасывающей линии насоса.

Излишки воды из системы сливаются через клапан 19.

В процессе реакции полимериэацим температура циркуляционной воды непрерывно снимается за счет ухудшения условий теплосъема через стенки реактора, на регулятор 7 начинают поступать возрастающий сигнал с датчика температуры 4 и регулятор 7 вступает в работу, управляя клапаном 1б,имеющим значительно большее проходное отверстие, чем клапан 15.

При дальнейшем снижении температуры циркуляционной воды ниже заданного значения срабатывает реле сигнализации 13, настроенное на "максимум", на его выходе происходит изменение сигнала с 1 кгс/см> на "0", что, приводит к переключению реле 5.

Реле сигнализации 13 получает питание от реле 14, настроенного на

"максимум" и-срабатывающего от датчика температуры в реакторе 3.

Таким образом, переключение. реле

5 возможно только при-определенной температуре в реакторе.

При этом отсекается "выход" с датчика давления 1 и на вход регулятора 6 поступает сигнал с датчика температуры в реакторе 3 ° Дальнейшее регулирование процесса полимеризации продолжается по температуре в реакторе (конечная стадия).

По окончании процесса полимериэации происходит снижение температуры и давления в реакторе. При этом происходит обратное переключение реле

5 и закрываются клапаны 15 и 1б, Пе- реключатель панели дистанционного управления 10 ставится в положение

"ручное управление" и закрывается клапан 18. Задатчик 24 ставится в исходное состояние. Реактор готов х выгрузке продукта.

Таким образом, предлагаемое устройство автоматического управления позволяет исключить воэможность перегрева реактора и выброса рЕакциОнной массы и, тем самым, обеспечить вывод реактора на режим за минимально возможное, с точки зрения безопасности процесса, время это.обЕспечивает экономическую эффективность устройства.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления периодическим процессом суспенэионной полимеризации, содержащее датчик давления в реакторе, датчики температуры в реакторе и в линии охлаждающей воды, реле переключения, 988825

ВНИИПИ Заказ 10986/32 Тираж 492 Подписное .

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

I основной регулятор давления - температуры и дополнительный пропорциональный регулятор, три панели дистанционного управления, блок предварения, три реле сигнализации, два регулирующих и три отсечных клапана, а также регистрирующий манометр, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик в момент вывода реактора на режим, оно снабжено программным эадат- 10 чиком, блоком включения и дополнитель ным реле сигнализации, вход которого подключен к выходу реле переключения, а выход через блок включения и программный эадатчик соединен с камерой задания основного регулятора давления-температуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Голубятников В.A. и Жувалов В.В.

Автоматизация производственных про-. цессов и АСУП в химической проьаяшленности М., "Химия", 1979, с. 220-222, рис. 114.

2. Авторское свидетельство СССР

9 284297, кл. С 08 F 2/18, 1965 (прототип).