Способ автоматического управления периодическим процессом получения ацетатов целлюлозы

Способ автоматического управления периодическим процессом получения ацетатов целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОдаЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОг ЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем об- . работки целлюлозы активирующим агентом , порциального дозирования компонентов ацетилирукщей смеси и последующего двухстада1Йного гидролиза) последовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемешивании , включающий регулнронание температуры реакционной в реакторе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поддер.жания заданного значения фильтруемости целе;вого продукта, определяют температуру реакционной смеси после обработки активирующим агентом, после подачи первой порции адетилирующей смеси и время достижения максимальной температуры и ее значения, после подачи последней порщш. ацетилирующей смеси определяют время достижения максимальной температуры, ее значение, время достижения заданного значения вязкости реакционной смеси и ее температуру, а тегшературу на стадии гидролиза при атмосфер ном давлении регулируют в зависимое ти от заданного значения показателя фильтруемости и измеренньк значений времени и температур.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ ((9) (И) З(51) G 05 D 27/00, С 08 В 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР j -,,» . ° .Ь».

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21.) 3508687/23-05 (22) 09..11.82 . (46) . 07.11.84.. Бюл. ИФ 41 (72) Ю.Л.Муромцев, И. Н.Дорохов, В. В.Трейгер, В.И.Манушин; В.Я.Афонин, Т.М.Кубаенко и Л,П.Исаева (71) Тамбовский институт химического машиностроения и Владимир.ский химический завод (53) 677.464(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 405905, кл,. С 08 В 3/06, 1971. (прототип) . (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПО-.

ЛУЧЕНИЯ АЦЕТАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ путем об-. работки целлюлозы активирующим агентом, порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и последующего двукстадийного гидролиза последовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемешивании, включающий регулирс вание температуры реакционной смеси в реакторе, а т л и ч а ю шийся тем,.что, с целью повышения точности поддержания заданного значения фильтруемости .целевого продукта, определяют температуру реакционной смеси после обработки активирукицим агентом, после подачи первой порции апетилирующей смеси и время достижения максимальной температуры и ее значения, после подачи последней порции. ацетилируЮщей смеси определяют время достижения максимальной температуры, ее значение, время достижения заданного значения вязкости реакционной Е смеси и ее температуру, а гемпературу на стадии гидролиза при атмосферном давлении регулируют, в зависимости от заданного значения показателя фильтруемости и измеренных значений времени и температур.

1 1123

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов, а именно к автоматизации и управлению в производстве производных целлюлозы. 5

Наиболее близким к изобретению является способ автоматического управления периодическим процессом получения ацетатов целлюлозы путем обработки целлюлозы активирующим аген- 1О том, порциального дозирования компонентов ацетилирующей смеси и последующего двухстадийного гидролиза по..—. следовательно при повышенном и атмосферном давлении при перемешивании, 15 включающий регулирование температуры реакционной смеси и корректирование количества катализатора, дискретно подаваемого на приготовление последней. порции ацетилирующей смеси, в зави- 20 симости от скорости изменения вязI кости.. смеси при обработке целлюлозы предпоследней порцией ацетилирующей смеси (1) .

Недостатком известного способа 25 является то, что в процессе не учитывается влияние стадии гидролиэа на качественный показатель ацетата .целлюлозы-фильтруемость, что приво дит к нестабильному его значению.

Величина показателя фильтруемости ацетата целлюлозы формируется в ходе стадий ацетилирования и гидролиза получаемого триацетата целлюлозы.

Она зависит от качества лрименяемо" го сырья, времени ацетилирований и гидролиза,. а также от технологических параметров этих стадий, в частности от температуры в момент начала . гидролиза, а в известном способе 40 эта зависимость не учитывается, что приводит к нестабильному значению показателя фильтруемости ацетата целлюло зы °

Цель изобретения — повышение точ- 45 ности поддержания заданного значения фильтруемости готового продукта ацетата целлюлозы.

Пбставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматическо- 50 го управлення периодическим процессом ацетилирования целлюлозы путем обработки целлюлозы активирующим агентом, порциального дозирования . компонентов ацетилирующей смеси и 55 последующего двухстадийного гидролиза последовательно при повьш енном и атмосферном давлении при перемеши026 вании, включающему регулирование температуры реакционной смеси в реакторе, определяют температуру реакционной смеси после обработки активирующим агентом, после подачи первой порции ацетилирующей смеси и время достижения максимальной температуры и ее значения, после подачи последней порции ацетилирующей смеси определяют время достижения максимальной температуры, ее значение, время достижения заданного значения вяз кости реакционной смеси и ее температуру, а температуру на стадии гидролиза при атмосферном давлеении регулируют в зависимости от заданного значения показателя фильтруемости и. измеренных значений времени и температур.

Способ" осущест.вляют следующим образом.

Активированную уксусной кислотой целлюлозу дополнительно обрабатывают уксусным, ангидридом в. течение 1б

1 5 ч при 18-28 С, а затем поочередно двумя порциями ацетилирующей смеси.

После добавления второй порции ацетилирующей смеси через определенное время в реакторе смесь переходит в пастообразное состояние, и в этот момент привод мешалки реактора: достигает максимального значения силы тока. После окончания процесса ацетилирования, определяемого по "частоте поля" смеси и достижения заданной о вязкости реакционной смеси 120 с, проводят гидролиз в две стадии: первая под давлением в течение 2-3 ч, вторая — при атмосферном. давлении 89 ч.

На .чертеже представлена блок-схе- ма системы .управления, .реализующая предлагаемьй способ.

В реактор 1, снабженный рубашкой

2, загружают целлюлозу, обрабатывают ее уксусным ангидридом и последовательно заранее приготовленными порциями ацет.илирующей смеси. Содержимое реактора непрерывно перемешивают. Одновременно с загрузкой целлюлозы в рубашку 2 подают хладоагент, датчиком 3 непрерывно измеряют температуру в реакторе 1 и-поддерживают ее с помощью регулирующего блока 4, воздействуя на клапан 5 подачи хладоагента. Количество уксусного ангидрида подаваемого в реактор 1, из- . меряется счетчиком 6 и в момент ра11230

15.75. 58 Ъ

t, ав н < И2-0,602 1 ФЬ1,582 . „ +1,812 О )1 ",) венства текущего и заданного количества уксусного ангидрида регулирующий блок 7 выдает сигнал клапану

8 на прекращение подачи уксусного ангидрида. Одновременно блок 7 выдает сигнал, запускающий времязадающий блок 9 (электронные часы). Через заданный промежуток времени (2 ч) блок 9 выдает сигнал блоку 10 для ввода значения температуры, изме- 10 ряемой датчиком 3, в вычислительный блок 11, а также сигнал для загрузки в реактор 1 первой порции ацетилирующей смеси. Количество ацетилирующей"смееи измеряется счетчиком 12 1 : жидкости и в момент равенства текущего и..заданного количества первой порции ацетилирующей смеси регулирующий блок 13 выпает сигнал на прекращение. подачи первой порции ацети- щ лирующей смеси клапану-14. Одновременно подают сигнал на времязадающий блок 9, который устанавливается в нулевое положение и начинает отсчет времени с момента окончания подачи ?S первой порции ацетилирующей смеси, на.блок 1.0 для ввода значения температуры 1,", измеряемой датчиком 3 в этот момент, в вычислительный, блок 11., а также. сигнал.для включения диффе: ренцирующего блока 15; В момент-достижения максимального значения температуры блок 15 выдает. сигнал блокам 9 и .10 для ввода в вычислительньй блок 11 1 значения времени дости-. жения.максимальной температуры, и . значения максимальной температуры(. а также включает блок 16, который устанавливает.-значение задания по температуре регулирующему блоку 4, рав- 40 ное1 (30аС)..

В момент равенства текущего и заданного значений температуры, иэмеряемой датчиком 3, регулирующий блок

4 выдает сигнал на подачу второй 45 порции ацетилирующей смеси. Количество ацетилирующей смеси измеряется счетчиком 17 и в момент равенства текущего и заданного значений когдето — температура в начале стадии

2 гидролиза при атмосферном да вл е нии, С, Z6 4 личества второй порции апетилирующей смеси регулирующий блок 18 выдает сигнал клапану 19 на прекращение подачи второй. порции ацетилирующей смеси. Одновременно подаются сигналы на времязадающий блок 9, который устанавливается в нулевое пол.ожение и начинает отсчет времени с момента окончания подачи второй порции ацетилирующей смеси и на. дифференцирующий блок 15 для определения максимального значения температуры, измеряемой датчиком 3. В .момент достижения максимального значения температуры блок 15 выдает сигнал блокам

9 и 10 для ввода в вычислительнь1й блок 11 значения. времени достижения

I максимальной температуры,,, значения максимальной температуры с„, а такА PXIA же .включает блок 20,который сравнивает текущее значение вязко.с.ти. реакционной смеси, измеряемой датчиком

21 с заданным значением . В момент равенства текущего и задайного значения вязкости блок:20 выцает сигнал времязадающим блокам 9 и 10 на ввод значения времени достижения заданной .вязкости с и значения тем/3

6 пературы tS в этот момент в вычислительный блок 11. Одновременно блок 20 выдает сигнал на клапан 22 для пода-. чи гидролизной воды.. Блок 11 рассчитывает оптимальное значение температуры в момент начала стадии гидролиза при атмосферном давлении12 и

Д через .блок 16. устанавливает это значение в качестве задания регулирующему блоку 4,- который воздействуя на клапан подачи хладоагента 5, поддерживает температуру в реакторе, изме-. ряемую датчиком 3.

Продолжительность начальной стадиИ гидролиза при атмосферном давлении составляет 45-90 мин. Температура в конечной стадии этого гидролиза равна 60>5оС.

В основу работы вычислительного блока положена следующая статистичес. кая зависимость.: о — температура конца обработки

М целлюлозы указанным ангидрн о дом до ацетилировання, С, .

1 123026 ma x! максимальное значение температуры при обработке 1-ой порцией ацетилирующей смеси, С, начальное значение температу ры при обработке 1-ой порцией 5 ацетилирующей смеси, С", максимальное значение температуры и ри обра б отке второй порцией ацетилирующей смео си С, значение температуры в момент постижения заданного значения вязкости, С время. достижения значения ща " температуры 1," ч время достижения максимально- м «юФ

ro значения температуры а „ время достижения заданного значения вязкости реакцион20

mal

10

1 в,, moi

ii

I ф ГОО1

H ной смеси h, ч

Ч1 — требуемое значение фильтруемости ацетата целлюлозы.

Данная статистическая зависимость получена по результатам пассивного эксперимента для следующих интервалов изменения режимных параметров:

18 t цд «28 49 М " 58

4 1 t "4 5 1, 5 38 %в f 46

15,", <39 4 25 "в«14 25

36 46

Примеры реализации предлагаемого способа управления периодическим процессом получения ацетата целлюлозы представлены в таблице..

Вследствие введения. дополнительного управляющего воздействия - поддержания требуемой температуры в начале стадии гидролиза, ацетат целлюлозы .имеет от партии к партии более стабильные и высокие значения показателя фильтруемости 9,9-15,8 гlсм по.сравнению с 5,5-10,2 г/см по известному. Это приводит к улучшению качества ацетата целлюлозы, снижению трудоемкости его дальнейшей переработки и позволяет увеличить выпуск. продукции высшего сорта по ОСТУ 6-05451-80 на 53 по сравнению с известным способом.

1123026

0 О

f»

v o о

I а) Ь»» м

1 сс! «ч о! о о о

О О «Ъ О Ф СО о о о

« Ъ

00 со Ф ь0

I f»

m U с о

«0 И О I

1 л ь

О СЪ аО 0О м м м м л л л о о о о О ОЪ

С Ъ С Ъ М л л о о о

««Ъ л

I СЧ

»ф °

1 11 о I

I Э

3 ! л I «0

1 и о о о

1О 1О 1О л л л о о о

0О О

СЪ а р л л ° л о о о

««Ъ л о

U

» и л»»»

v v о

X й

О О СЪ

A л л

СЧ С Ъ С Ъ со О л ОЪ *

«ъ о

» О

»» м !

»»

Э

I ц

1 Э со I р, ! o

«СЪ О

С Ъ.Х

»» ж

1 н и «Ъ

«ГЪ СЧ

* л, 0О Л

° 4

sO

f»

v о

Э ь

С4

Е» е0 л

8 о ю СЪ л Л О «Ч л л л л

СЧ С Ъ C4

ВГ о о о л л ° 1 л

«Ч СЪ СЧ и

Ъ«Л ъ, и

СЧ

Ф « Ъ II

СЧ СЧ

С» Ъ

О»

QJ

X о х г- Х

1 5 М а Р2 я 1

«0! Ф

Х 1 f» о с . о

Э !I Э ж

10 1 1

f» I &< о 1 .е4 и

1 о р ! д

ОЭ 1 и

1 и

1

I ф

Л

Ф

1

1V о

I ea

011 и

U 1

Э I .и

О 1 о

Д, л

13 2 I И !.E =

I х ! E=

I р

11

Э»

Е1 с>

I ! з« ! о

I ЕЪ

1 и

1 о а

1 и иЪ «СЪ «СЪ «СЪ л л л л

СЪ СЧ О О «СЪ СЧ m Oi

-Э М С1

«Ъ «СЪ л иъ «съ ««Ъ л л Л !» СЧ м л л л со л со в

«"Ъ С Ъ О 0О С Ъ» ОЪ

«СЪ «С\ Ф СГЪ «СЪ ««Ъ ф И

СЪ СЪ

««Ъ ««Ъ Ф Л СЧ Л «СЪ О л л л л л л л

° — СЧ СЧ O CV СЧ со e O Ch 7 сб л

0 «СЪ

0I Î О О О м м «ч с \ м ф м м

«Ч - л О

С1 СЧ СЧ»- «Ч СЧ

О а О О О СП О в в оъ о о о о

О,О iО Л Л С» Г» r»

11)30?6

ВНИИПИ Заказ 8139/39

Тиран 84 1 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Унгород, ул. Проектная, 4