Способ управления процессом жидкофазного окисления циклогексана в реакторе

Способ управления процессом жидкофазного окисления циклогексана в реакторе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,742420 (61) jl îïîëíè Tåëüíîå к авт. саид-ву (22) Заи влено 04. 04.78 (21) 2601383/23-26 с присоединением заявки ¹

{5l )M. Кл .

С 07 В 29/00

9 05 Р27/00

Йеудеретееняие квинтет

СССР (23) Приоритет нв делам изобретений и етерктнй

Опубликовано 25,06.80. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 26.06.80 (53) УДК 66,012-52 (088.8) Н. А. Попков, В. Л. Токарев, В. И. Нечаев, Т. И. Матикашвили, Л. И. Ротенберг, Б. Ф. Алексеев и В. П. Андреев (72) Авторы изобретения (71) Заявители Тульский политехнический институт и Щекинский ордена Ленина химический комбинат нм. 50-летия СССР (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ IIPOUECCOM ЖИДКОФАЗНОГО

ОКИСЛЕНИЯ UHKJIOI EKCAHA В РЕАКТОРЕ

Изобретение относится к способам управления химическими процессами, в частности процессом жидкофаэного окисления циклогексана кислородом воздуха.

Известны способы автоматического уп5 равления химическими реакторами путем регулирования соотношения расходов реагентов в зависимости от концентрации одного из них в реакционной смеси с кор»рекцией по температуре в реакторе и плса О ности реакционной смеси (11 или путем регулирования температуры в реакторе изменением расхода конденсата в системе охлаждения реактора, причем температура конденсата стабилизируется на заданном1е уровне (2) или путем регулирования температуры в реакторе изменением расхода хладагента в зависимости от расхода ис» ходного сырья, подаваемого в реактор (31

Наиболее близок к предлагаемому 20 изобретению способ управления процессом окисления циклогексана в реакторе, включаюший получение математическим моделированием управляюших воздействий на процесс и коррекцию их по параметрам выходяших газов, например, по составу газов (4).

Однако известные способы не учитывают возмушений, связанных с нарушением теплового баланса, что снижает точность процесса управления.

Цель изобретения - повышение точности управления процессом жидкофаэного окисления циклогексана, Это достигается тем, что управляющее воздействие дополнительно корректируют по разности значений теплового эффекта, определяемого математическим моделированием, и теплового эффекта, определяемого по расходу парового конденсата, посту» паюшего в реактор для отвода телла иэ реакционной зоны.

На чертеже дана схема устройства, реализующего предлагаемый способ, где изображены потоки 1-З соответственно катализатора, сырья и воздуха, реактор 4 окисления, блоки 5 выработки сигналов, с(1 = 4(" м

3 7424 пропорциональных составам n oá, расходомеры 6, модель 7 процесса, составленная по уравнениям материального и теплового балансов, потоки 8 и 9 соответственно реакционных газов и реакционной жидкос5 ти, газовый анализатор 10, регуляторы

11 и 12 соответственно расходов катали затора и воздуха, блок 13 выработки за даний регуляторами 11 и 12 по составу реакционных газов, блок 14 подстройки щ параметров блока 13, блок 15 вычисления теплового эффекта реакции, блок 16 сравнения, система 17 стабилизации температуры в реакционной зоне.

Информация о входных потоках 1-3 ка- 15 тализатора, сырья и воздуха реактора 4, о выходных потоках 8 и 9 реакционных газов и жидкостей, определяемая блоками

5 выработки сигналов, пропорциональных составам проб, расходомерами B и датчи ками температуры поступает на вход модели 7. Сигнал, пропорциональный составу реакционных газов (поток S), определяемый газовым анализатором 10 поступает в блок 13 выработки заданий, в ко- 25 тором определяются задания регуляторами

11 и 12 расхода катализатора и воздуха

3+, = К,+ h K(Xг)

" + (+ã > где К = (О,Х,Х }- величина расхода катализатора, определяемая моделью 7у

В N K (G,Х1 Хо) величина расхода воздуха определи- 35 емая моделью 7;

Х<, Хс,Х вЂ” составы катализатора, сырья и реакционных газов ооответственноу

- расход сырьщ дК g z5- корректирующие сигналы, зависящие от состава выходящих газов, 45

Регуляторами 11 и 12 путем изменений расходов потоков катализатора 1 и воздуха 3 осуществляется управление процессом окисления. Блоком 13 производится. вычисление следующих величин

50 т, Т

-, к- к а . э о где Т„ Т - время иэодрома соответствующих интеграторов;

СК,С, - содержания кислорода и углерода в составе выходящих газов, определяемых анализатором;

С, б - средние значения соответствующих величин, вычисленные моделью 7, Модель 7 определяет также среднее значение теплового эффекта реакции (количество тепла, выделяюшегося на 1 кг прореагировавшего циклогексана) ф = 2(C1 i ; Т Т,Т, Т,G,ÊP), где С„- теплоемкости входных и выходных потоков;

Т - температуры входных и sbrxo> ных потокощ

Т„-т,Т, .- начальная и конечная температуры теплоносителя, КР - конструктивные параметры си.стемы охлаждения.

Значение С}„сравнивается блоком 16 сравнения со эйаченнем С теплового эффекта, вычисленного блоком 15 по сигналу П расходомера 6 парового конденсата по определенной зависимости

g,Ю=К .К П Ю, где К„;К - постоянные коэффициенты.

Блоком 16 вырабатывается сигнал ошибки который поступает на вход блока 14 подстройки. На выходе блока 14 образуется сигнал

Тъ — < c Qt, О где T - время изодрома интегратора, входящего в блок 14.

Корректирующие сигналы дК и аВ,вырабатываемые блоком 13, образуются следующим образом дк -a (мцъ х, ) wÄ+b(@ð÷ с ©(+ 1с + ) ф дв=с мцъ К„ „+ а(му, д, где Q Ü,Cф3Я- постоянные коэффициенты, Таким образом, сигналы A.Ê и AB связанные с С},, С},, учитывают возмущения процесса, нарушающие тепловой баланс, чем достигается повышение точности процесса управления примерно на 15%, Кроме того, сигнал ошибки (+) поступает на вход системы 17 стабилизации температуры в реакционной зоне реактора, При стабилизации температуры в реакционной зоне реактора, изменения расхода парового конденсата позволяют оценивать возмущения процесса, нарушающие тепло5 742420 вой баланс, и корректировать управляющие с воздействия на процесс с учетом тепловс - т го баланса, что повышает точность процесса управления. Кроме того, предлагаемый г способ позволяет снизить затраты на про- п ведение процесса за счет повышения кон- ч версии реакции, возникающего в результате коррекции управляющего воздействия на процесс по разности эначений теплово- к го аффекта, определяемых моделированием 1О о и по расходу парового конденсата, .Ф ормупа изобретения

Способ управления процессом жидкофаэ-1% ного окисления циклогексана в реакторе, включающий получение математическим моделированием управляющих воздействий на процесс и коррекцию их по параметрам выходящих газов, о т л и ч а ю ш и и — gp я тем, что, с целью повышения точноси процесса управления эа счет учета возмущений, связанных с нарушением тепловоо баланса, управляющее воздействие доолннтельно корректируют по разности знаений теплового аффекта, определяемого математическим моделированием, и теплового аффекта, определяемого по расходу онденсата, поступающего в реактор для твода тепла иэ реакционной зоны.

Источники информации, принитые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 395106 кл. В 01 1 l/10 1969, 2, Авторское свидетельство СССР № 409726, кл. В 01 Х 1/00, 1970.

3. Патент Японии % 49-27265, кл, 13(7)С9, 1949.

4, Авторское свидетельство СССР

J4 179518, кл. Q 05 ЧЗ 21/02, 1965.

ЦНИИПИ Заказ 3397/25 Тираж 495 Подписное

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уц. Проектная, 4