Устройство для контроля и защиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина

Устройство для контроля и защиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ь П И С А Н И Е ()970326

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз СовеtcKNx

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.04.81 (21) 3277632/18-24 (5I)М. Кл. с присоелинением заявки М (23 ) Приоритет

G 05 В 23/00

ФЬвуАафстаанай квинтет

СССР ао авлаи иэабретеннй н открытий (З) УЙК621. 316 °

° 7(088. 8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания 0 1. 11.82 (72) Авторы изобретения

° МЖФФВШМ

В.И, Гаманухо., A.Е. Туровский, Ю.Г. Шалахман (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ ПРОЦЕССА

ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕТИЛФОРМАМИДА ИЗ МЕТАНОЛА

И ДИМЕТИЛАМИНА

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в технике автоматической защиты, GJlo кировочных и предохранительных системах в химической промышленности.

Известно устройство для контроля и защиты процесса, в частности, получения диметилформамида, содержащее блок сигнализации и средства блокировки (1).

Недостатком такого устройства является низкая оперативность устранения аварийных ситуаций в условиях сложных внутренних связей в системе, реализующей защищаемый процесс. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля и защиты процесса получения диметил ормамида из метанола и диметипамина, содержащее измерители расхода газожидкост о ной базы и паров диметиламина, исполнительный механизм подачи азота и компараторы, один вход первого из кото2 рых подключен к выходу датчика давления, одни входы второго и третьего компараторов - к выходу датчика температуры, один вход четвертого компаратора соединен с выходом измерите-, ля расхода метанола и один вход пятого компаратора - с выходом индикатора повышенного содержания воды в метаноле, а другой вход каждого из компараторов соединен с выходом соответствую" щего задатчика (2).

Описанное устройство также не обладает достаточной оперативностью устранения аварийных ситуаций при выходе хотя бы одного из основных параметров за допустимые пределы, разгерметизации реактора, повышении содержания воды в метаноле выше нормы, что снижает его надежность.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля и за3 9703 щиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина, содержащее измерители расхода газожидкостной фазй и паров диметиламина, исполнительный механизм подачи азота и компараторы, один вход первого из которых подключен к выходу датчика давления, одни входы второго и третьего компараторов - к выходу датчика температуры, один вход четвертого щ компаратора соединен с выходом изме" рителя расхода метанола.и один вход пятого компаратора - с выходом индикатора повышенного содержания воды в метаноле, а другой вход каждого из д компараторов соединен с выходом соот етствующего задатчика, введены элементы ИЛИ, И, НЕ и регулятор соотно шения расходов, подключенный входами к выходам измерителей расхода газожидкостной фазы и паров диметиламина, а выходом - к одному входу первого элемента ИЛИ, выход и другие входы которого соединены соответственно с выходом устройства и выходами первого, третьего, четвертого и пятого компараторов, причем выход элемента И

1 подключен к входу исполнительного механизма подачи азота, один вход элемента И соединен через элемент НЕ с выходом второго компаратора, а. другой вход через второй элемент ИЛИс выходами первого и пятого компараторов;

На чертеже представлена функционал Ь ная схема системы получения диметилформамица (ДМЙА ) из метанола и диметиламина (ДМА ) с устройством для контроля и защиты названного процесса получения.

Система и устройство содержат мерник 1 метанола, испаритель 2, теплообменник 3, электроподогреватель 4, реактор 5 синтеза метилформиата, конденсатор 6, промежуточную емкость 7, насос 8, реактор 9 синтеза ДМФА,конденсатор 10, промежуточную емкость 11, - насос 12, колонну 13, дефлегматор 14, испаритель 15 ДМА, датчик 16 давления, датчик 17 температуры, индикатор 18 повышенного содвржания воды в . метаноле, измерители 19 расхода метанола, 20 газожидкостной фазы и 21 паров ДМА,задатчики 22-26, компараторы (элементы сравнения ) 27-31 соответ- ствующих значений, элементы ИЛИ 32 и 33, элемент HE 34, элемент И 35, регулятор 36 соотношения расходов, 26 4 клапаны 37 и 38 в соответствующих магистралях системы.

Процесс получения диметилформамида из метанола и диметиламина состоит в том, что метанол из мерника 1, подогреваясь в испарителе 2 и теплообменнике 3, поступает в реактор 5 (где и происходит синтез метилформиата ), a межтрубное пространство которого подается пар, подогретый в электроподогревателе.4. Причиной возникновения аварийной ситуации в реакторе 5 может быть:

1. разгерметизация реактора (сигнал датчика 16).

2. подача метанола на реактор 5 с, содержанием воды выше нормы (сигнал индикатора 10).

3. повышение температуры выше .заданной (сигнал датчика 17).

4. прекращение подачи метанола (сигнал датчика 19).

В первых двух случаях необходимо: а ) прекратить подачу метанола в реактор 5;

6 ) прекратить подачу теплоносителей и хладагентов; в) выключить все насосы; г ) отключить подачу ЛМА в реактор 9; д ) произвести пассивацию катализатора до понижения температуры в реакторе 5 до 50ОC.

Для устранения аварийной ситуации в пунктах 3 и 4 необходимо выполнить пункты а, 6., в, г. После реактора 5 смесь метанола и метилформиата поступает в конденсатор 6, газожидкостная фаза которого, измеренная измерителем 20 расхода, поступает в реактор 9 синтеза ДМОА. Под первую тарелку реактора 9 подают пары диметиламина, измеренные измерителем 21 расхода, полученные в испарителе 15. Жидкая фаза после реактора 9 поступает в среднюю часть ректификационной колонны 13, в которой происходит выделение диметилформамида.

Причиной возникновения аварии в реакторе 9 синтеза ДМФА может быть:

5. Изменение соотношения расхода реагентов в реакторе 9.

6. Прекращение подачи одного из реагентов в реактор 9.

Для,устранения аварийной ситуации в пунктах 5 и 6 необходимо выполнить пункты а, 6, в, г. При этом следует иметь в виду, что прекрацение подачи одного из реагентов сразу изменит

5 9703 соотношение расходов реагентов в реакторе 9, что значительно упрощает схему реализации системы применением одного регулятора соотношения.

Устройство работает следующим об- 5 разом.

Если реактор 5 разгерметизирован, то давление, измеренное в реакторе 5 датчиком 16, падает. Текущее значение давления на элементе 28 сравнения 1О . сравнивают с минимальным давлением в реакторе 5, задаваемым при помощи задатчика 23.

На выходе элемента 28 сравнения появляется сигнал, который включает све 1з товую и звуковую сигнализацию о нарушении технологического процесса по пунктам а, б, в, г. Одновременно с этим необходимо выполнить пассивацию катализатора по пункту д. Поэтому .сиг 20 нал с выхода элемента 28 сравнения через элемент ИЛИ 33 попадает на первый вход элемента И 35, на втором входе которого находится "1", на выходе элемента И 35 появится "1", которая вклю45 чает подачу азота в реактор. При достижении температуры в реакторе 50ОС (задается на задатчике 22 ) на выходе рлемента 27 сравнения появляется "1" на выходе элемента НЕ 34 - "Олв íà 30 выходе элемента И 35 - "Онв и подача азота прекращается °

Если прекратилась подача одного из реагентов на реактор 9, на регуляторе 36 соотношения появляется сигнал з5 рассогласования, который, пройдя через элемент ИЛИ 32, отключает процесс по пунктам а, б, в,г. Для всех остальных параметров устройство работает аналогично, осуществляя блокировку а@ основных аппаратов, что повышает на дежность аварийной защиты непрерывного процесса производства ДМФА.

Устройство может быть выполнено на стандартных элементах электро- или пневмоавтоматики. Оно выгодно отличается от прототипа, так как уменьшает потери за счет непроизводительных

26 6 простоев на ремонтах и потери продук- та в результате аварии.

Формула изобретения

Устройство для контроля и защиты процесса получения диметилформамида из метанола и диметиламина, содержащее измерители расхода газожидкостной фазы и паров диметиламина, исполнительный механизм подачи азота и компараторы, один вход первого из которых подключен к выходу датчика давления, одни входы второго и третьего компараторов — к выходу датчика температуры, один вход четвертого компа™ ратора соединен с выходом измерителя расхода метанола и один вход пятого компаратора - с выходом индикатора повышенного содержания воды в метано ле, а другой вход каждого из компараторов соединен с выходом соответствую" щего задатчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения на;дежности, оно содержит элементы И, ИЛИ, НЕ и регулятор соотношения рас" ходов, подключенный входами к выходам измерителей расхода газожидкостной Фазы и паров диметиламина, а выходомк одному входу первого элемента ИЛИ, выход и другие входы которого соединены соответственно с выходом устройства и выходами первого, третьего, четвертого и пятого компараторов, причем выход элемента И подключен к входу исполнительного механизма пода" чи азота, один вход элемента И соединен через элемент НЕ с выходами вто рого компаратора, а другой вход чара второй элемент ИЛИ - с выходами первого и пятого компараторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Эрриот П. Регулирование производственных процессов. М.; "Энергия", 1967, с. 120-125.

2. Клюев А.С. и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. N. "Энергия", 1980, с. 11О140 (прототип).