Способ автоматического управления процессом окисления циклогексана

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОКИСЛЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНА в производствах капролактама и адипиновой кислоты, проводимым в секционированном реакторе, путем стабилизации температуры цкклогексана на входе реактора изменением подач|1 пара в теплообменник , уровня в скруббере-конденсаторе циркуляционного циклогексана изменением подачи ц;иклогексана в первую секцию реактора и в последней секции реактора изменением потока оксидата из нее, определения расхода воздуха в реактор в.зависимости от расхода свежегоциклогексана в реактор и заданного соотношения расходов воздуха и свежего циклогексана в реактор и регулирования подачи воздуха в каждую секцию реактора в зависимости от расхода воздуха в реактор и заданного распредег ления воздуха по секциям реактора, отличающийся тем, что, с целью стабилизации степени превращения циклогексана и выхода целевых продуктов, подачу воздуха в каждую секцию реактора корректируют в зависимости от расхода циркуляционного циклогексана. 00 4

СОЮЭ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3708956/23-26 (22) 11.03.84 (46) f5.09.85. Бюл. У 34 (72) Ю.В.Тильдиков, П.И.Ревякина, и С.В.Лысяк (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 587136, кл. С 07 В 27/00, 1975. . Производство капролактама для

Гродненского ПО "Азот", корпус

3002, 3003, объект 25710, чертеж

00C — 2 — 202. Проект ГКАП, 1976.

И (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ- ОКИСЛЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНА в производствах капролактама и адипиновой кислоты, проводимым в секционированном реакторе, путем стабилизации температуры циклогексана на входе реактора изменением подачи пара в теплообмен„„SU„„1178744 A (Я)4 С 07 В 3 00 С 05 0 27 00 ник, уровня в скруббере-конденсаторе циркуляционного циклогексана изменением подачи циклогексана в первую секцию реактора и в последней секции реактора изменением потока оксидата из нее, определения расхода воздуха в реактор в зависимости ст расхода свежего циклогексана в реактор и заданного соотноаения расходов воздуха и свежего циклогексана в реактор и регулирования подачи воздуха в каждую секцию реактора в зависимости от расхода воздуха в реактор и заданного распределения воздуха по секциям реактора, отличающийся тем, что, с целью стабилизации степени превращения циклогексана и выхода целевых продуктов, подачу воздуха в каждую секцию реактора корректируют в зависимости от расхода циркуляционного циклогексана.

1178744

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов, а именно процесса окисления циклогексана кислородом воздуха, провсдимого в секционированном ре-. акторе в производствах капролактама и адипиновой кислоты, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности..

Целью изобретения является стабилизация степени превращения циклогексана и выхода целевых продуктов.

На чертеже изображена принципиальная схема управления процессом окисления циклогексана, поясняющая предлагаемый способ.

Узел окисления циклогексана кислородом воздуха включает реактор окисления, состоящий из четырех секций 1-4, объединенных между собой по газовой фазе: скрубберы-конденсаторы 5 и 6, теплообменники 7 и 8 и циркуляционный насос 9, обеспечивающий подачу циклогексана в секции реактора. Расход свежего циклогексана в реактор измеряют датчиком 10 расхода, стабилизируют регулятором

11, воздействуя на исполнительный механизм 12. Сигнал с датчика 10 расхода через групповой преобразователь 30

13 пневматических сигналов в токовый и модули 14 ввода вводятся в управляющий вычислительный комплекс (УВК)15.

Уровень в скруббере-конденсаторе 5 измеряют датчиком 16 уровня и стабилизируют регулятором 17 путем изменения расхода циклогексана, подаваемого в секцию 1 реактора окисления,исполнительным механизмом 18.Расход циклогексана в секции реактора иэ- 4О меряют расходомерамн 19-22 и стабилизируют регуляторами расхода 23-25 воздействием на исполнительные механизмы 26-28 соответственно. Температуру циклогексана после подогрева- 45 теля 7 измеряют термопарой 29 и стабилизируют регулятором 30 изменением расхода греющего пара в подогреватель

7 исполнительным механизмом 31. Расход воздуха в секции 1-4 реактора, у) окисления измеряют расходомерами 3235, стабилизируют регуляторами 3639, которые воздействуют на исполнительные механизмы 40-43 соответственно. Уровень в секции 4 реактора. у окисления измеряют датчиком 44 уровня, стабилизируют регулятором 45, который воздействует на исполнитель ный механизм 46 на потоке оксидата из секции.

Сигналы от датчиков 19-22 и 32-35 расходов циклогексана и воздуха в секции 1-4 реактора окисления через групповой преобразователь 13 и через модули 14 ввода вводятся в УВК 15. В последнем формируется величина задания расхода воздуха в секции 1-4 реактора и через модули 47 вывода, преобразователи код-ток 48-51 и 52-55 и ток/ пневмосигнал поступает на регуляторы 36-39.

Способ осуществляется следующим образом..

Сигналы от датчиков 10, 19-22, 32-35 расхода свежего циклогексана, циклогексана и воздуха.в секции

1-4 реактора через преобразователь

13 и модули 14 вводят в УВК 15. В

УВК 15 вводят значение коэффициента

6 соотношения расходов воздуха и свежего циклогексана (oC) в реактор и коэффициенты (P ), уситывающие рас пределение воздуха по секциям. 1-4 реактора, и заданное значение расхода циркуляционного циклогексана

С „ „ определяемое например,из стационарных условий. В УВК 15 выполняется суммирование расхода циклогексана, подаваемого в секции 1-4 регулятора окисления по выражению к к к к к к

С, - С„+ С„+ С„+ G q + Ggg> где К вЂ” текущий цикл опроса датчиков

УВК, и определяется текущее значение расхода циркуляционного циклогексана как разность суммарного потока циклогексана С„ и свежего циклогексана G в абсорбер 5 к к, к

С ц ur о

По величине расхода свежего циклогексана G o и заданным значениям к и 3; определяется расход воздуха в секции 1-4 реактора по выражению к, к

V>.,= 8Р; ° G« где i - -номер секции реактора (i

1,2,3,4).

Формируется интегральная составляющая задания расхода воздуха в секции 1-4 реактора по величине отклонения текущего значения расхода к циркуляционного циклогексана С, 1178744

10 з от заданного С r ma* по следующим выражениям к . С ццг = 4 Фчцг- Снцгэмд)— — (с, „-„„- с„ „,.„)), где К вЂ” цикл опроса в момент времени

К-1 — предыдущий цикл опроса в момент времени t — 1;

К вЂ” коэффициент при интеграль1 ной составляющей, учитывающий постоянную времени объекта и период дискретизации, «к

Nggoo,. д С,цг 4 Р; (1 1,2,3,4)

Текущее значение задания регуляторам расхода воздуха определяется по выражению к к

AV pi sa+ Vy> + 4Veyon>

Сигналы задания, сформированные

УВК 15, через модули 47 вывода выдаются на интегрирующие.преобраэоватеЛи 48-51 как величины приращения к заданию на выходе интегрирующих преобразователей на предыдущем шаге опроса, величины которых формируются по выражению:

:к .к 1 30

4; Чд ОаО Ч@1 ео 1 где 4,. oc — значение величины задания на выходе интегрирующих преобразователей

48-51 ° 3S

Далее сигнал задания с интегрирующих преобразователей 48-51 через преобразователи 52-55 ток/пневмосигнал подаются на регуляторы 36-39 расхода воздуха в секции 1-4 реакто40 ра окисления.

Пример. Расход свежего циклогексана на шаге опроса С ш 140 мэ/ч

Соотношение общий воздух/свежий циклогексан э 40.

Распределение воздуха по секциям, как доли от целого: ф ; 0,23, * 0 31, /3з = 0,31 Ф4 = Оэ15

Расход циклогексана по секциям, мэ/ч: С 160, G

С«28.

Определить задание регулятору на шаге опроса К.

Суммарный расход -цнклогексана в реактор: к",a к к

Сцг 6 э + Сщ + С 1 + Ggg

° 206 мэ/ч.

Количество циркуляционного циклогексана:

Gê =G r -G =206-140= ц«г = «г

1о

= 66 м /ч.

Заданная величина режима: С

= 52 м /ч.

Расход воздуха на шаге К в зависимости от нагрузки но свежему цикK логексану G o

V> К С = 40 х 140=5600 нм /ч

Расход воздуха по секциям 1-4, э/,.

Vq„Я Ч - 0,23 5600 = 1288, ЧЪ = рк Ч = 0,31 5600 = 1736; . V o p V 0,31 5600 = 1736, Ч р.Ч" = 0,15 5600 = 840

Интеграпьная составляющая изменения расхода циркуляционного циклогексана: 46r - K" t(G йЧг — С цгзм)— — (G „"-„", — G ццг эав )3 = 0,5 х g(66-52) — (52-52)1 0,5 х 6 = 3 мэ/ч.

Дополнительный расход воздуха:

4Ч s Вов "С 4ц,г . Ы. = Зх40 к

120 нмэ /ч.

Дополнительный расход воздуха в секции 1-4, нм /ч:

Vo врк1 = 0,23 х 120 27,6, V«oooo э 0,31 х 120 = 37,2/

Чв „ 0,37,2;

Voa o o = 18.

Величина задания регулятором расхода воздуха в каждую секцию, нм /ч:

«К к

Чв1 вам = V э1 + Ч в oo„ - 1288 + + 27,6 = 1315 6;

Veo oap = 1.736 + 37,2 = 1773 ° 2 < к

Ч og oqp — 1773,2;

V êo 840 + 18 = 858.

На преобразователе 45-48 будет выдан сигнал, соответствующий разности между вычисленным значением задания на шаге К и значением задания на предыдущем шаге т.е. К вЂ” 1 снятом с выхода преобразователей 48-51, нмэ /ч: к к к-1

41 = Ч в„э,® - V ooс = 1315,6—

1196 119,6)

4 * 1773,2 — 1612 = 161,2, 4 161,2; д " = 858 — 780 = 78

% Э где Ч . 1196, 1178744

С3етй

Составитель Г.Огаджанов

Редактор М.недолуженко Техред С.Мигунова Корректор В.Синицкая, Тираж 384 Нодписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д, 4!5

Заказ 5608/21

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

Ч"-" - 1612 лит определить в каждый момент вреЬос

У мени величину задания требуемого

Ч" = 1612расхода воздуха регуляторам расхода аос 3

9 в секции реактора окисления, при к-1

Ч 780

80с Е этом учитываются расход свежего циклогексаиа, подаваемого в реакционный узел.и изменение расхода циркуПо сравнению с прототипом исполь- ляционного циклогексана, подаваемого зование данного изобретения позво- 10 в секции реактора окисления.