Устройство для защиты и регулирования процесса получения диметилформамида

 

Изобретение относится к устройствам автоматической защиты и регулирования технологического процесса получения диметилформамида, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить производительность процесса. Устройство содержит мерники 1 и 6, реактор 2, блок 3 конденсации и очистки, ресивер 4, испаритель 5, датчики (Д) 9 и 12 расхода, Д 8 и 15 давления, дозировочный насос 7, Д 13 температуры, сумматор 10, два регулятора 11 и 16 соотношения, задатчик 17, устройство 19 изменения задания и исполнительные механизмы 14 и 18. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1556734

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4445! 57/23-26 (22) 20.06.88 (46) 15.04.90. Бюл. № 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ (72) 1О. Е. Туровский, М. М. Яковенко, В. И. Гаманухо, И. С. Глух и В. П. Белоус (53) 66.012-52 (088.8) (56) Техника проектирования систем автоматизации: Справочное пособие/Под ред.

Л. И. Шепетина.— М.: Машиностроение, 1966, с. 70 — 72.

Авторское свидетельство СССР № 970326, кл. G 05 В 23/00, 1981. (51)5 В 01 J 19 00, G 05 D 27 00

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЬ1 И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕТИЛФОРМАМИДА (57) Изобретение относится к устройствам автоматической защиты и регулирования технологического процесса получения диметилформамида, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить производительность процесса. Устройство содержит мерники 1 и 6, реактор 2, блок 3 конденсации и очистки, ресивер 4, испаритель 5, датчики (Д) 9 и 12 расхода, Д 8 и 15 давления, дозировочный насос 7, Д 13 температуры, сумматор 10, два регулятора 11 и 16 соотношейия, задатчик 17, устройство 19 изменения задания и исполнительные механизмы 14 и 18. 1 ил.

1556734

Изобретение относится к устройствам для автоматической защиты и регулирования технологическим процессом получения диметилформамида и может быть использовано в химической промышленности.

Цель изобретения — повышение производительности процесса.

На чертеже приведена технологическая схема и функциональная схема устройства для защиты и регулирования процесса получения диметилформамида.

Схема содержит мерник 1 метилформиата (МФА), реактор 2, блок 3 конденсации и очистки диметилформамида (ДМФА), ресивер 4, испаритель 5, мерник 6 диметиламина (ДМА), дозировочный насос 7 с блоком управления, датчик 8 давления азота, датчик 9 расхода рецикла (газожидкостной фазы МФА), сумматор 10, первый регулятор 11 соотношения, датчик 12 расхода паров ДМА, датчик 13 температуры в реакторе 1, исполнительный механизм 14, датчик 15 давления в ресивере, второй регулятор 16 соотношения, задатчик 17, исполнительный механизм 18 подачи теплоносителя в испаритель 6 и устройство 19 изменения задания расхода МФА, Устройство работает следующим образом.

Из мерника 1 дозировочным насосом 7 на нижнюю тарелку колонны реактора 2 си нтеза ДМФ А подается МФА. Жидкий

ДМА азотом подают в ресивер 4, откуда он циркулирует через испаритель 5, испаряется и в парообразном состоянии из ресивера 4 поступает под нижнюю тарелку реактора 2 синтеза ДМФА.

Под нижнюю тарелку подают также азот, необходимый для стабилизации гидродинамических параметров реактора 2.

Для осуществления реакции в жидкой фазе на нижнюю тарелку подают реакционную смесь (рецикл) из блока 6 конденсации и очистки ДМФА (в основном это непрореагировавший МФА). Благодаря этому рециклу улучшается гидродинамическая обстановка в реакторе 2, достигается оптимальное соотношение жидкой и паровой фаз что положительно влияет на теплообменные процессы. Реакционная масса в виде парожидкостного потока выходит из верхней части реактора 2 и поступает на блок 3 конденсации и выделения ДМФА (блок 3 состоит из ряда аппаратов — сборников, теплообменников, абсорбента и т. д.).

Выделенный ДМФА (сырой) поступает затем на ректификационную колонну для очистки.

Одной из причин возникновения аварийной ситуации в реакторе 2 может быть прекращение подачи азота в реактор. В этом случае, как указывалось выше, можно прекратить подачу МФА и ДМА, реакция прекратится, реактор остановится. Однако при этом процесс получения ДМФА прекратится.

Такое решение не экономично, так как прекращение подачи азота лишь ухудшает гидродинамический режим, но не представляет опасности выхода установки из строя.

Поэтому предлагается при прекращении подачи азота в реактор 2 уменьшить (порядка в 2 раза) подачу МФА, а следовательно, уменьшить подачу паров ДМА. Таким образом установка и при аварийном режиме продолжает работать и выдавать целевой

10 продукт, хотя в меньшем объеме.

Необходимо поддерживать заданное соотношение жидкой фазы (МФА+рецикл) и парообразного ДМА. Однако, учитывая, что реакция синтеза ДМФА — экзотерми ческая, возможно повышение температуры в реакторе (перед теплообменной секцией).

Поэтому указанное соотношение обязательно необходимо корректировать по температуре в реакторе 2.

Для обеспечения необходимого оптималь20 ного соотношения жидкой и паровых фаз

l необходимо всегда иметь достаточное количество паров ДМА, которое обеспечивается совместной работой ресивера 4 и испарителя 5. Как известно давление в ресивере однозначно определяет количество паров, поэтому можно было бы поставить обычный контур стабилизации давления.

Однако в этом случае, если по той или иной причине заданного количества паров не хватает, необходимо вручную изменить

3р задание. Поэтому желательна автоматическая корректировка задания в зависимости от конкретного расхода LIMA.

Если прекращается подача азота в реактор 2, то давление азота в трубопроводе, измеряемое датчиком 8, падает. Сигнал от

35 датчика 8 давления поступает в устройство 19 и, если этот сигнал меньше заданного, т. е. когда нет расхода азота, устройство 19 выдает командный сигнал измерения дозы автоматическому дозирующему насосу 7 (уменьшение) подачи МФА в реактор 2. Срабатывает далее система поддержания соотношения МФА/ДМА и уменьшается соответственно подача ДМА. После ликвидации аварийного состояния и восстановления подачи азота в реактор, проис45 ходит обратное действие системы защиты, расходы МФА и ДМА вновь возрастают и установка выходит на заданный режим работы.

Контур стабилизации соотношения расходов жидкой и паровой фаз работает слеÜ0 дующим образом. Сигналы от датчика расхода МФА (выходной сигнал системы управления дозировочного насоса 7) и датчика 9 расхода рецикла, поступают на входы сумматора 10, выход которого соединен с входом

«Переменная» регулятора i соотношения с коррекцией по третьему параметру.

На второй вход «Переменная» поступает сигнал от датчика 12 расхода паров ДМА, На вход «Коррекция» регулятора 11 посту1556734

Составитель Г. Огаджаков

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор О. Ципле

Заказ 677 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д . 4р

Производственно-издательский комбинат «Патент:к г. Ужгород, ул. Гагарина, 1П! пает сигнал от датчика 13 температуры в реакторе синтеза 2. Если по той или иной причине измеряется расход жидкой или паровой фазы, т. е. изменяется заданное соотношение, то регулятор 11 выдает командный сигнал на ИМ 14 исполнительный механизм подачи паров ДМА в реактор.

При изменении температуры в реакторе относительно заданной, также отрабатывается командный сигнал на изменение подачи

ДМА в реактор 2 при помощи ИМ 14.

Таким образом, всегда поддерживается заданное оптимальное соотношение при максимально допустимой температуре в зоне реакции.

Поддержание необходимого количества паров ДМА осуществляется следующим образом.

Сигнал от датчика 15 давления в ресивер 4 поступает на вход «переменная» второго регулятора 16 соотношения с коррекцией по третьему пара метру. На вход

«Переменная» поступает сигнал от датчика

17, а на вход «Коррекция» поступает сигнал от датчика 12 расхода паров ДМА.

В случае отклонения давления от задания (соотношение 1:1) или изменения расхода паров ДМА отрабатывается командный сигнал на ИМ 18 подачи теплоносителя в испаритель 5. В результате изменяется количество пара в ресивер 4, обеспечивая необходимое количество пара, подаваемого в реактор 2.

Использование данного устройства позволяет повысить производительность процесса.

Формула изобретения

Устройство для защиты и регулирования процесса получения диметилформамида, содержащее датчики расхода метилформиата, рецикла метилформиата и паров диметиламина в реактор, первь1й регулятор соотношения, подключенный первым входом к датчику расхода паров диметиламина, датчик давления азота, подаваемого в реактор, датчик температуры в реакторе и исполнительные механизмы на линиях подачи метилформиата и паров диметиламина в реактор и теплоносителя в испаритель диметиламина, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса, оно дополни16 тельно снабжено датчиком и задатчиком давления в ресивере диметила мина, устройством изменения задания расхода метилформиата, вторым регулятором соотношения и сумматором, при этом датчики расхода метилформиата и рецикла метилформиата подключены к входам сумматора, выход которого связан с вторым входом первого регулятора соотношения, подключенного третьим входом к датчику температуры, а выходом — к исполнительному механизму на

25 линии подачи паров диметиламина, датчик давления азота соединен через устройство изменения задания расхода метилформиата с исполнительным механизмом на линии подачи метилформи ата, датчик расхода паров диметилформиата связан также с

ЗО первым входом второго регулятора соотношения, подключенного вторым входом к датчику давления в ресивере, третьим входом— к выходу задатчика давления в ресивере, а выходом — и исполнительному механизму подачи теплоносителя в испаритель диметил амина.