Способ автоматического управления процессом получения формальдегида

 

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом получения формальдегида каталитическим окислением метанола, может быть использовано в химической промышленности, позволяет повысить производительность процесса и снизить энергозатраты на испарение спиртоводной смеси. Цель достигается за счет того, что в способе, включающем регулирование соотношение расхода воды и метанола в смеситель изменением расхода воды с коррекцией по плотности смеси, регулирование уровня смеси в спиртоиспарителе изменением расхода метанола в смеситель, стабилизацию расхода воздуха в спиртоиспаритель, регулирование расхода теплоносителя в спиртоиспаритель в зависимости от температуры в реакторе, измеряют влажность атмосферного воздуха, подаваемого в спиртоиспаритель, и дополнительно корректируют по ней расход воды в смеситель. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРОТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0THPblTHRM

ПРИ ГКИТ ССа» (21) 4623492/23-26 (22) 20.12.88 (46) 15.11.90, Бюл. Р 42 (71) ВОлгоградское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика" (72) M. M. Ухабин, В. Н. Педченко, Н. И. Дерипаско, Л. P. Парфененкова, В. И. Деревцов, Е. И. Храмов и Н. В. Останин (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 226559, кл. В 01 J 1/01, 1967.

Авторское свидетельство СССР

N 804627, кл. С 07 С 47/04, 1979. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕ, НИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМАЛЬПЕГИДА (57) Изобретение относится к способам автоматического управления процессом

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, в частности к способу управления процессом синтеза формальдегида, и может быть использовано в химической промьшшенности в производстве формальдегида каталитическим окислением метанола.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и снижение расхода теплоносителя.

На чертеже приведена принципиальная схема реализации способа.

„„SU„„1606506 А 1 щ) С 07 С 47/04, С 05 D 27/00

2 получения формальдегида каталитическим окислением метанола, может быть использовано в химической промышленности, позволяет повысить производительность процесса и снизить знергоэатраты на испарение спиртоводной смеси. Цель достигается тем, что в способе, включающем регулирование соотношения расхода воды и метанола в смеситель изменением расхода воды с коррекцией по плотности смеси, регулирование уровня смеси в спиртоиспарителе изменением расхода метанола в смеситель, стабилизацию расхода воздуха в спиртоиспаритель, регулирование расхода теплоносителя в спиртоиспаритель в зависимости от температуры в реакторе, измеряют влажность атмосферного воздуха, подаваемого в спиртоиспаритель, и дополнительно корректируют по ней расход воды в смеситель. 1 ил.

Схема содержит смеситель 1 для по- СЛ лучения смеси метанола с водой в со- („) отношении, поддерживаемом контуром () стабилизации, включающим датчик 2 расхода метанола, датчик 3 расхода воды, датчик 4 плотности спиртоводной смеси, регулятор 5 плотности с задатчиком 6, сумматор 7, регулятор 8 соотношения метанол — вода, клапан 9 на линии подачи воды, спиртоиспаритель

10 со встроенным теплообменником, контур стабилизации расхода воздуха в спиртоиспаритель, включающий датчик

1606506

11 расхода воздуха, регулятор 12 расхода воздуха с датчиком 13 и клапан

14 на линии подачи воздуха и канал дополнительной коррекции расхода воды в смеситель, включающий датчик 15

I влажности воздуха, выдающий непрерывный сигнал на сумматор 7, контур регулирования уровня спиртоводной смеси в спиртоиспарителе, включающий датчик

16 уровня, регулятор 17 уровня с за датчиком 18, клапан 19 на линии подачи метанола в смеситель, контур регулирования температуры в реакторе 20, включающий датчик 2! температуры, ре- 15 гулятор 22 температуры с задатчиком

23 и клапан 24 на линии подачи пара в спиртоиспаритель. Схема содержит также блок 25 умножения, блок 26 деления и блок 27 умножения.

Способ осуществляют следующим образом.

Спиртоводную смесь, приготовленную в смесителе 1, и поток атмосферного воздуха, расход которого задают и 25 стабилизируют контуром, содержащим датчик 11 расхода, регулятор 12 расхода с датчиком 13 и клапан 14 на линии подачи воздуха, подают в спиртоиспарителье 30

Сигналы, пропорциональные расходу и влажности воздуха, подаются на блок

25 умножения, чем определяется весовой расход воды, поступающей с воздухом. Выходной сигнал блока 25 умножения поступает на блок 26 деления, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный расходу метанола с датчика 2. С целью проведения шкалы соотношения воды, поступающей с воздухом (расход метанола к шкале плотномера), выходной сигнал блока

26 деления умножается на постоянный коэффициент в блоке 27, после чего поступает на сумматор 7, на второй 45 вход которого подается сигнал с эадатчика 6.

Выходной сигнал сумматора 7 подает» ся на задание регулятору 5 в качестве переменной, в котором появляется сигнал, пропорциональный плотности, с датчика 4.

Выходной сигнал регулятора 5 является заданием блока 8 соотношения, на входы которого подаются сигналы, пропорциональные расходам BopbI и мета иола, а выходной сигнал подается на . кпапан 9, управляющий расходом воды на приготовление спиртоводной смеси.

Смесь подогревают паром в трубном пространстве встроенного в спиртоиспаритель 10 теплообменника. Пары сме.си образуют с атмосферным воздухом реакционную смесь для каталитического реактора 20. Управление подачей теплоносителя в спиртоиспаритель в зависимости от текущего и заданного значений температур в реакторе осуществляют посредством контура, включающего датчик 21 температуры, регулятор 22 температуры с эадатчиком 23 и клапан 24 на линии подачи пара.

Уровень смеси в спиртоиспарителе регулируют датчиком 16 уровня, регу лятором 17 уровня с задатчиком 18, воздействующими на клапан 19 на линии подачи метанола в смесителье

Пример. Данные о параметрах технологического процесса окисления метанола и о сигналах контрольно-измерительных приборов взяты иэ технологического регламента цеха производства формалина Волжского завода СК.

Данные о сезонных изменениях влажности воздуха взяты из результатов наблюдения Гидрометобсерватории

r. Волгограда.

1. Шкала измерителя расхода воздуха: 0-10000 нм /ч.

2. Шкала измерителя расхода метанола: 0-10 тн/ч.

3. Шкала измерителя расхода воды:

O"2,5 мз /ч

4. Шкала плотномера 70-80 мас.Х вода иетанола или и соотношениях— метанол

0,25-0,428 (этому же значению равна шкапа блока 8 соотношения) °

5. Иинимальная влажность в .январе, 2 г/нм, максимальная влажность -.. в июне, 20 г/нм . Отсюда необходимая шкала измерителя влажности 0-20 г/нм, а шкала блока умножения 250-0,2 т/ч.

6. Коэффициент блока 27 умножения (масштабирующий) определим, как соотношение шкалы блока 26 деления к шкале плотномера 4

0 02 = 0 02 0,11.

0,428-0,25 0 178

7. Шкалу блока 26 деления определим из соотношения шкалы блока 25 умножения к шкале измерителя 2 расхода, метанола:

0 2 м/ч 0 02

10 т ч

5 1606506

Типовой (нормативный) режим рабо- В результате действия регуляторов нм э

5 и 6 показания плотномера 4 устанав1) расход воздуха 7000 — ; ливаются на уровне 44,5Х с точностью ч о 8

2) расход метанола 7,0 тн/ч; до, зависящеи от величин K l и K2.

При изменении влажности воздуха до

4) концентрация метанола 75

5) исходную влажность воздуха при10 г/нм . гулятор 5 изменяется на 11 .

1Î

Виртуальная структура алгоблоков

"Ремиконта P-100" позволяет объединить выполнение некоторых перечисленных операций в одном алгоблоке.

В районах, отличающихся от Нижнего

Поволжья более влажным климатом, эффект применения предлагаемого способа будет больше.

За время опытной проверки при управлении процессом по способу-прото15

20 операция - -- ° Х, - Хк 35Х Х .

О 01

В блоке деления 26 выполняется операция

100 ° -Я - 100 — - 50X - Х,.

Х 35

Х 7О

В блоке 27 умножения на масштабирующий коэффициент выполняется операция

К" Хт 0 11 ° 50X 5в5Х Хв

В сумматоре 7 выполняется операция

Х4 - Х - 44,5Х - Х .

Таким образом, задание на регуля» тор 5 изменяется на 5,5Х.

В регуляторе 5 выполняется операция (Х4 Хе) КЗ = х 10 ° мем à реализации способа используют регулирующий микропроцессорный конт;роллер "Ремиконт Р-100", на цифровой индиКатор которого значения параметров и выхода отдельных алгоблоков вью" водятся в Х от шкалы.

В соответствии с этим расчеты с произведем в Х;

Параметры:

1) расход воздуха 70X - Х, 2) расход метанола 70Х - Х,;

3) расход воды 80X - Х,;

4) концентрация метанола 50X - Х4, 5) влажность воздуха 50X — Х .

В блоке 25 умножения выполняется

50 типу средний расход воздуха в спиртоиспаритель составлял 10000 М /ч, средний расход воды в смеситель

3500 кг/ч. При этом пробег катализатора длился 6 мес, энергозатраты составили 5,9 Гкал/т, выпуск формальдегида составил — 60000 т/год.

При управлении процессом по предлагаемому способу учитывали наличие влаги в воздухе, подаваемом на процесс получения формальдегида, для чего использовали хроматограф типа "Нефтехим СКЭП", усредненное показание поторого составляло 11 r/è .

По сигналу хроматографа посредством сумматора 7 (типа ПФ1, 1), и регулятора 8 соотношений (типа ПРЗ, 23) корректировали расход воды в смеситель. Средняя величина расхода воздуха при этом составляла как и в способе-прототипе - 10000 м /ч, средний расход воды 3390 кг/ч, т.е. на

110 кг/ ч меньше.

Пробег катализатора длился 8 мес. энергозатраты, составляли 5,83 Гкал/т, выпуск формальдегида составил

60360 т/год.

При управлении процессом как базовым, так и предложенным способом, прочие усредненные режимные параметры оставались неизменными: температу55

В регуляторе 8 выполняется операция (1оо- -x„) к, =х„, Х

Х,,где Х вЂ” сигнал, управляющий расходом воды. ра в реакторе 670 g 2 С, уровень в испарителе 70 + 51, плотность спиртоводной смеси — 70 + 2X, расход метанола в смеситель - 7 «+ 0,1 т/ч.

В качестве датчика плотности использовали датчик типа ПЖДБ.

Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет оптимизироЪ

7 1606506 8 вать производственный процесс за счет повышения производительности процесса окисления (на 360 т/год), увеличения срока службы катализатора (на

2 мес.), снижения энергозатрат на испарение спиртоводной смеси (на

70 Икал/т). билизацию уровня смеси в спиртоиспарителе изменением подачи метанола в смеситель и температуры в реакторе изменением расхода теплоносителя в спиртоиспаритель, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и снижения расхода теплоносителя, дополнительно измеряют влажность воздуха, по измеренным значениям расхода воздуха и его влажности определяют расход воды, поступающей с воздухом, вычисляют соотношение расхода воды, поступающей с воздухом, и расхода метанола., и дополнительно корректируют подачу воды пропорционально вычисленному соотношению расходов.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом получения формальдегида, включающий регулирование соотношения расходов воды и метанола в смесителе изменением подачи воды с коррекцией по плотности смеси, регулирование подачи воздуха в спиртоиспаритель, стаСоставитель Г. Огаджанов

Редактор Т. Лазоренко Техред И.Ходанич Корректор C. Шевкун, Заказ 3527

Тираж 345

Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,!01