Способ автоматической защиты потенциально опасных химико- технологических процессов

 

ОП И САНИ Е.ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕДЬСТВУ

1i i1 64452I

Союз Советских

Социалистических

Республик (g1) Дополнит ельное к авт. свиЛ-ву (22) Заявлено 07.09.77 (21) 2522156/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) Л!. Кл.а

В 01J 1/00

В 01J 3/00

G 05D 27/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 66.012-52 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. П. Таран, П. А. Обновленский, Л. А. Мус -oa; -- — - --—

Г. H. Никищенкова, Н. В. Лобанов и Л. М. Па ина.;-,-;,:;--.. .-,".

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт имени Ленсовет и

li: . »-à= (71) Заявитель

511-, ", Ó . .(,"(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОД ЗАЩИТЫ й, ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к способам защиты потенциально опасных процессов, проводимых в конденсированной фазе, в которых для целей обеспечения безопасности необходимо на развитой стадии пред- 5 аварийной ситуации прекращать процесс путем использования защитного воздействия типа «сброс реакционной массы». Данный способ защиты может найти применение в химической промышленности преиму- 10 щественно на тех процессах, где аварийная ситуация развивается быстро, причем имеется опасность взрыва как в конденсированной, так и в газовой фазе.

Известен способ противоаварийной за- 15 щиты процесса нитрования в жидкой фазе путем подачи нитрующего агента, формирования первоначальных защитных воздействий и сброса реакционной массы по температуре газовой фазы (1). 20

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматической защиты потенциально опасных химико-технологических процессов путем регулирования вытяжки газовой фазы в за- 25 висимости от разряжения в реакторе и подачи дозируемых компонентов в зависимости от концентрации опасной составляющей в газовой фазе на выходе из реактора, в котором в зависимости от разряжения З0 осуществляют сброс реакционной массы из реактора при измененном направлении вращения мешалки в зависимости от концентрации опасной составляющей в жидкой фазе (2).

Недостатками известного способа являются следующие: способ может быть использован только в случае применения мешалок, обладающих значительным насосным действием (например, винтовых и пропеллерных), кроме того, мешалка перестает действовать в качестве насоса в конце сброса, таким образом, способ не всегда применим и недостаточно эффективен.

Целью изобретения является сокращение времени сброса и исключение опасности образования взрывоопасного состава паровоздушной смеси над поверхностью конденсированной реакционной массы вследствие подсоса воздуха в реактор при сбросе.

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с началом сброса реакционной массы из реактора в его полость подают инертный газ под стаоилизированным давлением.

На чертеже представлена схема установки, реализующей способ.

Способ осуществляется следующим образомм.

644521

3

В случае возникновения предаварийной ситуации от реактора с рубашкой 1 и мешалкой 2 с помощью отсечных клапанов 3 отключаются (для целей осуществления первичного защитного управляющего воздействия) линии подачи исходных реагентов. Одновременно клапаном 4 открывается поток жесткого хладагента через патрубок 5, рубашку реактора и патрубок б. daтем, если указанное воздействие не вызвало возвращения опасных параметров к норме, к реактору подключается с помощью клапана 7 аварийного сброса и соответствующего трубопровода аварийная емкость и посредством клапанов 8 и 9 осуществляется подключение к полости реактора технологического трубопровода, поставляющего азот под стабилизированным давлением, равным 0,5 Рпр, где Р,р — давление срабатывания предохранительной мембраны 10, с одновременным отключением технологической линии, связывающей реактор с атмосферой. При этом в течение процесса сброса подача азота в реактор осуществляется таким образом, что суммарное давление азота и парогазовой смеси в реакторе остается постоянным и равным 0,5 Р р, т. е. на определенную величину (5О /О) ниже давления Рр. Все операции осуществляются автоматически по сигналам от первичных преобразователей.

Процесс сброса от его начала до конца происходит при наперед заданном постоянном давлении, существенно превышающем давление столба нитромассы в реакторе, но значительно меньшем давления срабатывания предохранительной мембраны. Указанное условие осуществляется как при наличии в реакторе усиленного выделения парогазовой смеси, так и при отсутствии этого явления.

Входной сигнал на систему автоматической защиты по параметру, прогнозирующему наступление предаварийной ситуации (например, по температуре, другими примерами параметров могут быть тепловая мощность реактора и состав реакционной массы), поступает от датчика 11 через первичный преобразователь 12 (по схеме от термопары). Повышение температуры сверх заданного регламентом предмаксимального значения вызывает автоматическое управляющее воздействие первой ступени, приостанавливающее процесс путем отсечки подачи исходных реагентов в полость реактора и одновременно усиления подачи хладагента в его рубашку. В качестве указанного управляющего воздействия служит сигнал с регулятора 13 на клапаны 3 и 4. В случае недостаточности воздействия первой ступени повышение температуры сверх заданного регламентом максимального значения вызывает управляющее воздействие второй ступени, ликвидирующее процесс путем сброса реакционной массы в

4 аварийную емкость. В качестве управляющего воздействия второй ступени используется сигнал с регулятора 14 на клапан 7 и через регулятор 15 на клапаны 8 и 9.

Клапан О является нормально закрытым, а клапан 9 — нормально открытым. Регулятор 14 по опасному параметру имеет задание с большим приближением к аварийному значению, чем регулятор 13. регулятор 15 только в том случае пропускает сигнал на клапаны 8 и 9, если давление в полости реактора, измеряемое посредством датчика 16 и преобразователя

17, не окажется выше стабилизированного давления азота, равного 0,5 Р,р, подаваемого в реактор.

При выполнении указанного условия процесс сброса осуществляется от начала до конца при постоянном наперед заданном давлении, равном 0,5 Р р.

Данный способ обеспечивает сокращение времени аварийного сброса, что снижает вероятность перехода предаварийной ситуации в аварийную в течение процесса сброса и повышает безаварийность ведения химико-технологического процесса.

Снижение инерционности автоматической системы защиты позволяет повысить максимальное значение температуры (или иного параметра), вызывающее управляющее воздействие второй ступени, и приблизить его к аварийному. 3а счет этого, с одной стороны, возможны увеличение выхода и сокращение времени протекания процесса при проведении его в высокотемператур-. ном режиме, что характерно для многих процессов, например, нитрования, с другой стороны, повышение значения уставки системы защиты приводит к сокращению частоты срабатываний системы, приводящих к полному прекращению процесса.

Следовательно, технологические потери в течение определенного времени, обусловленные рабочими срабатываниями системы защиты и связанные с потерями исходных и целевых продуктов, затратами на элекро- и водоснабжение, обслуживающий персонал и т. д,, уменьшаются.

Формула изобретения

Способ автоматической защиты потенциально опасных химико-технологических процессов путем сброса реакционной массы из реактора, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени сброса и исключения опасности образования взрывоопасного состава паровоздушной смеси над поверхностью конденсированной реакционной массы вследствие подсоса воздуха в реактор при сбросе, одновременно с началом сброса реакционной массы из реактора в его полость подают инертный газ под стабилизированным давлением, 644521

Составитель М. Белавина

Техред С. Антипенко

Редактор Т. Пилипенко

Корректор О. Тюрина

Заказ 2459/11 Р1зд, Ne 833 Тираж 876 Подписное

FilIO Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раугпская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 339308, кл. В 01J 1/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 463655, кл. С 07В 11/00, G 05P 27/00, 1975.