Способ автоматического управления процессом окисления диацетон-l-сорбозы
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 941
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
° (61 ) Допол н ител ьное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 21.11.80 (21) 3009391/23-26 (5! )М. Кл.
С 07 В 3/00
G 05 P 27/00 с присоединением заявки ¹
1ввуАарствсн3вй квинтет
СССР (28 } Приоритет во лвлаи взебретеккй я открытка
Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25
Дата опубликования описания 07.07.82 (53) УДК 66.012° 52 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. Э. AHHcHMos, К. Б. Пввьввк, Х. И. Гурввков, Я. И"рврввтив — —; и А. Д. Козлов
1 (Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика".: (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ
ОКИСЛЕНИЯ ДИАЦЕТОН вЂ” L — СОРБОЗЫ!
Изобретение относится к способам автоматического управления процессом окисления диацетон-L-сорбозы и может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности.
Известен способ автоматического управления процессом окисления диацетон-1-сорбозы путем изменения расходов растворов диацетон-L-сорбоэы, гипохлорита натрия и сернокислого никеля, стабилизации температуры верха и контроля температуры низа колонны (1).
Указанный: способ не обеспечивает стабильный выход продукта, так как при работе колонны изменяется расход диацетон-1 -сорбоэы (100 вес.%) эа счет колебания концентрации диацетон-L-сорбозы в исходном растворе, что отражается на качестве продукта. По,мимо этого, при использовании известного способа отсутствует стабилизация температуры низа колонны, которая оказывает существенное влияние на тепловой режим процесса, На температуру низа колонны влияют температуры растворов диацетон-L-сорбозы и гипохло рита натрия.
Известен также способ автоматического управления процессом окисления диацетон-L-сорбозы путем регулирования подачи раствора диацетон-1-сорбозы в зависимости от его расхода и концентрации, подача раствора сернокислого никеля в зависимости от расходов растворов диацетон-1 -сорбозы и гипохлорита натрия, подачи раствора гипохлорита натрия, стабилизации температуры низа колонны воздействием на подачу горячей воды в теплообменник и верха колонны воздействием на подачу холодной воды в рубашку верхней части колонны 121
Недостатком указанного способа управления является то, что он не обеспечивает достаточно высокой производительности колонны и высокого выхода целевого продукта, так как отсутствует автоматическая дозировка активного хлора, подаваемого с раствором гипохлорита натрия, на заданное количество диацетон- L сорбоэы,обеспечивающее полное окисление. Способ также не учитывает влияния величины нагрузки, температуры низа колонны окисления и концентрации сернокислого нике941338
ЭО
Vc У1бЧ1
Э ля и активного хлора в реакционной массе на расположение реакционной зоны по высоте аппарата. При увеличении нагрузки все зто приводит к тому, что реакционная зона смещается вверх по высоте колонны и выходит за пределы аппарата. Выход натриевой соли гидрата диацетон-2-кето-1 -гулоновой кислоты становится низким (60 — 70% от теоретического), производительность аппарата снижается.
Кроме того, ухудшаются качественные по- 10 казатели окисленного раствора (остаточные концентрации диацетон-L-сорбозы и активного хлора превышают допустиые регламентные значения).
Целью изобретения является повышение производительности колонны и выхода целевого продукта.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подачу раствора сернокнслого никеля корректируют в зависимости от концентрации растворов диацетон-L-сорбозы и сериокислого никеля и температуры низа колонны, а подачу раствора гипохлорита натрия регулируют в зависимости от концепт° рации раствора гипохлорита натрия, расхода и концентрации раствора диацетон-1-сорбозы и температуры низа колонны.
При различных нагрузках и температуре низа колонны данный способ реализует такие технологические режимы, при которых реакция окисления протекает в пределах аппарата наиболее полно.
Экспериментальные исследования на промышленном объекте позволяют описать указанные режимы уравнениями:
35 где С1О,4„,а<,b<,Ь, Ь1-константы, определяемые экспериментально;
С,,С<р>- концентрация диацетон-1 -сорбозы, активного хлора и сернокислого никеля во входных потоках соответственно, г/л;
Ч...Ч Ч - расходы растворов диацетон-(:сорбозы, гипохлорита натрия и серно. кислого никеля соответственно, л/ч;
T -температура низа колон. ны окисления, С.
На чертеже приведен пример реализации данного способа управления.
Процесс проходит в колонне 1 окисления, в нижнюю часть которой непрерывно подают раствор диацетон-1.-сорбозы через обогревающий теплообменник 2 и раствор гипохлорита натрия. Раствор сернокислого никеля непрерывно поступает непосредственно в линию подачи раствора диацетон- L-сорбоэы. Тепло, выделяемое в процессе, снимается охлаждающей водой, подаваемой в рубашку верха колонны 1. С верха колонны 1 непрерывно отбирается окисленный раствор. Измерение концентрации диацетон-1 -сорбоэы, сернокислого нике-. ля и активного хлора в растворах осуществляют концентратомерами 3, 4 и 5 соответственно. Измерение расходов растворов диацетон-L-сорбозы, сернокислого никеля и гипохлорита натрия осуществляют расходомерами
6,7 и 8 соответственно, а измерение температуры низа и температуры верха колонны
1 осуществляют измерителями температуры
9 и 10 соответственно. Первый функциональный блок 11 связан с выходами концентратомера 3 и расходомера 6 диацетон-L-сорбоэы и со входом регулятора 12 расхода раствора диацетон-L-сорбозы, связанного с расходомером 6. Концентратомеры 3 диацетон-L-сорбозы и 5 активного хлора, расходомер 6 диацетон-1.-сорбозы и измеритель температуры 9 низа колонны 1 связан со входом второго функционального блока
13, выход которого связан с сумматором
14, связанного также с выходом расходомера 6 диацетон-1-сорбоэы. Третий функциональный блок 15 связан с выходами концентратомеров 3 диацетон-L-сорбозы н 4 сернокислого никеля, расходомера 6 диацетон-L-сорбозы, измерителя температуры 9 низа колонны 1 и сумматора 14. Регулятор 16 расхода сернокислого никеля связан с выходами расходомера 7 и функционального блока 15. Регулятор 17 расхода раствора гипохлорита натрия связан с выходами расходомера 8 и функционального блока 13.
Регуляторы 18 и 19 температуры низа и верха колонны 1 .связаны с выходами измерителей температуры 9 и 10 соответственно.
Выходы регуляторов 12, 16 и 17 расходов растворов диацетон 1-сорбозы, сернокислого никеля и гипохлорита натрия связаны с клапанами 20, 21 и 22 на линиях подачи растворов диацетон-L-сорбозы, сернокислого никеля и гипохлорита натрия соответственно.
Выход регулятора 18 температуры низа колонны 1 связан с клапаном 23 на линии подачи горячей воды в теплообменник 2.
Выход регулятора 19 температуры верха колонны 1 связан с клапаном 24 на линии
94133 подачи холодной воды в рубашку верха ко-, лонны. 1.
Способ осуществляют следующим образом.
Контур регулирования, включающий концентратомер 3, функциональный блок 11, расходомер 6, регулятор 12 и клапан 20, обеспечивает стабилизацию подачи диацетон-L-сорбозы. Контур регулирования, содержащий расходомер 7, регулятор 16 и клапан
21, обеспечивает стабилизацию расхода раст- 10 вора сернокислого никеля. Контур регулирования, содержащий расходомер 8, регулятор
17 и клапан 22, обеспечивает постоянство расхода раствора гипохлорита натрия. Контур регулирования, содержащий измеритель 9 температуры, регулятор 18 и клапан 23, обеспечивает стабилизацию температуры низа колонны 1 воздействием на подачу горячей воды в теплообменник 2 подогрева раствора диацетон-L-сорбоэы, а контур регулирования, со- 20 держащий измеритель 10 температуры, регулятор 19 и клапан 24, стабилизирует температуру верха колонны 1 воздействием на подачу холодной воды в рубашку верха колонны
1. Функциональный блок 13 выдает управляющий сигнал регулятору 17 на изменение расхода раствора гипохлорита натрия. Функциональный блок 15 совместно с функциональным блоком 13 и сумматором 14 выдает управляющий сигчал регулятору !6 на изменение30 расхода раствора сернокислого никеля. С изменением, например уменьшением, концентрации диацетон-L-сорбозы в раствор, измеряемой концентратомером 3, уменьшается величина этого параметра, подаваемого на вход функционального блока 11, в результате чего уменьшается произведение концентрации диацетон-L-сорбозы в растворе на его расход, заданное в функциональном блоке 11. Сигнал
11 рассогласования с функционального блока 40
11 поступает в регулятор 12 расхода раствора диацетон-L-сорбозы и увеличивает соответственно его величину. Сигналы с концентратомеров 3 и 5 диацетон-L-сорбозы и активного хлора, расходомера 6 и измерителя 9 тем- 45 пературы низа колонны 1 поступают на вход функционального блока 13, реализующего зависимость (1). При ct „и 0 больших нуля, и изменении, например увеличении, температуры низа колонны 1 и изменении, напри50 мер уменьшении, концентрации активного хлора в растворе гипохлорита натрия блок 13 выдает управляющий сигнал регулятору 17 на увеличение расхода раствора гипохлорита натрия. Сигнал с выхода функционального блока 13 через сумматор 14, на вход кото55 рого подается также сигнал с расходомера 6, поступает на вход функционального блока 15.
На вход блока 15 поступают также сигналы с
8 6 концентратомеров 3 и 4 диацетон-L-сорбозы и сернокислого никеля, расходомера 6 и измерителя температуры 9 низа колонны 1.
Функциональный блок 15 реализует зависимость (2). При ф, большем нуля, и 5< меньшем нуля, и изменения, например уменьшении, температуры низа колонны 1, изменении, например увеличении расхода раствора гипохлорита натрия и изменении, например уменьшении, концентрации сернокислого никеля в растворе. блок 15 выдает управляющий сигнал регулятору 16 на увеличение расхода раствора сернокислого никеля. При одновременном изменении концентрации диацетон- -сорбозы, сернокислого никеля, активного хлора в растворах, расходов диацетон-Lсорбозы и гипохлорита натрия, температуры низа колонны 1 блоки 13 и 15 вьщают сигналы регуляторам 17 и 16 соответственно, чем обеспечиваются такие расходы растворов гипохлорита натрия и сернокислого никеля, при которых постоянно имеется необходимый избыток окислителя над сырьем и такая концентрация сернокислого никеля в реакционной массе, при которых зона реакции по высоте колонны l смещается в наиболее нижнее положение при заданной нагрузке и температуре низа колонны окисления.
Использование данного способа управления процессом окисления диацетон-L-сорбозы в производстве аскорбиновой кислоты позволяет увеличить выход натриевой соли диацетон-2-кето-L-гулоновой кислоты на 9% и повысить производительность колонны окисления на 17 — 20 o за счет оптимального ведения процесса.
Формула изобретения
Способ автоматического управления процессом окисления диацетон-L-сорбозы путем регулирования подачи раствора диацетон- -сорбозы в зависимости от его расхода и концентрации, подачи раствора сернокислого никеля в зависимости от расходов растворов диацетон-L-сорбозы и гипохлорита натрия, подачи раствора гипохлорита натрия, стабилизации температуры низа колонны воздействием на подачу горячей воды в теплообменник и верха колонны воздействием на подачу холодной воды в рубашку верхней части колонны, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности колонны и выхода целевого продукта, подачу раствора сернокислого никеля корректируют в зависимости от концентрации растворов диацетон-!-сорбозы и сернокислого никеля и температуры низа колонны, а подачу раствора гипохлорита натрия регулируют в зависимости от концентрации
941338
Вкисленнна ра сто
Меацвтом l. copsuaii
Расяев бр серкокисаово
ВНИИПИ Заказ 4755/5 Тираж 445 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4
7 раствора гипо аорита натрия, расхода и кон центрации,раствора диацетон- L-сорбозы и температуры низа колонны.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Труды Всесоюзной научно-технической конференции по производству аскорбиновой кислоты. Белгород, 1974, с. 64.
2. Авторское свидетельство СССР Н 566811, кл. С 07 В 3/00, 1976.
