化學反應器的控制要求

在設計化學反應器自動控制系統(tǒng)時，一般要考慮下列要求。

1.控制指標

根據(jù)反應器類型及其所進行的反應的不同，其控制指標可以選擇反應轉化率、產(chǎn)品的質量、產(chǎn)量或收率等直接指標，或與它們有關的間接工藝指標，例如溫度、壓力、溫差等。

2.物料平衡控告

對于化學反應來說，從穩(wěn)態(tài)角度出發(fā)，流入量應等于流出量，如有可能需常常對主要物料進行流量控制。另外，在有一部分物料循環(huán)的反應系統(tǒng)內，應定時排放或放空系統(tǒng)中的惰性物料，

3.能量平衡控制

要保持化學反應器的熱量平衡，應使進入反應器的熱量與流出的熱量及反應生成熱之間相互平衡。能量平衡控制對化學反應器來說至關重要，它決定了反應器的安全生產(chǎn)，也間接保證化學反應器的產(chǎn)品質量達到工藝的要求。

4.約束條件控制

要防止工藝參數(shù)進入危險區(qū)域或不正常工況，為此，應當配置一些報警、聯(lián)鎖和選擇性控制系統(tǒng)，進行安全界限的保護性控制。

(二)釜式反應器的溫度控制

釜式反應器在化學工業(yè)中應用十分廣泛，除應用于聚合反應外，還應用于有機染料、農(nóng)藥等行業(yè)。反應溫度的測量與控制是實現(xiàn)釜式反應器最佳操作的關鍵問題。下面主要針對溫度控制進行討論。

1.控制進料溫度

物料經(jīng)過預熱器(或冷卻器)進入反應釜。通過改變進入預熱器(或冷卻器)的熱劑量(或冷劑量),來改變進入反應釜的物料溫度，從而達到維持釜內溫度恒定的目的。

2.改變傳熱量

控制釜溫

由于大多數(shù)反應釜均有傳熱面，以引人或移去反應熱，所以用改變引入傳熱量來實現(xiàn)溫度控制。

圖2-31為一帶夾套的反應釜。當釜內溫度改變時，可用改變加熱劑(或冷劑)流量的方法來控制釜內溫度。這種方案的結構比較簡單，使用儀表少，但由于反應釜容量大，溫度滯后嚴重，特別是當反應釜用來進行聚合反應時，釜內物料黏度大，熱傳遞較差，混合又不易均勻，很難使溫度控制達到嚴格的要求。

3.串級控制

針對反應釜滯后較大的特點，可采用串級控制方案。