Lösung

Kontinuierliche Reaktionen nutzen Pumpen zur Materialzufuhr, wodurch chemische Reaktionen im kontinuierlichen Durchflussverfahren ablaufen können. Eine typische Durchflussapparatur umfasst acht zentrale Funktionsbereiche: Zufuhrzone für Flüssigkeit und Reagenzien, Mischzone, Reaktionszone, Abschreckzone, Druckregulierungszone, Sammelzone, Analysezone und Reinigungszone

Das Gerät ist mit einem Rührwerk, einem Echtzeit-Temperatur- und Drucküberwachungssystem sowie Sicherheitsventilen ausgestattet. Es nutzt eine Durchflussregelung mit konstantem Verhältnis und eine segmentierte Anpassung des Wärmeaustauschmediums, um eine stabile Steuerung verschiedener Schlüsselparameter während des Reaktionsprozesses zu gewährleisten und somit eine grundlegende Garantie für Reaktionseffizienz und -sicherheit zu bieten

Problempunkt 1

Die Temperatur kann leicht außer Kontrolle geraten

Da die Reaktionswärme und die Reaktionstemperatur in kontinuierlichen Reaktoren meist in einer positiven Rückkopplungsbeziehung stehen,besteht bei chemischen Reaktionen die Gefahr eines unkontrollierten Temperaturanstiegs, der die Stabilität des Prozesses beeinträchtigen und somit Sicherheitsrisiken verursachen kann.

Der kontinuierliche Katalysereaktor kombiniert einen Rohrofen mit einem automatisierten Steuerungssystem. Der Rohrofen verfügt über drei Heizzonen mit doppelwandiger Konstruktion und einem busbasierten Temperaturregelmodul. Jede Heizzone kann intelligent per PID-Regelung geregelt werden, wodurch ein geschlossener Regelkreis für die Reaktionstemperatur entsteht. Die drei Temperaturzonen ermöglichen eine unabhängige Temperaturregelung und differenzierte Temperatureinstellungen, was den Bedienkomfort und die Temperaturgenauigkeit deutlich verbessert

Katalysatorverlust

Schmerzpunkt 2

Da Katalysatoren das zentrale Medium für kontinuierliche katalytische Reaktionen darstellen, beeinflussen Verlust und Alterung der Katalysatoren den Reaktionseffekt direkt

Das Experiment wird vollautomatisch per Fernsteuerung durchgeführt. Die Steuerung nutzt das AUEX-Modul zur Online-Erkennung und -Überwachung mehrdimensionaler Signaldaten, die wichtige Parameter wie Katalysatoralterungstemperatur, Systemwasservolumen und Reaktionsdruck umfassen. Sie generiert in Echtzeit Datenkurven, die den Fluidisierungszustand des Katalysators während des Alterungsprozesses anschaulich darstellen. Gleichzeitig sind Alarmschwellenwerte für Überdruck, Übertemperatur und niedrigen Flüssigkeitsstand voreingestellt. Bei Überschreitung dieser Schwellenwerte werden automatisch akustische und optische Alarme aktiviert. Dies gewährleistet einen umfassenden Sicherheitsmechanismus zur Reduzierung von Katalysatorverlusten

Lösung

Synergie zwischen AUEX und Temperaturregelung

Die Steuerung interagiert in Echtzeit mit dem AUEX-Modul, um die Zufuhr und das Mischungsverhältnis von Flüssigkeiten und Reagenzien präzise zu regeln und so die vollständige Integration der Materialien gemäß den Prozessanforderungen sicherzustellen.Bevor das Produkt in den Endsammelbereich gelangt, hält das System durch dynamische Druckanpassung einen Hochdruckzustand aufrecht, um eine ausreichende Reaktion zu gewährleisten. Gleichzeitig überwacht es in Echtzeit die Daten des Flüssigkeitsstandmessumformers und löst automatisch einen Alarm aus, sobald der Wasserstand unter den voreingestellten Schwellenwert fällt. Dadurch werden Geräteausfälle und Reaktionsstörungen aufgrund zu niedriger Flüssigkeitsstände vermieden.

Der Bus-Temperaturregler nutzt einen intelligenten PID-Temperaturregelungsalgorithmus, um mehrere Temperaturparameter wie die Temperatur am Reaktorpunkt und die Temperatur des Einlassmaterials zu koordinieren und zu steuern,die Temperaturfeldverteilung im Ofen zu optimieren, einen Temperaturfeldausgleich zu erreichen, das Problem des Temperaturanstiegs effektiv zu lösen, vollständigere chemische Reaktionen zu fördern und die Produktumwandlungsrate und -reinheit zu verbessern.

Energieverbrauch und Effizienz optimieren

Anwendungseffekt

Auf Basis der Daten des AUEX-Moduls und des Temperaturregelsystems optimiert der Regler die Umwälzrate des Wärmeträgermediums und die Heizleistungsverteilung. Dadurch wird der Energieverbrauch gesenkt und gleichzeitig die Reaktionseffizienz sichergestellt. Durch die präzise Steuerung des Materialmischungsverhältnisses und der Reaktionstemperatur werden Nebenreaktionen reduziert, die Rohstoffausbeute und die Produktausbeute verbessert sowie die Belastung nachfolgender Reinigungsprozesse verringert. Dies führt zu einer Steigerung der Gesamteffizienz des Prozesses