[發明專利]一種反應釜溫度控制系統及方法

在審

• 申請號: 201711422123.4
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107930563A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 徐學明;熊俊;李天龍;王鋒
• 申請（專利權）人: 杭州普適自動化工程有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 劉靜,邱啟旺

1.一種反應釜溫度控制系統，其特征在于，包括帶夾套/盤管的反應釜、內循環泵、第一溫度計、第二溫度計、第三溫度計、高溫換熱介質進口開關閥、常溫換熱介質進口開關閥、低溫換熱介質進口開關閥、高溫換熱介質出口開關閥、常溫換熱介質出口開關閥、低溫換熱介質出口開關閥、夾套/盤管出口調節閥和止回閥；

所述第一溫度計置于反應釜上，用于測量反應釜內溫度；所述第二溫度計置于反應釜夾套/盤管進口處，用于測量反應釜夾套/盤管進口溫度；所述第三溫度計置于反應釜夾套/盤管出口處，用于測量反應釜夾套/盤管出口溫度；

高溫、常溫和低溫進口管路匯總到換熱介質進口總管后，通過內循環泵連接反應釜夾套/盤管進口；反應釜夾套/盤管出口通過換熱介質出口總管分別連接高溫、常溫和低溫出口管路，在換熱介質出口總管上設置夾套/盤管出口調節閥；三個進口管路、換熱介質進口總管、內循環泵、反應釜夾套/盤管、換熱介質出口總管、夾套/盤管出口調節閥、三個出口管路形成換熱介質外循環系統；

在反應釜夾套/盤管出口和夾套/盤管出口調節閥之間的換熱介質出口總管上設置內循環支路，在內循環支路上設有止回閥，內循環支路的末端連通三個進口管路與內循環泵之間的換熱介質進口總管；反應釜夾套/盤管、內循環支路、止回閥、內循環泵形成換熱介質內循環系統；

所述第一溫度計、第二溫度計、第三溫度計、高溫換熱介質進口開關閥、常溫換熱介質進口開關閥、低溫換熱介質進口開關閥、高溫換熱介質出口開關閥、常溫換熱介質出口開關閥、低溫換熱介質出口開關閥和夾套/盤管出口調節閥均連接溫度控制裝置；所述溫度控制裝置包含兩個PID控制回路，分別為反應釜內溫度PID控制回路和夾套/盤管進出口溫度PID控制回路，控制精度更高。

2.根據權利要求1所述的一種反應釜溫度控制系統，其特征在于，在反應釜夾套/盤管出口和夾套/盤管出口調節閥之間的換熱介質出口總管上設置泄壓支路，在泄壓支路上設有安全閥，泄壓支路末端連通高溫出口管路。

3.根據權利要求1所述的一種反應釜溫度控制系統，其特征在于，采用三個溫度計進行溫度控制，能夠適應不同溫度控制策略，可以采用夾套/盤管測溫點控制，也可以采用反應釜測溫點控制，還可以采用不同測溫點溫差進行控制。

4.根據權利要求1所述的一種反應釜溫度控制系統，其特征在于，采用開關閥控制三種不同溫度換熱介質，實際溫度與設定溫度有偏差時，能夠自動開啟任一種換熱介質，對反應釜溫度進行調整；通過改變夾套/盤管出口調節閥開度，調整進入內循環和外循環換熱介質的量，實現精確控溫。

5.一種利用權利要求1-4任一項所述系統進行反應釜溫度控制的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)設定預期的反應釜反應溫度T，反應釜內溫度PID控制回路的第一階段積分時間t1和第二階段積分時間t2；

(2)反應釜升溫：反應引發階段需要加熱時，設定反應釜夾套/盤管進口溫度T1，反應釜內第一階段溫度T2，反應釜內第二階段溫度T3，其中，T1＞T，T2<T3<T；設定反應釜夾套/盤管進口溫度上限Tmax和下限Tmin；控制高溫換熱介質進口開關閥和高溫換熱介質出口開關閥打開，控制夾套/盤管出口調節閥全開，換熱介質處于外循環系統；加熱過程中，當實時采集的反應釜夾套/盤管進口溫度未達到設定反應釜夾套/盤管進口溫度T1時，通過夾套/盤管進出口溫度PID控制回路控制夾套/盤管出口調節閥的開度，換熱介質同時處于外循環、內循環系統；

(3)反應釜控溫第一階段：當實時采集的反應釜夾套/盤管進口溫度達到設定反應釜夾套/盤管進口溫度T1，反應釜內溫度達到設定反應釜內第一階段溫度T2時，反應釜內溫度PID控制回路積分時間切換至t1，反應釜內溫度PID控制回路根據實時采集的反應釜內溫度調節夾套/盤管出口調節閥開度，換熱介質同時處于外循環、內循環系統，反應釜內溫度繼續升高；在控溫過程中，當實時采集的反應釜夾套/盤管進口溫度高于溫度上限Tmax時，切斷高溫換熱介質進口開關閥和高溫換熱介質出口開關閥；當實時采集的反應釜夾套/盤管進口溫度低于溫度下限Tmin時，控制高溫換熱介質進口開關閥和高溫換熱介質出口開關閥處于打開狀態；

(4)反應釜控溫第二階段：當實時采集的反應釜內溫度達到設定反應釜內第二階段溫度T3時，反應釜內溫度PID控制回路積分時間切換至t2，反應釜內溫度PID控制回路根據實時采集的反應釜內溫度調節夾套/盤管出口調節閥開度，換熱介質同時處于外循環、內循環系統，控制反應釜內溫度為T±1℃；在控溫過程中，當實時采集的反應釜夾套/盤管進口溫度高于溫度上限Tmax時，切斷高溫換熱介質進口開關閥和高溫換熱介質出口開關閥；當實時采集的反應釜夾套/盤管進口溫度低于溫度下限Tmin時，控制高溫換熱介質進口開關閥和高溫換熱介質出口開關閥處于打開狀態。