[发明专利]一种反应釜温度控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种反应釜温度控制的方法，包括以下步骤：通过反应釜内的釜内温度计测得反应釜内物料的实际温度，测得的实际温度反馈至控制系统中，控制系统将反馈回来的物料的实际温度与设定温度值进行比较，通过PID控制模块输出一个虚拟输出值；控制系统通过阀门开闭转化模块将PID控制模块输出的虚拟输出值转化成转化成高温介质、低温介质切换阀门的开闭切换以及高温介质、低温介质流量调节阀的开启度变化。采用上述技术方案后，本发明可对釜内温度实现PID控制，温度控制精度高，稳定性好；实现容易，自动化程度高，控制精度好，操作简单，安全可靠。

技术领域

本发明涉及材料化工领域，尤其涉及一种反应釜温度控制系统及方法。

背景技术

在化工行业，反应釜是一种广泛使用的生产设备。在生产过程中，有许多条件因素影响着产品质量，其中，反应温度的控制是决定产品质量和设备安全性最重要的因素。如何实现对反应釜温度的精准、便捷和节能控制是化工设备设计与制造的重要环节。

在化工生产中，许多物料合成采用间歇反应过程，间歇反应过程中存在不同阶段，导致整个反应过程非常复杂。传统上，对反应釜进行加热或者冷却是通过分别采用高温介质(如热导热油、热水)或低温介质(如冷导热油、冷水、冷冻盐水)进行热交换来实现的。为了适应工艺要求，常常在加热后需要立刻进行冷却，此时需要将反应釜夹套内的高温介质直接切换为低温介质。在高温介质与低温介质直接切换的时候，会引发反应釜温度的大幅度波动，特别是高温介质与低温介质温差较大的时候，这种波动尤为明显。此外，高温、低温介质的频繁交换，导致高温介质混进低温介质或者低温介质混进高温介质，导致加热高温介质及冷却低温介质的能耗较大。

针对这一问题，也有在反应釜内部将高温、低温介质隔绝进行控温的方式。比如，在反应釜中采用夹套与盘管搭配，热介质走盘管，冷介质走夹套的方式。然而，这种设计导致反应釜结构复杂，设备制造难度大，而且这种方式无法制造小型反应釜。另有专利(徐学明.一种反应釜温度控制系统[P]，2018,CN 207838978)提出了一种新的反应温度控制方式，该控制方式中，采用了三种不同温度的导热介质，第一种是比反应温度高的高温介质，用于反应釜的加热；第二种是介质温度跟反应温度接近的常温介质，用于对反应釜保温；第三种是比反应温度低的低温介质，用于对反应釜冷却。该方式可实现温度的精确控制，但需要采用三种温度的介质，共用工程复杂，能耗较大；此外，该控温方案中每个反应釜都需要导热介质内循环泵，导致反应装置复杂，特别是在多套反应釜的情况下尤为明显。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种反应釜温度控制系统及方法，能够克服现有的技术中高温介质、低温介质切换频繁、反应釜结构或者控制硬件结构复杂以及能耗偏大的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种反应釜控制系统，其结构包括带导热介质夹套的反应釜、釜内温度计、高温介质进口流量调节阀、高温介质进口切换阀、高温介质出口切换阀、低温介质进口流量调节阀、低温介质进口切换阀和低温介质出口切换阀以及控制系统；

所述的釜内温度计装于釜内，用于测量反应釜内反应物料的温度并反馈至控制系统；

所述控制系统分别与高温介质进口流量调节阀、高温介质进口切换阀、高温介质出口切换阀、低温介质进口流量调节阀、低温介质进口切换阀、低温介质出口切换阀相连接，用于控制高温介质或者低温介质通过反应釜的夹套对反应釜内部反应物料加热或者冷却以达到将温度控制在需要的范围；

所述反应釜的底部上设置有一介质总进口管路，所述介质总进口管路上并联有低温介质进口管道、高温介质进口管道，所述低温介质进口管道上设置有低温介质进口切换阀、低温介质进口流量调节阀，所述高温介质进口管道上设置有高温介质进口切换阀、高温介质进口流量调节阀，所述反应釜的顶部上设置有一介质总出口管路，所述介质总出口管路上并联有低温介质出口管道、高温介质出口管道，所述低温介质出口管道上设置有低温介质出口切换阀，所述高温介质出口管道上设置有高温介质出口切换阀。