JPS62168541A - バッチ式反応器の異常診断方法 - Google Patents
バッチ式反応器の異常診断方法Info
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- JPS62168541A JPS62168541A JP61007324A JP732486A JPS62168541A JP S62168541 A JPS62168541 A JP S62168541A JP 61007324 A JP61007324 A JP 61007324A JP 732486 A JP732486 A JP 732486A JP S62168541 A JPS62168541 A JP S62168541A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/002—Avoiding undesirable reactions or side-effects, e.g. avoiding explosions, or improving the yield by suppressing side-reactions
-
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、反応器における反応プロセスの異常を診断す
る方法に関し、特に、反応モデルから求めた転化速度と
、反応器の内部温度およびジャケット温度を軸とした反
応軌道にもとづいて反応プロセスの異常を診断するよう
にした反応器の異常診断方法に関する。
る方法に関し、特に、反応モデルから求めた転化速度と
、反応器の内部温度およびジャケット温度を軸とした反
応軌道にもとづいて反応プロセスの異常を診断するよう
にした反応器の異常診断方法に関する。
［従来の技術］
石油化学工業等における反応器においては、一定の供給
量に対して製品の収率を最大にし、さらには必要なだけ
の純度を確保したりするために、反応プロセスを安定し
た状態に維持しなければならない。このためには、反応
生成物の物性を決定づける転化速度を安定した状態に維
持させることが、特に重要となる。
量に対して製品の収率を最大にし、さらには必要なだけ
の純度を確保したりするために、反応プロセスを安定し
た状態に維持しなければならない。このためには、反応
生成物の物性を決定づける転化速度を安定した状態に維
持させることが、特に重要となる。
しかし、従来、この種の反応器においては、反応生成物
の物性を決定づける、反応中の転化速度の推定を行なう
ことができないため、最終製品の流動性にもとづいたメ
ルト・インデックス（＋５ｅｌｔｉｎｄｅｘ ）測定な
どにより物性の試験を行なっていた。
の物性を決定づける、反応中の転化速度の推定を行なう
ことができないため、最終製品の流動性にもとづいたメ
ルト・インデックス（＋５ｅｌｔｉｎｄｅｘ ）測定な
どにより物性の試験を行なっていた。
［解決すべき問題点１
上述のように従来は、最終製品のメルト・インデックス
測定などにより物性を試験していたために１反応生成物
の物性変化を早期に検知することができなかった。その
ため、バッチ式重合反応器などにおいては、規格外製品
が発生すると、そのバッチによって反応加工させた全製
品の使用ができなくなり、大きな損害を招くことがあっ
た。
測定などにより物性を試験していたために１反応生成物
の物性変化を早期に検知することができなかった。その
ため、バッチ式重合反応器などにおいては、規格外製品
が発生すると、そのバッチによって反応加工させた全製
品の使用ができなくなり、大きな損害を招くことがあっ
た。
本発明は上記問題点にかんがみてなされたもので、反応
モデルにより原料の転化速度を予測するとともに、反応
器の温度を測定し、この転化速度と反応器温度の少なく
とも−・方から、反応状態すなわち、反応生成物の反応
中における物性変化を早期に検知して、反応器における
反応プロセスの異常を診断するようにした反応器の異常
診断方法の提供を目的とした。
モデルにより原料の転化速度を予測するとともに、反応
器の温度を測定し、この転化速度と反応器温度の少なく
とも−・方から、反応状態すなわち、反応生成物の反応
中における物性変化を早期に検知して、反応器における
反応プロセスの異常を診断するようにした反応器の異常
診断方法の提供を目的とした。
［問題点の解決手段］
上記目的を達成するため本発明の反応器の異常診断方法
は、反応器の反応プロセスにおいて、反応モデルから推
定した原料の転化速度と反応器の温度の少なくとも一方
より、反応器の反応状態の安定性を判定し、この判定結
果にもとづいて反応器の反応プロセスに異常があるか否
かを診断する方法とし、特に、反応モデルから推定した
原料の転化速度と反応器の温度の少なくとも一方をＣＲ
Ｔディスプレイ装置に表示し、この表示内容と予め求め
た転化速度９反応器の温度の表示内容とを比較して反応
器の反応状態の安定性を判定する方法としである。
は、反応器の反応プロセスにおいて、反応モデルから推
定した原料の転化速度と反応器の温度の少なくとも一方
より、反応器の反応状態の安定性を判定し、この判定結
果にもとづいて反応器の反応プロセスに異常があるか否
かを診断する方法とし、特に、反応モデルから推定した
原料の転化速度と反応器の温度の少なくとも一方をＣＲ
Ｔディスプレイ装置に表示し、この表示内容と予め求め
た転化速度９反応器の温度の表示内容とを比較して反応
器の反応状態の安定性を判定する方法としである。
［実施例〕
以下、本発明の実施例を第１図乃至第５図にもとづいて
説明する。
説明する。
まず、第１図にもとづき本実施例の方法を実施するため
の装置の構成について説明する。
の装置の構成について説明する。
第１図において、ｌは反応器であり、その周囲には反応
器１の内部温度を制御するジャケット２が設けである。
器１の内部温度を制御するジャケット２が設けである。
３はジャケット２に供給する冷却媒体の供給管で、熱交
換器４において冷却水と熱交換が行なわれ温度管理され
る。５は冷却水の供給管６に設けである温度制御用の流
量調節弁である。７は反応器１の内部温度を測定する温
度検出器、８はジャケット２の温度を測定する温度検出
器、９は冷却水の熱交換器４の入口温度を測定する温度
検出器、１０は冷却水の熱交換器４の出口温度を測定す
る温度検出器であり、推定演算装置１１に入力される。
換器４において冷却水と熱交換が行なわれ温度管理され
る。５は冷却水の供給管６に設けである温度制御用の流
量調節弁である。７は反応器１の内部温度を測定する温
度検出器、８はジャケット２の温度を測定する温度検出
器、９は冷却水の熱交換器４の入口温度を測定する温度
検出器、１０は冷却水の熱交換器４の出口温度を測定す
る温度検出器であり、推定演算装置１１に入力される。
推定演算装置１１は、予め設定しである転化速度の推定
演算式と、除熱速度演算式にもとづき、各温度検出器７
，８，９．１０からの測定値により原料の転化速度を算
出する。この推定演算装置ｌｌは、反応器ｌの内部にお
ける単位時間あたりの除熱量すなわち除熱速度、および
反応器１のジャケット２における単位時間あたりの除熱
量すなわち除熱速度を算出する機能と、単位時間あたり
の転化率すなわち転化速度を算出する機能とを備えてい
る。
演算式と、除熱速度演算式にもとづき、各温度検出器７
，８，９．１０からの測定値により原料の転化速度を算
出する。この推定演算装置ｌｌは、反応器ｌの内部にお
ける単位時間あたりの除熱量すなわち除熱速度、および
反応器１のジャケット２における単位時間あたりの除熱
量すなわち除熱速度を算出する機能と、単位時間あたり
の転化率すなわち転化速度を算出する機能とを備えてい
る。
１２はＣＲＴディスプレイ装置であり、推定演算装置１
１によって算出した転化速度と、温度検出器７，８で測
定された反応器１の内部温度およびジャケット２の温度
を表示する。また、ＣＲＴディスプレイ装置１２は、」
二記転化速度および温度を表示すると同時に、設計、制
御実績等にもとづいて予め求めた転化速度に関する許容
範囲等と、同様にして求めた反応器ｌの内部温度とジャ
ケット温度に関する許容範囲等を表示する。なお、ＣＲ
Ｔディスプレイ装置１２は、転化速度用と反応器温度用
のものとを別個に設けるのが一般的であるが、例えば、
一台を切り換えて使用したりすることも勿論可能である
。
１によって算出した転化速度と、温度検出器７，８で測
定された反応器１の内部温度およびジャケット２の温度
を表示する。また、ＣＲＴディスプレイ装置１２は、」
二記転化速度および温度を表示すると同時に、設計、制
御実績等にもとづいて予め求めた転化速度に関する許容
範囲等と、同様にして求めた反応器ｌの内部温度とジャ
ケット温度に関する許容範囲等を表示する。なお、ＣＲ
Ｔディスプレイ装置１２は、転化速度用と反応器温度用
のものとを別個に設けるのが一般的であるが、例えば、
一台を切り換えて使用したりすることも勿論可能である
。
次に、第２図のフローチャートにより実施例の方法につ
いて説明する。
いて説明する。
■ 各温度検出器７，８，９．１０によって反応器１の
内部温度と、ジャケット温度と、冷却水の熱交換器４の
入口温度および出口温度を測定する（第２図における１
０１の過程）。
内部温度と、ジャケット温度と、冷却水の熱交換器４の
入口温度および出口温度を測定する（第２図における１
０１の過程）。
■ 推定演算装置１１において、上記温度測定値にもと
づき、予め設定しである転化速度の推定演算式と、除熱
速度演算式により所定の演算を行ない、反応器内部にお
ける除熱速度とジャケットにおける除熱速度を算出し、
さらに転化温度を算出する（第２図における１０２の過
程）。
づき、予め設定しである転化速度の推定演算式と、除熱
速度演算式により所定の演算を行ない、反応器内部にお
ける除熱速度とジャケットにおける除熱速度を算出し、
さらに転化温度を算出する（第２図における１０２の過
程）。
Ｏ転化速度の推定演算式
％式％
ここでｋ。：頻度係数
Ｅａ ：活性化エネルギー
Ｒ：ガス定数
Ｏ反応器内部における除熱速度（単位時間あたりの除熱
量） ＱＪ＝ΔＨ−ＷＲ・γ−Ｃ□・ ＷＴ・ｄＴｐ／ｄｔ・
・・・・・ （２） Ｏジャケットにおける除熱速度（単位時間あたりの除熱
量） ＱＪ ＝ＵＡ （ＴＲ−ＴＪ ） ＝ Ｃｐｃ−Ｗｅ （Ｔｏｕｒ −ＴＩＮ） −・＝
（３）」二記（１）〜（３）式における記号は次の通
りである。
量） ＱＪ＝ΔＨ−ＷＲ・γ−Ｃ□・ ＷＴ・ｄＴｐ／ｄｔ・
・・・・・ （２） Ｏジャケットにおける除熱速度（単位時間あたりの除熱
量） ＱＪ ＝ＵＡ （ＴＲ−ＴＪ ） ＝ Ｃｐｃ−Ｗｅ （Ｔｏｕｒ −ＴＩＮ） −・＝
（３）」二記（１）〜（３）式における記号は次の通
りである。
γ：転化速度
Ｘ：転化率
ＣＡＴ ：触媒濃度
α：反応系により決定される定数
ＴＲ：反応物の上昇温度
ＴＪ ：ジャケット温度
ＴＴＮ：冷却水入口温度
ＴＯＬＩＴ ：冷却水出口温度
ΔＨ：反応熱
Ｃｐｃ：冷却水の平均比熱
ＱＪ ：除熱温度
ＷＲ：反応物質量
ＷＪ ：反応器内容物重量（反応物質および触媒）Ｗｃ
：冷却媒体の重量 Ｃｐ−二Ｗ丁の平均比熱 Ｕ：総括伝熱係数 Ａ：伝熱面積 ここで、（２）および（３）式より、単位時間あたりの
転化率、すなわち転化速度を求める。
：冷却媒体の重量 Ｃｐ−二Ｗ丁の平均比熱 Ｕ：総括伝熱係数 Ａ：伝熱面積 ここで、（２）および（３）式より、単位時間あたりの
転化率、すなわち転化速度を求める。
γ＝（１／（ΔＨ−ＷＲ））
ｌｃｐｃ−ＷＣ−（ＴＯＬＩＴ −ＴＩＮ） ＋Ｃｐ＊
・ＷＴ・（ｄＴＲ／ｄｔ）） ・・・・・・（４） となる。
・ＷＴ・（ｄＴＲ／ｄｔ）） ・・・・・・（４） となる。
■ 上記演算によって算出した転化速度をＣＲＴディス
プレイ装置１２に表示し、第３図に示すように、設計お
よび制御実績等より予め求めた転化速度の安定ゾーン、
警戒ゾーンあるいは不安定ゾーンのどの位置にあるか判
るように表示する（第２図における１０３の過程）。
プレイ装置１２に表示し、第３図に示すように、設計お
よび制御実績等より予め求めた転化速度の安定ゾーン、
警戒ゾーンあるいは不安定ゾーンのどの位置にあるか判
るように表示する（第２図における１０３の過程）。
■ 転化速度のＣＲＴディスプレイ装置１２への表示と
同様に、反応器ｌの内部温度とジャケット温度を軸とし
た反応軌道をＣＲＴディスプレイ装置１２に表示し、第
４図に示すように、設計および制御実績等より予め求め
た反応軌道の安定ゾーン、警戒ゾーンあるいは不安定ゾ
ーンのどの位置にあるか判るように表示する（第２図に
おける１０４の過程）。
同様に、反応器ｌの内部温度とジャケット温度を軸とし
た反応軌道をＣＲＴディスプレイ装置１２に表示し、第
４図に示すように、設計および制御実績等より予め求め
た反応軌道の安定ゾーン、警戒ゾーンあるいは不安定ゾ
ーンのどの位置にあるか判るように表示する（第２図に
おける１０４の過程）。
■ ＣＲＴディスプレイ装置１２への上記表示結果にも
とづき、反応状態の安定性を判定し、反応器１の反応プ
ロセスに異常があるか否かを診断する（第２図における
１０５の過程）。第３図および第４図における、Ａ曲線
を示すような反応の場合には、転化速度および反応軌道
は安定しており、反応プロセスに異常がないと診断でき
る。一方、３曲線を示すような反応の場合には、転化速
度および反応軌道が不安定であり、反応プロセスに異常
があると診断できる。
とづき、反応状態の安定性を判定し、反応器１の反応プ
ロセスに異常があるか否かを診断する（第２図における
１０５の過程）。第３図および第４図における、Ａ曲線
を示すような反応の場合には、転化速度および反応軌道
は安定しており、反応プロセスに異常がないと診断でき
る。一方、３曲線を示すような反応の場合には、転化速
度および反応軌道が不安定であり、反応プロセスに異常
があると診断できる。
したがって、この場合には、自動あるいは手動により温
度制御用冷却水の流量調節弁５を調整してジャケット温
度を上昇または下降させ、安定した反応状態に戻るよう
に制御する。
度制御用冷却水の流量調節弁５を調整してジャケット温
度を上昇または下降させ、安定した反応状態に戻るよう
に制御する。
なお、ＣＲＴディスプレイ装置１２への表示パターンと
しては、第５図に示すような、反応器の内部温度とジャ
ケット温度の変化経過を表示したパターンとしたことも
できる。
しては、第５図に示すような、反応器の内部温度とジャ
ケット温度の変化経過を表示したパターンとしたことも
できる。
このように本実施例の異常診断方法によれば、反応モデ
ルにより原料の転化速度を予測し、この予測結果から反
応プロセスの異常を診断しているので、反応中に反応生
成物の物性変化を検知でき、早期に対応策を講じること
ができる。したがって、規格外製品の発生を未然に防止
することが可能となり、特にバッチ式の反応器等のごと
く、一度規格外の製品が発生すると全量使用できなくな
る虞れのある反応器において有効性が高い。
ルにより原料の転化速度を予測し、この予測結果から反
応プロセスの異常を診断しているので、反応中に反応生
成物の物性変化を検知でき、早期に対応策を講じること
ができる。したがって、規格外製品の発生を未然に防止
することが可能となり、特にバッチ式の反応器等のごと
く、一度規格外の製品が発生すると全量使用できなくな
る虞れのある反応器において有効性が高い。
なお、本発明の反応器の異常診断方法は、上記実施例に
限定されるものではなく、反応モデルから推定した原料
の転化速度、あるいは反応器の内部温度とジャケット温
度を軸とした反応軌道のいずれか一方のみにもとづく方
法であってもよい。
限定されるものではなく、反応モデルから推定した原料
の転化速度、あるいは反応器の内部温度とジャケット温
度を軸とした反応軌道のいずれか一方のみにもとづく方
法であってもよい。
また、反応器の温度にもとづく方法の場合には、転化速
度による方法と併用するか否かは問わず、反応器の内部
温度か、反応器のジャケット温度のいずれか一方のみに
よって診断する方法であってもよい。さらに、転化速度
９反応器の温度の表示はＣＲＴディスプレイ装置以外の
指示計あるいは記録計等に表示させることも可能である
。この場合、これら計器の目盛部あるいは記録紙等に安
定ゾーンや不安定ゾーンを表示することもできる。
度による方法と併用するか否かは問わず、反応器の内部
温度か、反応器のジャケット温度のいずれか一方のみに
よって診断する方法であってもよい。さらに、転化速度
９反応器の温度の表示はＣＲＴディスプレイ装置以外の
指示計あるいは記録計等に表示させることも可能である
。この場合、これら計器の目盛部あるいは記録紙等に安
定ゾーンや不安定ゾーンを表示することもできる。
［発明の効果］
以北のように本発明によれば、製品の物性変化を早期に
検知することができ、規格外製品の発生を未然に防止す
ることができる。
検知することができ、規格外製品の発生を未然に防止す
ることができる。
第１図乃至第５図は本発明方法の実施例に関する図面で
、第１図は実施装置の構成図、第２図は実施例のフロー
チャート、第３図は転化速度の表示図、第４図は反応器
の内部温度とジャケット温度を軸とした反応軌道の表示
図、第５図は反応器の温度変化の表示図を示す。 １：反応器 ２：ジャケット３：冷却媒体
の供給管 ４：熱交換器５：調節弁 ６
：冷却水の供給管７．８，９，１０：温度検出器 １１：推定演算装置
、第１図は実施装置の構成図、第２図は実施例のフロー
チャート、第３図は転化速度の表示図、第４図は反応器
の内部温度とジャケット温度を軸とした反応軌道の表示
図、第５図は反応器の温度変化の表示図を示す。 １：反応器 ２：ジャケット３：冷却媒体
の供給管 ４：熱交換器５：調節弁 ６
：冷却水の供給管７．８，９，１０：温度検出器 １１：推定演算装置
Claims (5)
- （１）反応器の反応プロセスにおいて、反応モデルから
推定した原料の転化速度と反応器の温度の少なくとも一
方より、反応器の反応状態の安定性を判定し、この判定
結果にもとづいて反応器の反応プロセスに異常があるか
否かを診断することを特徴とした反応器の異常診断方法
。 - （２）反応モデルから推定した原料の転化速度と反応器
の温度の少なくとも一方をＣＲＴディスプレイ装置に表
示し、この表示内容と予め求めた転化速度、反応器の温
度の表示内容とを比較して反応器の反応状態の安定性を
判定することを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の
反応器の異常診断方法。 - （３）反応器の温度が、反応器の内部温度であることを
特徴とした特許請求の範囲第１項または第２項記載の反
応器の異常診断方法。 - （４）反応器の温度が、反応器のジャケット温度である
ことを特徴とした特許請求の範囲第１項または第２項記
載の反応器の異常診断方法。 - （５）反応器の温度が、反応器の内部温度とジャケット
温度であることを特徴とした特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の反応器の異常診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61007324A JPS62168541A (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | バッチ式反応器の異常診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61007324A JPS62168541A (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | バッチ式反応器の異常診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62168541A true JPS62168541A (ja) | 1987-07-24 |
| JPH0527453B2 JPH0527453B2 (ja) | 1993-04-21 |
Family
ID=11662785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61007324A Granted JPS62168541A (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | バッチ式反応器の異常診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62168541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0882499A1 (en) * | 1997-06-02 | 1998-12-09 | European Atomic Energy Community (Euratom) | On-line early warning detection system of runaway initiation using chaos theory techniques |
| JP2010186639A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Chin-Chi Yang | ヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59209641A (ja) * | 1983-05-11 | 1984-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | プラント異常状態回避装置 |
-
1986
- 1986-01-17 JP JP61007324A patent/JPS62168541A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59209641A (ja) * | 1983-05-11 | 1984-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | プラント異常状態回避装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0882499A1 (en) * | 1997-06-02 | 1998-12-09 | European Atomic Energy Community (Euratom) | On-line early warning detection system of runaway initiation using chaos theory techniques |
| WO1998055220A1 (en) * | 1997-06-02 | 1998-12-10 | European Atomic Energy Community (Euratom) | On-line early warning detection system of runaway initiation using chaos theory techniques |
| US6195010B1 (en) | 1997-06-02 | 2001-02-27 | European Atomic Energy Community | On-line early warning detection system of runaway initiation using chaos theory techniques |
| JP2010186639A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Chin-Chi Yang | ヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0527453B2 (ja) | 1993-04-21 |
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