Диплом Ректификационная колонна автоматизация. Л. А. Егоров шифр группы подпись И. О. Фамилия
 Скачать 5.1 Mb.
|
2 Изучение технологического процесса2.1 Выбор объекта автоматизацииДля выпускной квалификационной работы была выбрана колонна ректификации С-602. На рисунке 2.1 изображено схематическое описание всех технических объектов которые относятся именно к процессу ректификации С-602. Выбор объекта автоматизации  Рис 2.1 - Колонна ректификации С-602 (часть технологической схемы) Ректификация-это процесс разделения смесей летучих жидких веществ на их составные части, в нашем случае это разделение винилхлорида и дихлорэтана. Основными этапами ректификации являются: 1) Предварительный нагрев смеси до необходимой температуры.. 2) Процесс разделения винилхлорида и дихлорэтана. 3) Процесс охлаждения хладагентом из винилхлорида (в виде пара) до требуемой температуры. В объекте возникают такие возмущения, как изменение начальных параметров исходной смеси, а также теплоты холодоносителей, изменение свойств поверхностей теплообмена, осаждение веществ на стенках ректификационной колонны, температура окружающей среды вне колонны и др. Температура смеси, поступающей на вход колонны, имеет большое значение для процесса ректификации. Если смесь начинает поступать в колонну при температуре ниже точки кипения, ее необходимо нагреть до этой температуры парами, поступающими со дна колонны. При этом увеличивается конденсация паров, что нарушает весь режим процесса ректификации. Поэтому температуру исходной смеси стабилизируют путем изменения расхода теплоносителя в теплообменник. Давление пара в верхней части колонны стабилизируется путем изменения расхода пара из колонны. В этом случае исполнительное устройство размещено не на трубе шлема, соединяющей верхнюю часть дистилляционной колонны с дефлегматором, а на линии хладагента, поступающего в дефлегматор. Это связано с тем, что при дросселированние пара в трубке шлема дефлегматор начинает работать в режиме переменного давления, а это отрицательно сказывается на процессе конденсации. Процесс, происходящий в установке: когда смесь поступает в колонну, происходит процесс кипения, в то время как этанол в виде пара отделяется от смеси при требуемой температуре и подается по трубопроводу в дефлегматор, где он охлаждается. После этого часть сливают как готовый продукт, а часть как неполный продукт возвращают в колонну для дальнейшей дистилляции. Также в колонне по другому трубопроводу через теплообменник и часть кубического остатка через котел подается в колонну для повторения процесса ректификации. 2.2 Математическое описание колонныСхема колонны ректификации для математического описания рабочих линий процесса описана на рисунке 2.2.  Рис.2.2 Схема колонны ректификации Обозначения параметров процесса:  - расходы питания, флегмы, дистиллята, куба; - молярные составы соответствующих потоков; - флегмовое число. Расчет рабочего флегмового числа.  , (2.1)где  - заданный состав жидкой фазы потока питания; - соответствующий ему равновесный состав паровой фазы потока питания.Рабочее флегмовое число находят из соотношений:  . (2.2)Или  . (2.3)Где  =1,2-2,5 - коэффициент избытка флегмы.Уравнение рабочей линии верхней (укрепляющей) части колонны.  , (2.4)где h, l - составы паровой и жидкой фаз верха колонны, молярные доли; xд - состав дистиллята. Обозначим  (2.5)Уравнение рабочей линии нижней (исчерпывающей) части колонны.  (2.6)Где  . (2.7)Обозначим:  (2.8)На рисунке 2.3 описана структурная схема установки на основе расчётов выше.  Рис 2.3 Структурная схема ректификационной установки На рисунке 2.4 очерчено математическое описание нижней части колонны.  Рис 2.4 Математическое описание низа колонны На рисунке 2.5 очерчено математическое описание верхней части колонны.  Рис 2.5Математическое описание верха колонны. На основе посчитанного математического описания можно приступить к расчёту теплового баланса колонны. |