5.2.5 Аср процесса ректификации

Основная задача процесса ректификации заключается в разделении низ- кокипящего компонента - дистиллята и высококипящего компонента - кубового остатка. Основные параметры: состав, расход, температура питательной смеси, давление в калоне и др. Основными регулируемыми воздействиями являются расход флегмы в колонне и теплоперенос в кипятильнике.

Типовая ректификационная установка состоит из емкости исходной сме- си (1), теплообменника (2), ректификационной колонны(3), выносной кипя- тильник(4), конденсатор(5), емкость(6).

Стабилизация расхода исходной смеси регулируется АСР расхода(1). Температура исходной смеси стабилизируется АСР температуры(2), где регу- лируется изменение расхода пара, поступающего в теплообменник. Давление в верхней части колонны стабилизируется с помощью АСР(3), регулятор измене- ния расхода воды, поступающего из дефлегматора (5). Для обеспечения мате- риального баланса флегмоемкости используется АСР уровня жидкости. Для стабилизации низа колонны используется АСР расхода пара(5). Также надо ре- гулировать уровень остатка колонны- используется АСР уровня(7).

5.2.6 Аср реакторных процессов

Работа системы автоматического регулирования реактора в значительной мере зависит от того, насколько удачно спроектированный реактор. Часто про- дуктивность технологической установки определяется продуктивностью реак- тора, который находиться с начала технологической линии. Обычно реактор, застрахованный от быстрых и случайных изменений нагрузки, но это не упро- щает требований к систем регулирования параметров реакторов.

Принципы управления реакторами

Большинство химических реакторов должны работать при неизменной нагрузке, чтобы избежать переходных процессов.

Для регулирования химических реакторов необходимо использование

систем регулирования какие хорошо работают. Скорость изменения концентра- ции С вещество в большинства случаев можно описать уравнением

 ^dc  kc dt

(1)

Записав уравнение (1) в форме  ^dc  kdt c

^{и проинтегрируем его имеем ln C  ln C}₀ ^{ kt}

(2)

, (3)

где С - концентрация вещества в момент t; С0 - концентрация вещества на начале реакций, k - константа реакции.

_{Относительное преобразование вещество в целевой продукт обозначим}

через у. Тогда y  ^{C0 C} C₀

 1  l ^{ kt}

(4)

В неразрывном реакторе идеального вытеснения смесь течет без обратно- го перемешвания в направления течения. Главным факторам в реакторы этого типа -время опаздывания. Это время в течение которого смесь проходить через объем реактора V с расходом течения F. Он равный V/F. Концентрация на вы-

0

ходе с реактора идеального вытеснения равные C  C e^{ kV / F}

Зависимость степени преобразования веществ от расхода

_{y  1  e}^{ kV / F} ₍₆₎

(5)

В реакторе идеального смешивания скорость преобразования веществ равная

_V dc dt

 kVC  F (C₀  C )

(7)

_{Решение этого уравнения C } ^C0

^{1  kV / F}

(8)

_{Между степенью преобразования вещества и иногда его нахождения в ре-}

_{акторе существует следующая зависимость y  1 } ¹

^{1  kV / F}

(9)

_{Константа скорости реакции увеличивается со изменением температуры}

_{k  e}^{ E / RT}

, (10)

где - постоянные величины для каждой реакции; R - универсальная газо- вая константа, T - абсолютная температура.

Реакторы неразрывного действия работают с постоянной скоростью по-

дачи исходных материалов и отвода целевого продукту, а также при неразрыв- ном отводе тепла. Когда система автоматического управления хорошо спроек- тировано, тогда эти параметры меняются незначительно. Это относиться и к со- ставу реакционной смеси и ее температуры. В процессе работы реактора актив- ность катализатора обычно снижается, а также уменьшается коэффициент теп- лоотдачи. Система автоматического управления реактора должна поддерживать задаваемые условия выполнения процесса. Реакторы можно разделить на: 1) однопроходные (без рециркуляции); 2) с рециркуляцией веществ.