3. Основні параметри технологічного процесу і методи їх стабілізації

Динамічні характеристики ректифікаційних установок в значній мірі залежать від продуктивності, конструкції, розділяючої суміші та покладених в основу роботи окремих апаратів і установок.

Будь-яка ректифікаційна колона характеризується чотирма основними джерелами інерційності, які визначають характер перехідних процесів. Це інерції зміни: концентрації, об’єму рідини, швидкості потоку пари.

Визначальним фактором динамічного режиму колони в цілому являється динамічна характеристика простішого елемента колони – тарілки, яка характеризується, як колона вцілому, такими ж основними інерційностями.

Інерція потоків рідини. Динаміка зміни потоку рідини в колоні зводиться до динаміки зміни потоку на одиничній тарілці. Якщо знехтувати впливом зміни швидкості потоку парів, то швидкість зміни потоку рідини на тарілці:

(6)

де F – площа поперечного перерізу тарілки, h_ж.ср – середній рівень рідини на тарілці, L_вх та L_вих - приток та стік рідини.

Постійну часу в секундах перехідного процесу можна знайти з співвідношення

(7)

де dH – приріст об’єму рідини на тарілці, dL – приріст швидкості потоку.

Постійна часу визначається властивостями рідини та периметром тарілки, іншими словами постійна часу переливу пропорційна діаметру колони.

Згідно іншої теорії (Френсіса), постійна часу переливу

(8)

Для наступних тарілок (якщо їх число n) користуються представленням про чисте (транспортне запізнення).

Таким чином, передаточна функція по каналу “зміни витрати рідини – зміна рівня рідини на тарілці” в загальному вигляді має вигляд

(9)

Інерція потоку парів. Інерція потоку парів виражається запізненням зміни тиску парів на визначеній тарілці колони. Цей динамічний канал представляє собою систему систему з розпреділеними параметрами та приблизно описується рівнянням

(10)

В загальному вигляді попереднє рівняння може бути записане у слідуючому вигляді:

(11)

Але його розв’язок стає складним через складність визначення ряду коефіцієнтів та змінних.

Отже передаточна функція каналу “витрата парів – тиск над тарілкою” має вид:

(12)

Інерція зміни концентрації. На інерційність зміни концентрації парів розділяючої рідини впливають перш за все характер лінії фазової рівноваги, величина джерела та загального часу перебування рідини на тарілці. Збільшення нахилу лінії фазової рівноваги та збільшення зрошення приводить до зменшення постійної часу перехідного процесу зміни концентрації, як в рідині так і в паровій фазі.

Даний процес є лише незначною частиною в одному з найбільших виробництв – виробництві адипінової кислоти.

Вимоги до нашого технологічного процесу є чітко вказані в технологічному регламенті. Вимоги складалися з урахуванням особливостей технології виробництва, особливостей сировини і навіть особливостей мікроклімату.

Процес ведеться із продуктивністю, максимально досяжною для даних продуктивних сил, автоматично з огляду на безперервні зміни технологічних параметрів, властивостей вихідних матеріалів і напівфабрикатів, змін d оточуваному середовищі, помилки операторів.

Керування процесом відбувається постійно з огляду на динаміку виробничого плану для номенклатури продукції, що випускається, шляхом оперативної перебудови режимів технологічного устаткування, перерозподілу робіт на однотипному устаткуванні.

№ п/п	Назва параметру	Одиниця вимірювання	Номінальне значення	Допустимі відхилення
1	Температура на вході в колону	оС	160	±2..3%
2	Рівень в кубі колони	м	13	±1..2%
3	Склад НКК суміші в кубі колони	%	5	±1..2%
4	Тиск верху колони	кгс/см2	30	±2..3%
5	Температура флегми на вході в колону	оС	140	±2..3%
6	Рівень у флегмовій ємності	м	1.7	±3..5%

В даній курсовій роботі об’єктом керування є ректифікаційна колона. Основними технологічними параметрами і факторами, що впливають на роботу колони є:

Вихідні величини:

Склад циклогексанону-ректифікату

Склад флегми (конденсату )

Витрата циклогексанону-ректифікату

Витрата флегми (конденсату )

Вхідні величини:

витрата суміші

температура суміші

склад суміші

температура флегми

тмпература парової фази

Збурюючі величини:

температура пари на вході у випарник

температура теплоносія на вході в теплообмінник

температура холодоносія на вході в конденсатор

тиск верху колони

рівень в кубі колони

рівень у флегмо вій ємності

Далі складемо структурну схема взаємозв’язку технологічних параметрів і факторів, що впливають на роботу адсорбера періодичної дії.

Зауваження: Це не є повний список величин, що впливають на перебіг процесу ректифікації. Подений список величин це параметри, що мають безпосереднє відношення до складу НКК у циклогексаноні-ректифікаті.

Де Fc – витрата суміші

Qc – склад суміші

Тф – температура флегми

Тпф - температура парової фази

Тт1 – температура теплоносія на вході в теплообмінник 1

Тт2 - температура теплоносія на вході в теплообмінник 2

Тп – температура пари на вході в випарник

Тх - температура холодоносія на вході у конденсатор

Рвк - тиск верху колони

Lк – рівень кубу колони

Lє – рівень у флегмо вій ємності

Qцр – склад анону-ректифікату

Qф – склад флегми (конденсату)

Fцр - витрата анону-ректифікату

Fф - витрата флегми (конденсату)