5.5.2 Аср процесса ректификации
Основная задача процесса рекцификации заключается в разделении низкокипящего 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 смеси (1), теплообменника (2), ректификационной колонны(3), выносной кипятильник(4), конденсатор(5), емкость(6).
Стабилизация расхода исходной смеси регулируется АСР расхода(1). Температура исходной смеси стабилизируется АСР температуры(2), где регулируется изменение расхода пара, поступающего в теплообменник. Давление в верхней части колонны стабилизируется с помощью АСР(3), регулятор изменения расхода воды, поступающего из дефлегматора (5). Для обеспечения материального баланса флегмоемкости используется АСР уровня жидкости. Для стабилизации низа колонны используется АСР расхода пара(5). Также надо регулировать уровень остатка колонны- используется АСР уровня(7).
5.6 Регулирование химических реакторов
Работа системы автоматического регулирования реактора в значительной меры зависит от того, насколько удачно спроектированный реактор. Часто продуктивность технологической установки определяется продуктивностью реактора, который находиться с начала технологической линии. Обычно реактор застрахованный от быстрых и случайных изменений нагрузки, но это не упрощает 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 концентрации С вещество в большинства случаев можно описать уравнением
(1)
Записав
уравнение
(1) в
форме
(2)
и
проинтегрируем
его
имеем
, (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
(4)
В
неразрывном
реакторе
идеального
вытеснения
смесь
течет
без
обратного
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
выходе
с
реактора
идеального
вытеснения
равные
(5)
Зависимость
степени
преобразования
веществ
от
расхода
(6)
В реакторе идеального смешивания скорость преобразования веществ равная
(7)Решение
этого
уравнения
(8)
Между
степенью
преобразования
вещества
и
иногда
его
нахождения
в
реакторе
существует
следующая
зависимость
(9)
Константа
скорости
реакции
увеличивается
со
изменением
температуры
,(10)
где - постоянные величины для каждой реакции; R - универсальная газовая константа, T - абсолютная температура.
Реакторы неразрывного действия работают с постоянной скоростью подачи исходных материалов и отвода целевого продукту, а также при неразрывном отводе тепла. Когда система автоматического управления хорошо спроектировано, тогда эти параметры меняются незначительно. Это относиться и к составу реакционной смеси и ее температуры. В процессе работы реактора активность катализатора обычно снижается, а также уменьшается коэффициент теплоотдачи. Система автоматического управления реактора должна поддерживать задаваемые условия выполнения процесса. Реакторы можно разделить на: 1) однопроходные (без рэцыркуляцыі); 2) с рэцыркуляцыяй веществ.