Разработка системы управления процессом дистилляции и стабилизации сероуглерода, страница 2

Сконденсированный и очищенный от высококипящих органических соединений сероуглерод самотеком стекает в промежуточную емкость (поз.3) под слой воды. Температура сконденсированного сероуглерода на выходе  из холодильника (поз.7) должна быть не более 40°С.

Часть сероуглерода из промежуточной емкости (поз.3) в количестве не более 8000 кг/ч подается насосом (поз.12) вверх колонны дистилляции (поз.2) в качестве флегмы. Основная часть сероуглерода из промежуточной емкости через счетчик поступает на склады товарного сероуглерода. В промежуточной емкости (поз.3) необходимо поддерживать уровень (50 ± 10)%.

В емкость (поз.3) постоянно подается фильтрованная вода, которая заполняет самый верхний уровень. Излишки сероуглерода, содержащие воду, сливаются в сборник, где происходит разделение сероуглерода, содержащего воду, на сероуглерод и воду. Вода из верхней части сборника сливается в канализацию химических грязных стоков. А сероуглерод через нижний слив периодически сливается в промежуточную емкость (поз.3)

Из ёмкости (поз.3) два раза в смену отбирается анализ на содержание сероводорода, сухого остатка и плотность.

2.2  Исследование объекта и разработка системы управления

Главной задачей при разработке системы управления является выбор параметров, участвующих в управлении, то есть тех, которые контролируют, регулируют, анализируют. Сложность управления заключается в наличии внутренних и внешних воздействий. Внешние возмущения проникают извне при изменении входных и выходных параметров. Внутренние возмущения возникают в самом объекте управления при изменении характеристик технологического оборудования.

Таким образом, для устранения возмущающих воздействий необходимо контролировать и регулировать входные параметры, не допускать изменения режимов и отклонений от технологического процесса, только в этом случае, качество продукции и производительность останутся на высоком уровне.

Задача автоматического регулирования заключается в достижении заданной четкости разделения исходной смеси.

Содержание сероуглерода и керосина-растворителя в промежуточной емкости не должно превышать 0,9% при максимально возможной производительности и экономичности процесса.

Параметрами, непосредственно характеризующими процесс, является состав дистиллята и кубового остатка. Но так как нет средств надежных по динамическим характеристикам, то не обеспечит нормального протекания технологического процесса. Поэтому для получения чистых продуктов на выходе колонны, необходимо устранить основные внешние возмущения и стабилизировать режимные параметры, однозначно характеризующие состав продукта.

Основные возмущения процесса связаны с изменением параметров на входе

        и выходе.

Это расход, состав и температура исходной смеси, расход пара, воды флегмы и дистиллята.

Температуры дистиллята и кубового остатка можно считать величинами постоянными, так как флегма вводится в колонну при температуре кипения, а температура кубового остатка равна температуре кипения.

Анализируем влияние выше перечисленных факторов на работу колонны. Если исходная смесь вводится в колонну не при температуре кипения, то она должна быть нагрета парами, поднимающимися снизу колонны, в результате чего температура паров понижается, и процесс обмена нарушается, более интенсивно идет конденсация пара. При этом часть сероуглерода попадает в кубовой остаток.

Из этого следует, что температура исходной смеси является сильным возмущающим фактором, влияющим на ход процесса. Для устранения этого возмущения в данном процессе есть теплообменник для подогрева исходной смеси. Регулировать температуру исходной смеси можно путем изменения притока горячей воды в теплообменник.

Рассмотрим варианты регулирования температуры в центре колонны. От расхода пара в кипятильнике зависит скорость паров в колонне, которая определяет интенсивность и экономичность процесса. При постоянной нагрузке подачу пара можно стабилизировать при переменной нагрузке колонны, она должна изменяться соответственно изменению нагрузки. Для обеспечения однозначной зависимости подачи пара от нагрузки колонны необходимо взять систему регулирования путем измерения расхода исходной смеси коррекцией сигнала по температуре в центре колонны. Этот вариант применим, так как можно регулировать температуру в центре колонны путем изменения притока пара в кипятильник и устранить возмущения, которые могут проникать в объект при неоднозначной зависимости расхода.