Автоматизация технологического процесса очистки метанола в агрегатах типа НДА-П

Введение

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации. Проектами наиболее сложных производств, особенно в черной металлургии, нефтепереработке, химии и нефтехимии, энергетики и в других отраслях промышленности, предусматривается комплексная автоматизация ряда технологических процессов. [1]

Интенсификация и усложнение металлургических процессов, рост единичной мощности агрегатов и повышение требований к качеству готовой продукции привело к внедрению сложных многоуровневых систем автоматизации с применением вычислительной техники – автоматизированных систем управления технологическими процессами. АСУ ТП становятся неотъемлемой частью новых крупных производственных агрегатов, производств и являются качественно новым этапом автоматизации производства. При разработке проектов должны обеспечиваться передовой технический уровень и высокая экономическая эффективностью.

1. Описание технологического процесса с обоснованием контролируемых и регулируемых параметров

Технологический процесс, рассматриваемый в работе, представлен тремя взаимосвязанными объектами. В испарителе происходит испарение метанола. Метанол, содержащий 10-12% воды, непрерывно поступает в испаритель, туда же подается воздух, через слой водного метанола и насыщается его парами. Затем паровоздушная смесь идет в реактор. Паровоздушная смесь попадает в реактор, температура в котором 500-600°С. Реакционные газы сразу же попадают в холодильник, где происходит охлаждение смеси и предотвращается распад продукта. [2]

Входными параметрами данного технологического процесса являются: расход метанола, расход воздуха, уровень метанола, давление воздуха в испарителе, температура в реакторе и расход воды в холодильнике. Выходными параметрами данного технологического процесса являются: температура реакционных газов и давление пара в холодильнике.

1.1. Контролируемые параметры

Контролируемыми параметрами в испарителе являются: расход метанола, расход воздуха и давление пара. По технологическим требованиям расход метанола должен составлять F_м = 3 м³/ч, расход воздуха F_в = 30 нм³/ч. Контролируемыми параметрами в реакторе являются давление пара, которое по технологическим требованиям должно составлять Р_п = 0,5 МПа.

1.2. Регулируемые параметры

Регулируемым параметром в испарителе является соотношение расходов воздух-метанол, причем регулирование происходит с коррекцией по уровню метанола в испарителе. Уровень метанола в испарителе составляет L = 1м. Регулируемым параметром в реакторе является температура. Температура в реакторе регулируется изменением подачи воды в холодильник. По технологическим требованиям температура в реакторе должна находиться в диапазоне 40-50°С.

Функциональная и структурная схемы

Функциональная схема автоматизации технологических процессов является основным техническим документом, определяющим структуру и характер систем автоматизации технологических процессов, а также оснащение их приборами и средствами автоматизации. [3,4]

На функциональной схеме изображены все средства автоматизации, необходимые для контроля и регулирования параметров. Наиболее важным параметром в нашей схеме является температура в реакторе.

На схеме показано:

1. – бак;
2. – теплообменник;
3. – измеритель скорости;
4. – ацстонистая колонна;
5. – дефлегматор;
6. – конденсатор;
7. – мерник;
8. – конденсатор;
9. – метанольная колонна.

На рис. 3 изображена структурная схема процесса.

Заключение

Внедрение автоматической системы управления технологическим процессом в общую систему производства позволит значительно снизить материальные, энергетические и трудовые затраты на проведение процесса. В результате, помимо повышения конкурентоспособности продукции предприятия в целом, а, следовательно, и увеличения прибыли, улучшатся и социальные условия работников, что занимает далеко не последнее место в настоящее время.

Список использованной литературы

1. Голубятников В. А., Шувалов В. В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М., 1985.
2. Клюев А. С. и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. 1980. – C. 512.
3. Емельянов А. И., Капник О. В. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие по содержанию и оформлению проектов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – С. 400.
4. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов. Учеб. Пособие для вузов / Глинков Г. М., Маковский В. А., Лотман С. Л., Шапировский М. Р. 2-е изд., перераб. и доп.: – М.: Металлургия, 1986. – C. 352.