Дипломная работа: Автоматизация узла получения оксиэтилированных алкилфенолов
Полная, раствор прозрачный 99,5
1.2 Основные характеристики и особенности технологического объекта с точки зрения задач управления
В качестве объекта управления принята установка, состоящая из реакторов SА-201А, В, С, испарителя Е-201, сепаратора SV-204, емкостей SR-301, SR-304, деаэратора SA-301, смесителей МХ-301А, В, теплообменника Е-301А, В, емкостей SR-302, SR-303.
Для установки получения оксиэтилированных алкилфенолов в качестве критерия управления ставится следующая задача управления процессом – получение на выходе оксиэтилированных алкилфенолов заданного качества с минимальными энергозатратами: по пару, по оборотной воде при обеспечении безаварийности и пожаровзрывобезопасности производства.
Технологический процесс получения оксиэтилированных алкилфенолов относится к пожаро- и взрывоопасным производствам. Взрывоопасность производств в наибольшей степени обусловлена физико-химическими свойствами применяемого сырья, конечных и побочных продуктов, полупродуктов. По пожарной опасности наружная установка получения оксиэтилированных алкилфенолов принадлежит к категории «Ан», а помещение операторной к категории «Г». Согласно ПУЭ класс пожароопасной зоны: наружной установки В-1г, операторной П-IIВТ2.
Таблица 2 –Характеристика веществ, применяемых и получаемых на узле получения оксиэтилированных алкилфенолов
| Наименование сырья, полупродуктов, готовой продукции | Класс опасности | Характеристика токсичности | ПДК, мг/м3 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Алкилфенол | 4 | Моноалкилфенолы не обладают аллергонными свойствами, но при попадании на кожные покровы вызывают раздражение. | 93 |
| Кислота уксусная | 3 | Легковоспламеняющаяся жидкость с резким запахом уксуса. Растворы уксусной кислоты концентрации 30% и выше при соприкосновении с кожей вызывают ожоги. Пары раздражают слизистые оболочки дыхательных путей. | 5,0 |
| Окись этилена | 2 | Окись этилена оказывает наркотическое действие, вдыхание окиси этилена в концентрациях, превышающих ПДК, может привести к острому отравлению и хронической интоксикации. Окись этилена оказывает раздражающее действие при попадании на кожные покровы, слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз. | 1,0 |
Таблица 3 – Категории и группы взрывоопасных смесей, газов и паров
| № | Наименование наружной установки | Категория и группа взрывоопасных смесей | Наименование веществ, определяющих категорию и группу взрывоопасных смесей | Средства пожаротушения |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Наружная установка участка 01 | Ан | окись этилена | ППА, ЛС-1, ЛС-2, огнетушители: ОУ-5, ОУ-6, ящик с песком, кошма |
| 2 | Закрытая насосная №1 участка 01 | А | окись этилена | ППА, огнетуши-тели: ОУ-5, ОУ-6, ОУ-80, ящик с песком, кошма |
| 3 | Закрытая насосная №2 участка 02 в осях 4?14 | Б | уксусная кислота, щелочь, окись этилена | ППА, огнетуши-тели: ОУ-25, ОУ-80, ОУ-5, ОУ-6, ящик с песком, кошма |
| 4 | Наружная установка участка 02 в осях 4?14 | Ан | окись этилена, уксусная кислота, щелочь | ЛС-3, огнетушители: ОУ-5, ОУ-6, ящик с песком, кошма |
| 5 | Наружная установка участка 02 в осях 15?21 | Ан | уксусная кислота, щелочь | ЛС-4, огнетушители: ОУ-5, ОУ-6, ящик с песком, кошма |
Таблица 4 – Техническая характеристика оборудования
| № | Наименование оборудования | Номер позиции по схеме | Количество | Техническая характеристика |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Реактор с наружным змеевиком для приема катализируемого алкилфенола с узла деаэрации, защелачивания и осушки алкилфенола, а также приема реакционной массы с аппаратов поз. SA-201В, С | SA-201А | 1 |
Давление расчетное, кгссм2 : – в аппарате 7,0 – в рубашке 20,0 Температура разрешенная, о С: – в аппарате 190 – в рубашке 133 |
| 2 | Реактор с наружным змеевиком для проведения реакции оксиэтилирова-ния в паровой фазе | SA-201В, С | 2 |
Давление расчетное, кгссм2 : – в аппарате 7,0 – в рубашке 16,0 Температура разрешенная, о С: – в аппарате 190 – в рубашке 230 |
| 3 | Испаритель кожухотрубчатый для съема тепла реакции оксиэтилирования путем теплообъема между реакционной смесью и конденсатом водяного пара | Е-201 | 1 |
Давление расчетное, кгссм2 : – в трубном пространстве 3,5 – в межтрубном пространстве 11 Температура разрешенная, о С: – в трубном пространстве 128 – в межтрубном пространстве 190 |
Химические реакторы с позиции задач управления являются сложными объектами с нелинейными статическими характеристиками.
По тепловым характеристикам реактора являются экзотермическими, т.е. в них протекает реакция с выделением тепла. При экзотермической реакции даже небольшое изменение температуры в реакторе может привести к значительным изменениям степени конверсии. Такие изменения могут повлиять также на устойчивость процесса, если выделенное при реакции количество тепла не сможет быть скомпенсировано соответствующим изменением скорости отводимого тепла. Поэтому экзотермические реакторы требуют построения автоматизированной системы регулирования температурного режима, быстродействующей и высокоточной.
Данное производство по характеру сырья и получения продуктов, а также в связи с наличием углеводородов с высокими энергетическими потенциалами, относятся к категории пожаро- и взрывоопасных производств, что обуславливает необходимость противоаварийной защиты.