Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода



Химическая промышленность, имеет большое множество технологий, существует множество способов получение того или иного вещества или материала, который в последствии находит множество применении во многих отраслях. Сероуглерод обладает высокой растворяющей способностью жиров масел, относительной химической устойчивостью и низкой температурой кипения (46°). Используется для получения четыреххлористого углерода, для вулканизации каучука и в качестве яда для борьбы с вредителями и растениями. Наибольшее применение сероуглерод нашел в производстве искусственного шелка-вискозы. Получение вискозного шелка из целлюлозы основано на общей реакции взаимодействия сероуглерода со спиртами. Чистый сероуглерод представляет собой бесцветную жидкость. И является очень токсичным и взрывоопасным веществом, что требует особых требований к технике безопасности как при производстве, так и при применении.

В промышленности наибольшее распространение получил синтез сероуглерода, проводимый в ретортах или электропечах, с применением в качестве сырья твердого углеродистого материала и серы. Обычно используют природную или газовую серу и древесный уголь из твердолиственных пород древесины. После того как сероуглерод получен, далее необходима его очистка от примесей.

Процесс очистки производится на стадии стабилизации от легкокипящих примесей (сероводород), а на стадии дистилляции от высококипящих примесей (керосина-растворителя и других).

Процесс основан на том, что жидкости, составляющие исходную смесь, имеют различные температуры кипения. Разделение достигается одновременным многократным испарением и конденсацией их в колонах.

Сероуглерод, содержащий примеси сероводорода, воды и керосина-растворителя, из сборника сероуглерода сырца по стадии абсорбции и десорбции подается в теплообменник, где сероуглерод нагревается до (10010)⁰С, а затем поступает в колонну стабилизации.

Сероуглерод, подлежащий очистке от примесей, подается в головную часть колонны и затем стекает в куб колонны, откуда поступает в выносной кипятильник,где сероуглерод нагревается сухим паром под давлением. Испарившийся в кипятильнике сероуглерод с примесью сероводорода с температурой (1005)⁰С возвращается в нижнюю часть колонны, испаряется и поступает в обратный холодильник.

Температура в колоне составляет (10010)⁰С, с давлением в колоне (0.41 0.05) МПа. Расход сероуглерода на стабилизацию составляет (8500 3500) кг/ч.

Пары сероводорода с примесью сероуглерода, охлаждаемые до (4010)⁰С в холодильнике направляются на стадию абсорбции.

Сконденсированный сероуглерод самотеком поступает в верхнюю часть колонны стабилизации. Освобожденный от сероводорода сероуглерод из теплообменника направляется в колонну дистилляции. Сероуглерод подается в среднюю часть колонны дистилляции и стекает по тарелкам в куб колонны, самотеком попадется в теплообменник. Проходя по трубам теплообменника сероуглерод испаряется и в виде газа из верхней части теплообменника возвращается в нижнюю часть дистилляционной колонны. Газообразный сероуглерод подается в колонну, поднимается вверх колонны через тарелки. При этом происходит дополнительная очистка от примесей.

Очищенный газообразный сероуглерод из верхней части дистилляционной колоны поступает в холодильник. Высококипящие органические соединения от колонны дистилляции выводятся снизу и с помощью исполнительного механизма передаются в линию подачи керосина — растворителя на стадию абсорбции. Охлажденный сероуглерод в конденсационном виде (после прохождения холодильника) поступает в емкость, откуда поступает на склад сероуглерода. Часть сероуглерода из промежуточной емкости в количестве не более 8000 кг/ч подается вверх колонны дистилляции в качестве флегмы.

Основной показатель эффективности — качество получаемой продукции характеризуется рядом физико-химических свойств и регулировать его не представляется возможным, причиной этого является отсутствие необходимых средств автоматизации. На основной показатель эффективности оказывают влияние ряд параметров. Это температура окружающей среды, качество и своевременность поставки исходного сырья, соблюдение параметров технологического регламента. Все эти возмущения нельзя устранить до объекта; они допускаются в объект и при разработке типового варианта регулирования учитываются.

Для наилучшего очищения сероуглерода от примесей в данном технологическом процессе регулированию подвергаются следующие основные параметры:

– Температура, подаваемого сырья в колонну, которая регулируется большей или меньшей подачей пара в теплообменник;

– Температура внутри колонн, которая регулируется большей или меньшей подачей пара в теплообменники;

– Объем, подаваемого сырья в колонну, который регулируется исполнительным механизмом;

– Уровень в емкости, который регулируется исполнительным механизмом;

– Уровень в кубе колонны, который регулируется исполнительным механизмом.

В результате анализа технологического процесса и средств автоматизации были выбраны оптимальные режимы подбор оборудования для автоматизации.

В настоящее время применяется все большее распространение, находят схемы сигнализации, выполненные на основе микропроцессорной техники. И так как в этой работе, для регулирования используется контроллер ОВЕН ПЛК160, то было задействовано для нужд сигнализации возможности, реализованные в этом контроллере.

В пользу этого решения говорит и то, что в схему контроллера уже заведены сигналы со всех датчиков установленных на технологических аппаратах. Остается только написать программу обработки, которая при изменении параметра на сигнализируемое значение выдаст сигнал на монитор оператора.

Литература:

1. Программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК160 [Электронный ресурс] // компания ОВЕН. URL: http://www.owen.ru/catalog/programmiruemij_logicheskij_kontroller_oven_plk160/opisanie
2. Калиниченко А. В. Справочник инженера по КИПиА / А. В. Калиниченко. — М.: «Инфра-Инженерия», 2008
3. Дудников Е. Г. Автоматическое управление в химической промышленности / Е. Г. Дудников — М.: Химия, 2007.
4. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. — М., «Химия», 2006.