4.1.2. Схема асу тр установки производства полимеров
Производство полимеров в настоящее время занимает одно из ведущих мест в нефтехимической отрасли. Оно обычно осуществляется путем полимеризации исходных мономеров при высоких (свыше 100 МПа, t = 200...300°С),.средних (до 7 МПа, t = 200...275°С) и низких
(P = 0,1...1 МПа, t = 70 ...80°С) давлениях. При высоких давлениях получают обычно полиэтилен. Аппаратное оформление производств получения полимеров при среднем и низких давлениях одинаково (см.
рис. 1.15). - 86 -
Такая установка включает: реактор Р с мешалкой; теплообменные аппараты Т1, Т2; сепараторы С1, С2; насос Н.
Мономер подает в нижнюю часть реакторе Р совместно с бензином играющим рель растворителя, и катализатора. Барботаж мономера и перемешивание обеспечивают необходимей контакт компонентов.
Рис.4.16. Схема АСУ ТП установки производства полимеров:
Р – реактор; С1, С2 – сепараторы; Т1, Т2 – теплообменники; Н – насос.
- 87 -
Реакция полимеризации идёт с выделением тепла и для его отвода в рубашку реактора Р подается для охлаждения вода. Определённая степень полимеризации достигается добавкой водорода. Суспензия полимера вместе с непрореагировавшим мономером отводится из реактора в специальный аппарат - испарительную камеру (на схеме испарительная камера представлена в виде двух функциональных аппаратов - теплообменника-подогревателя Т1 и сепаратора С1), в которой происходит отделение непрореагировавшего мономера совместно с парами бензина. Последние поступает в водяной холодильник Т2 и затем в сепаратор С2. Конденсат бензина из сепаратора С2 возвращается насосом Н в испарительную камеру, а мономер, отводимый из верхней части сепаратора, после процесса регенерации возвращается в реактор Р. Полученная суспензия полимера отводится из нижней части испарительной камеры и подается на выделение бензина. Эффективность процесса определяется степенью превращения мономера в полимер. Максимизация этого показателя - основная задаче управления. В функциональной схеме предусмотрена стабилизация производительности. В зависимости от характеристики катализатора устанавливается его расход и расход растворителя. Задание локальным регулятором расхода водорода определяется в зависимости от качества получаемого продукта. Одним из важнейших параметров, определяющим ход реакции, является температура в реакторе Р, которую можно стабилизировать путем отвода тепла. Отвод готового продукта из реактора обеспечивается таким образом, чтобы давление в аппарате находилось в заданных пределах. В теплообменнике Т степень нагрева продукта обеспечивается путём регулирования температуры. Управление камерой испарения предусмотрено в виде управления режима теплообмена и сепарации. Степень охлаждения паров в водном холодильнике достигается изменением подачи воды. В схеме предусмотрено дистанционное управление всеми исполнительными механизмами и дублирование управления ими с щита оператора. Приборное оснащение, показанное на схеме, предусматривает проведение балансовых расчетов. Ответственным контуром является контур стабилизации температуры в реакторе, поскольку увеличение ее всего на 1°С ведет к возрастанию скорости полимеризации примерно на 6% (для пропилена). Верхний температурный предел устанавливается, исходя из работоспособности катализатора, чтобы скорость процессе полимеризации не превысила верхний критический предел, предшествующий аварийному исходу. Температуру следует устанавливать возможно ближе к критической. - 88 -