4.4.3. Функциональная схема асу тп колонны окисления изопропилбензола
В производстве фенола и ацетона кумельным методом важную роль играет процесс окисления изопропилбензола. Данный процесс проводится в реакционной колонне Р тарельчатого типа – реактора, снабженной по высоте холодильниками (рис.4.17).
Рис.4.17. Схема АСУ ТП установки окисления изопропилбензола:
Р - реактор; Т1, Т2 – теплообменники; С – сепаратор; Н – насос.
- 89 -
Изменяя подачу воды в секции, поддерживаем температуру жидкости от 120°С на верхней тарелке до 105°С в нижней части колонны. Воздух, предварительно очищенный от загрязнений и механических и подогретый до определенной температуры, подают в нижнюю часть колонны под давлениям порядка 0,4 МПа. На верхнюю тарелку реактора подают подогретый в теплообменнике Т2 свежий и оборотный изопропилбензол, к которому добавлен гидропероксид, инициирующий начальную стадию окисления. Воздух в реакторе движется противотоком по отношению к жидкости, барботируя через неё на тарелках колонны. При этом он увлекает с собой пары изопропилбензола. и летучих побочных продуктов, которые конденсируются в конденсаторе Т1. В сепараторе С происходит отделение газовой фазы от сконденсированных жидких продуктов изопропилбензола, муравьиной кислоты, формальдегида и др. Оксидат из нижней части колонны Р содержит до 30% гидропероксида. Он отдаёт своё тепло изопропилбензолу в теплообменнике Т2 и поступает даее на ректификацию для концентрирования гидропероксида. Температурный профиль по высоте колонны регистрируется на щите оператора.
Общее количество подаваемой воды также может быть стабилизировано. Для этой цели установлен датчик расхода воды и управляемый регулирующий орган на общей линии подачи её в реакционный аппарат. Установка датчика давления на этой же линии способствует дополнительной информации и возможности принятия правильных решений системой управления. В системе АСУ ТП предполагается организовать локальные контуры регулирования расхода воздуха, уровня остаточного продукта в реакторе. Возможно также стабилизировать роботу теплообменника Т1 и сепаратора С. Организацию управления подачи сырья в реактор позволяет осуществить информацию о расходе сырья и её температуре после выхода из теплообменника Т2 и установка на этой линии управляемого регулирующего органа.
4.4.4. Функциональная схема асу тп установки разложения гидроперекиси изопропилбензола
Гидроперекись изопропилбензола в присутствии концентрированной серной кислоты разлагается по уравнению:
с
образованием фенола и ацетона. Распад
гидроперекиси идёт слишком энергично
и трудно поддаётся управлению, поэтому
указанную реакцию проводят в продуктах
реакции. - 90 -
Рис.4.18. Схема АСУ ТП установки разложения гидроперекиси изопропилбензола: Р - реактор; Т - теплообменник; Н - насос.
Последние из реактора Р (рис.4.18) поступают с помощью циркуляционного насоса Н в теплообменный аппарат Т. После охлаждения до необходимой температуры часть продуктов реакции отводится в виде готового продукта, другая часть направляется в реактор Р в виде рециркулята.
- 91 -
Стабилизация производительности установки может быть достигнуть созданием в АСУ ТП локальных контуров регулирования подачи сырья в реактор и подачи серной кислоты. Для этой цели на трубопроводах сырья и кислоты установлены датчики расхода и дистанционно-управляемые регулирующие органы. Стабилизация температурного режима установки может быть достигнута образованием как простых, так и сложных контуров регулирования. Таким же образом стабилизирован расход охлаждающей воды в теплообменник Т. На линии подачи воды установлен датчик расхода и дистанционно-управляемый регулирующий орган. В зависимости от температуры на линии выхода из теплообменника воды или пара можно в системе АСУ ТП организовать коррекцию температуры либо осуществить принцип регулирования ее по ограничениям. Измерение количества получаемого продукта необходимо не только для решения уравнений материального баланса, но для коррекции работы локальных регуляторов.