Зміст

Вступ

1. Аналіз об’єкта керування

1. Фізико-хімічні основи процесу

2. Опис технологічного процесу та його апаратурне оформлення

3. Норми технологічного режиму

2. Розробка АСУТП

2.1 Вибір та обґрунтування параметрів автоматичного контролю, регулювання, сигналізації та блокіровки

2.2 Вибір та обґрунтування методів автоматичного контролю технологічних параметрів

2.3 Розробка структурних схем каналів автоматичного контролю та регулювання технологічних параметрів

2.4 Вибір комплексу технічних засобів

3. Розробка та опис функціональної схеми АСКТП

Література

Замовна специфікація

Вступ

Сірчанокислóтна промислóвість, одна з основних галузей хім. пр-сті, яка виробляєсірчану кислоту. Тому що транспортуваннясірчаної кислоти. на велику віддаль нерентабельне, виробництво її розміщено у районах її споживання (особливо в місцях виробництва мінеральних добрив) і видобутку сірки.

Сірчана кислота випускається слідуюючих марок: купоросне масло (92-96 % H2SO4), камерна (65 % H2SO4), башенна (75% H2SO4), олеум (розчин сірчаного ангидрида SO3 в сірчаній кислоті 18-20%), аккумуляторна (32-39 % H2SO4), реактивна і регенерована.

Сірчана кислота використовується у виробництві добрив (40 %), кислот із їх солей, вибухових речовин, для очищення нафтопродуктів, виготовлення ліків і миючих засобів, фарбників, штучних волокон, пластмас, для виготовлення електролітів.

Нинi сiрчана кислота виробляється двома способами:

- нiтрозним;

- контактним.

Найсучасніший спосіб добування сульфатної кислоти у промисловості — це контактний.

Для покращення умов праці персоналу необхідно впровадити автоматизацію процесу виробництва сірчаної кислоти.

На основі міні й персональних ЕОМ можна будувати локальні мережі ЕОМ, що дозволяє вирішувати складні завдання по керуванню виробництвом.

Характерною рисою сучасної АСКТП є велика продуктивність переробки інформації при практично необмеженому обсязі пам'яті. Ця особливість будується на застосуванні в системах швидкодіючих засобів обчислювальної техніки: програмованих контролерів, мікропроцесорів, керуючих обчислювальних машин.

Розвиток мікроелектроніки і широке застосування її виробів у промисловому виробництві, у пристроях і системах керування найрізноманітнішими об'єктами і процесами є в даний час одним з основних напрямків науково-технічного прогресу. Широке поширення складних автоматизованих технологічних комплексів, що включають у собі технологічні об'єкти керування (ТОК) і автоматизовані системи керування технологічними процесами (АСКТП), вимагає досить високого рівня підготовки обслуговуючого їх персоналу. Складність такої підготовки обумовлена технічним прогресом в електронній і приладобудівній промисловості. За останнє десятиліття ці галузі освоїли випуск засобів автоматичного контролю, керування і регулювання нового покоління на основі мікропроцесорної та обчислювальної техніки. Ці прилади володіють широкими функціональними можливостями, мають не дуже високу вартість, дозволяють будувати автоматизовані системи керування технологічними процесами на невеликих підприємствах. Сумісність цих засобів з обчислювальними засобами (зокрема персональними ЕОМ), дозволяє застосовувати існуючі програмні засоби для формування керуючих можливостей і відображення інформації про стан процесу. Все це робить АСКТП гнучкою, більш наочною, легко керованою. Однак, за цією вдаваною простотою, ховається висока складність застосовуваних технічних засобів.

1 Аналіз об’єкта керування

1.1Фізико-хімічні основи процесу

Сірчана кислота виражається формулою H₂SO₄. Інші назви: сірчана кислота, купоросна олія. Безбарвна олієподібна речовина, густина 1,859 г/см³ при 0 °С та 1,834 г/см³ при 20 °С. При охолодженні застигає в кристали, котрі плавляться при 10,37°, однак легко може бути переохолоджена нижче 0°С без замерзання. При 30–40°С кислота починає диміти й при подальшому нагріванні виділяється пара SO₃. Кипіння починається при 290 °С і температура швидко підіймається, доки не припиниться виділення SO₃. Гідрат, що залишиться, із вмістом 98,3 % H₂SO₄ кипить при 330 °С.

Концентрована H₂SO₄ жадібно поглинає вологу й завдяки цьому є відмінним осушувачем

Пари H₂SO₄ при підвищенні температури дисоціюють:

H₂SO₄ H₂O + SO₃ , (1.1.1)

і при температурі вищій за 400 ⁰С містять більше молекул SO₃, ніж H₂SO₄.

Подальше підвищення температури спричиняє дисоціацію:

2SO₃ 2SO₂ + О₂ , (1.1.2)

а при температурах вищих за 1000 ⁰С ця реакція майже цілком зміщена вправо. На ступінь дисоціації впливає також тиск.

Елементарну сірку одержують з природних копалин (самородна сірка) або з газів, що містять SO₂ та H₂S (газова сірка). Сірка є цінною сировиною для виробництва сірчаної кислоти, тому що при її спалюванні одержується концентрований сірчистий газ з високим вмістом кисню. Сірчистим газом називають суміш, що містить SO₂, O₂, N₂. Концентрація SO₂ обмежена температурою випалу сірки 1300 °С, вище якої руйнується футеровка печі випалу сірки, концентрація () SO₂ в сірчистому газі при цьому сладає 15%. Необхідну кількість кисню в сірчистому газі розраховують за рівнянням:

, (1.1.3)

При нагріванні сірка плавиться, плавлення супроводжується збільшенням об’єму. Сірка не потребує спеціальної підготовки для спалювання.

Моногідрат сірчаної кислоти - безбарвна масляниста рідина з температурою кристалізації 10,37 ^оС, температурою кипіння 296,2 ^оС і щільністю 1,85 т/м³. З водою і оксидом сірки (VI) він змішується у всіх відносинах, утворюючи гідрати складу Н₂SО₄ Н2О, Н₂SО₄ 2Н₂О, Н₂SО₄ 4Н₂О і з'єднання з оксидом сірки Н₂SО₄ SО₃ і Н₂SО₄ 2SО₃.

Ці гідрати і з'єднання з оксидом сірки мають різні температури кристалізації і утворюють ряд евтектики. Деякі з цих евтектики мають температуру кристалізації нижче нуля або близькі до нуля. Ці осості розчинів сірчаної кислоти враховуються при виборі її товарних сортів, які за умовами виробництва і зберігання повинні мати низьку температуру кристалізації.

Температура кипіння сірчаної кислоти також залежить від її концентрації, тобто складу системи "оксид сірки (VI) - вода". З підвищенням концентрації водної сірчаної кислоти температура її кипіння зростає і досягала максимуму 336,5 ^оС при концентрації 98,3 %, що відповідає азеотропному складу, а потім знижується. Температура кипіння олеуму з збільшенням вмісту вільного оксиду сірки (VI) знижується від 296,2 ^оС (температуру кипіння моногідрату) до 44,7 ^оС, що відповідає температурі кипіння 100% -ного оксиду сірки (VI).

При нагріванні парів сірчаної кислоти вище 400 ^оС вона піддається термічній дисоціації за схемою:

400^оС 700 ^оС, 2 Н₂SО₄ <=> 2Н₂О + 2SО₃ <=> 2Н₂О + 2SО₂ + О₂, (1.1.4).