5.Выбор и обоснование методов и средств контроля и регулирования, сигнализации, защиты и блокировки. Составление спецификации на выбранные технологические средства

Для управления процессом нитрования бензола до нитробензола выбираем следующие приборы, которые соответствуют всем технологическим и пожаробезопасным требованиям данного процесса:

Изменение температуры в основном и буферном нитраторах, в аппаратах кислой, водной и содовой промывки осуществляется платиновыми термопреобразователями сопротивления типа ТСП – 50П, так как он обладает более низкой степенью погрешности в интервале температур 20-150 ⁰ С.

Контроль вращения мешалки осуществляется вместе с помощью магнитного датчика ДМ-2.

Для контроля уровня бензола и кислотной смеси применяется буйковый уровнеметр УБ-76, который используется в агрессивных средах. Для определения уровня в нитраторах и сепараторах используется магнитный уровнемер КМ-26. В выносной камере располагается поплавок. Внутри поплавка находятся сильные магниты. Магнитное поле поплавка взаимодействует с внешним индикатором и прибором.

Для контроля качества нитробензола происходит измерение его плотности при помощи бесконтактный измеритель плотности ИПБ-1К.

В качестве задвижек используется механизм пневматический исполнительный механизм 25НЖ-40НЖ, которые регулируют подачу компонентов в аппараты.

Схемой автоматизации предусмотрены автоматические системы защиты блокировки, с помощью которых осуществляется блокировка подачи всех компонентов и автоматический сброс из аппаратов реакционной массы при достижении критической температуры 100°C.

Спецификация на средства КИП и А модернизированной схемы

№ поз.	Наименование	Марка	Кол-во	Примечание
1-1, 2-1 14-1, 14-2	Индивидуальный дозёр буйковых уровнемеров	УБ-76	4
6-4, 7-3, 9-3, 10-2, 11-2,13-3, 14-5	Датчик температуры	ТСП-50П	7
3-1, 4-1, 6-1, 8-1, 9-4, 13-1	Датчик уровня	КМ-26	6
1-2, 2-2, 3-2, 4-2, 5-4, 6-6, 7-5, 14-7, 14-8, 14-9	Пневматический исполнительный механизм	25НЖ-40НЖ	10
13-2	Плотномер	ИПБ-1К	1
5-2, 6-3, 7-2, 9-2, 10-2,11-2, 12-2,14-3	Датчик скорости	ДМ-2	8

6. Описание разработанной автоматизированной системы управления технологическим процессом.

Процесс нитрования бензола до нитробензола непрерывный, поэтому контроль и регулирование ведется непрерывно. АСУТП выполнена на базе ЭВМ в режиме прямого управления. Сигналы с датчиков поступают на аналого-цифровой преобразователь. Затем преобразованный сигнал поступает на ЭВМ, где происходит сравнение текущих значений с заданными. Сигнал рассогласования через преобразователь ЦАП поступает на пневмоклапаны, которые регулируют подачу бензола, кислотной смеси и отработанной кислоты.

В смесителе идет приготовление кислотной смеси из меланжа и серной кислоты. В аппарат через дозаторы, снабжённые датчиками уровня (14-1, 14-2), сигналы с которых поступают через АЦП на ЭВМ, где регистрируются; сигнал рассогласования с ЭВМ через ЦАП поступает на пневмоклапаны (14-7,14-8), через которые подаётся меланж и серная кислота. Измерение и регулирование уровня компонентов происходит при помощи датчиков уровня. Контроль температуры в смесители осуществляется при помощи датчика температуры (14-5), сигнал с которого поступает через АЦП на ЭВМ. Контроль скорости мешалки осуществляется при помощи тахометра (14-3).

В нитратор через дозаторы, снабженные датчиками уровня (1-1;2-1), сигналы с которых поступают через АЦП на ЭВМ, где регистрируются, регулируются; сигнал рассогласования с ЭВМ через ЦАП поступает на пневмоклапаны (1-2;2-2), заливают бензол и кислотную смесь. Измерение и регулирование расхода компонентов осуществляется следующим образом: сигналы от датчиков расхода (1-1;2-1) поступают через АЦП на ЭВМ, где происходит сравнение текущего значения с заданным. При измерении температуры в реакционной массе и зоне аварийного сброса сигналы от датчиков температуры (6-4, 7-3), находящихся в основном и буферных нитраторах, поступают через АЦП на ЭВМ. Сигнал рассогласования через ЦАП и ЭПП поступает на пневмоклапан (6-6, 7-5), через которые при необходимости происходит сброс в аварийную ёмкость. Контроль скорости вращения мешалок осуществляется с помощью тахометра (5-2, 6-3), сигнал с которого поступает на ЭВМ через АЦП.

После нитраторов реакционная смесь через сепарационную колонну, где контролируется уровень (8-1), поступает в аппарат кислой промывки. Контроль температуры осуществляется при помощи датчика температуры (9-3), сигнал на ЭВМ поступает через АЦП. Контроль скорости вращения мешалки осуществляется при помощи тахометра (9-2).

Далее через сепарационную колонну, где контролируется уровень (9-4), нитробензол для очистки поступает в аппарат содовой промывки. Контроль температуры осуществляется при помощи датчика температуры (10-3) и контроль скорости вращения мешалки при помощи датчика (10-2).

Из аппарата содовой промывки нитробензол поступает в два аппарата водной промывки. Здесь контролируется температура (11-3, 12-3) и скорость вращения мешалки (11-2, 12-2).

Далее через сепаратор водной промывки нитробензол идее в хранилище нитробензола. В сепараторе ведется контроль уровня при помощи датчика уровня (13-1), а на выходе из сепаратора ведётся контроль плотности при помощи плотномера (13-2).

В разбавитель из аппарата кислой промывки поступает кислая вода, сюда же поступает купоросное масло для укрепления ОК. В данном аппарате контролируется скорость вращения мешалки с помощью тахометра (5-2), сигнал с которого поступает на ЭВМ через АЦП.

Для обеспечения безопасности технологического процесса предусматривается срабатывание САЗ и Б. Автоматическое прекращение дозировок всех компонентов и открытие клапанов рециркуляции продукта с одновременной звуковой и световой сигнализацией происходит при следующих нарушениях техпроцесса:

• при повышении температуры;

• при аварийной температуре;

• при остановке мешалки;

• при отсутствии расхода одного из компонентов.

При достижении аварийной температуры (100⁰С) в нитраторе происходит автоматический сброс содержимого соответствующего аппарата.

Для оперативности ведения процесса предусматривается предупредительная (свет и звонок) и аварийная (свет и сирена) сигнализации.

При отсутствии отклонений параметров от нормы сигнализации отсутствуют, за исключением сигнализации двигателей работающих мешалок. При остановке двигателей мешалок, загорается ровным светом соответствующее табло нарушения и мигает лампа в символе аппарата, где имеются нарушения, звенит звонок.

Ведение процесса с отключением блокировки запрещено.

Список литературы:

1. Технологический регламент производства нитробензола на ОАО «Промсинтез».

2. Каталог продукции ОАО «Автоматика», Воронеж, часть 1, 2005 г.

3. Каталог продукции ООО НПП «Элемер», часть 2, 2005 г.

10