УДК 681.5.04: 661.66

 

АВТОМАТИЗАЦІЯ РЕКТИФІКАЦІЙНОЇ КОЛОНИ В ПРОЦЕСІ ОЧИЩЕННЯ СТИРОЛУ

Остаповець О. Д.

Національний технічний університет України «КПІ»

 

Складність і висока швидкість протікання технологічних процесів у хімічній промисловості, їх чутливість до порушень режиму, а також підвищенні вибухо-, пожежонебезпечність і шкідливість умов роботи спричиняють підвищену увагу до питань автоматизації хіміко-технологічних процесів. Ав­то­матичні контроль та керування технологічними процесами забезпечують високу якість продукції, раціональне використання сировини та енергії, подовження термінів міжремонтного періоду роботи устаткування, зменшення чисельності технічного персоналу.

Дуже важливим процесом у виробництві стиролу є його очищення. Деякі речовини навіть при дуже малому вмісті їх у стиролі можуть уповільнювати його полімеризацію та погіршувати якість одержуваного полімеру.

При виділенні і очищенні стиролу виникає багато труднощів, обумовлених близькістю точок кипіння етилбензолу і стиролу, і схильністю стиролу до мимовільної полімеризації. Крім того, стирол при високій температурі дуже швидко полімеризується. Швидкість полімеризації можна зменшити, проводячи ректифікацію при розрідженні, тобто при знижених температурах кипіння компонентів вихідної суміші. Фракціонування має бути дуже чітким, оскільки  стирол і бензол з толуолом повинні бути виділені в чистому вигляді.  

Основними задачами на автоматизацію є:

 1.Підготовка сировини – очищення стиролу від інгібітора;

2.отримання демінералізованої (знесоленої) води і приготування розчину суспендуючих речовин. (Не вимагає спеціального очищення стирол, що надходить у виробництво без інгібітора або безпосередньо після виготовлення).

При необхідності очищення стиролу його переганяють при 145 °С в колбі В’юрца. Відбирають фракцію стиролу, що не опалесцентна при внесенні до 3 мл очищеного етилового спирту.

Стирол-сирець очищують ректифікацією. Процес очищення стиролу відбувається за таких умов: температура 130…135 °С, тиск у верхній частині ˗           30 мм рт. ст., у нижній ˗ 120 мм рт. ст., в результаті чого отримуємо 98 %-ий стирол [1Ошибка! Источник ссылки не найден.Ошибка! Источник ссылки не найден.].

Головним апаратом при очищенні стиролу є ректифікаційна колона.

Ректифікаційна колона — технологічний апарат, призначений для розділення рідких сумішей, складові яких мають різну температуру кипіння. Класична колона являє собою вертикальной циліндр з контактними пристроями всередині.

У ректифікаційну колону подаються пари рідин, що переганяються. Вони піднімаються знизу, а в режимі протитечії назустріч парам йде рідина, яка конденсується нагорі в холодильнику. У випадку, якщо раковину розгонки складається з двох компонентів, кінцевими продуктами є дистилят, що виходить з верхньої частини колони і кубовий залишок (менш летючий компонент у рідкому вигляді, що виходить з нижньої частини колони). Ситуація ускладнюється, якщо необхідно розділити суміш, що складається з великої кількості фракцій.

Для того щоб підтримувати задані в технологічному регламенті значення режимних параметрів, було розроблено схему контролю та  регулювання цих  параметрів процесу (див. рис.):

1) регулювання температури шляхом вимірювання температури суміші на вході в ректифікаційну колону (28 тарілок) термоперетворювачем ТСМ-187             ( поз. 1-1), регулювання ПІД-регулятором МІК-21 (поз. 1-2).

2) Контроль тиску: вимірюється тензодатчиком тиску мікропроцесорним «Сапфір М» (поз. 2-1) і показувальним приладом Диск - 250 (поз. 2-2).

3)Контроль тиску: вимірюється тензодатчиком тиску мікропроцесорним «Сапфір М» (поз. 3-1) і показувальним приладом Диск-250 (поз.3-2).

4)Контроль рівня: вимірюється рівнеміром буйковим УЛМ-11 (поз. 4-1) і автоматичним показувальним і ре­є­с­трувальним вторинним при­­ладом (поз. 4-2) [2].

Також на контури вимірювання температури, тиску доцільно поставити сигналізацію, яка спрацьовуватиме за досягнення параметрами граничних значень.

 

 

Схема автоматизації колони ректифікації

 

Висновок. Дана схема автоматизації дає можливість забезпечити високу  якість продукції, шляхом раціонального використання сировини та енергії, подовження термінів міжремонтного періоду роботи устаткування, зменшення чисельності технічного персоналу. Близько 1 % забруднень зазвичай складається з невеликих кількостей етилбензолу, хлоридів, води, сірки, альдегідів та інгібітора. Присутність цих речовин незначно впливає на перебіг реакцій полімеризації за участю стиролу. Тому очищення продажного стиролу не слід вживати, якщо мономерні забрудненні домішками, що утворюються при дії повітря, води, каучуку, пробки, металевих поверхонь або при недбалому поводженні.

Література:

1. Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза [Текст] / И. И. Юкельсон. – М.: «Химия», 1968. – 104 с.: ил. – Библиогр.: с. 806-819. –30000 екз.

2. Лукінюк М. В. Автоматизація типових технологічних процесів: технологічні об’ємкий керування та схеми автоматизації [Текст]: навч. посіб. для студ. вищ. навч. злак., які навчаються за напрямом ”Автоматизація і компют.-інтегр. Технології / М. В. Лукінюк. – К.:НТУУ “КПІ”, 2008. – 236 с.: літ. – Бібліогр.: с. 230-231. – 200 пр. – ISBN 978-966-622-287-2.