Кононенко А. Д., Жученко О. А.

Національний технічний університет України «КПІ», Україна

Аналіз процесу виробництва поліізобутилену

як об’єкта математичного моделювання

Процес полімеризації ізобутилену є складним технологічним об’єктом керування, оскільки високомолекулярні полімери ізобутилену можна одержати лише при дуже низьких температурах. Здійснити якісний процес полімеризації без систем автоматичного контролю і керування практично неможливо. Завдяки високій хімічній стійкості з поліізобутилену виготовляють матеріали для хімічної апаратури, труб, захисний одяг для роботи з кислотами і лугами. Поліізобутилен застосовується також у виробництві клеїв для склеювання скла, тканин, паперу та як зв’язуючий матеріал для прокладок і пористих матеріалів. Широкого застосування набуває поліізобутилен у гумовій промисловості для виробництва бутилкаучуків, які дає співполімеризація ізобутилену з невеликою кількістю ізопрену [1]. Об’єкт моделювання – випарник, який представлений на рис.1 (поз.2)

Рис.1. Схема автоматизації процесу створення розчину для надходження у полімеризатор

На рисунку 1 представлена частина функціональної схеми автоматизації процесу виробництва поліізобутилену. Така система автоматизації стабілізує вибрані визначальні технологічні параметри процесу.

Регулятор витрати в 1-1 змінює температуру етилену у випарнику. Цей вплив є визначальним у роботі випарника.

Звичайно контролю і регулюванню у випарнику підлягають [2]:

n Температура на виході з апарату;

n Рівень у апараті;

n Витрата на виході з апарату.

Зроблені наступні припущення, що майже не впливають на фактичні умови протікання процесу, але значно спрощують розрахунок:

1) Об’єкт розглядався, як об’єкт з зосередженими параметрами.

2) Одна зосереджена акумулююча ємність.

3) Стінки апарату теплоізольовані.

Математична модель процесу випарювання представлена у вигляді рівнянь динаміки процесу:

1) Матеріальний баланс

2) Зміна маси речовини

3) Тепловий баланс

В статиці ці рівняння дорівнюють нулю.

Висновки: У даній роботі був розглянутий випарник, як об’єкт моделювання у процесі виробництва поліізобутилену. Для подальшої реалізації автоматизованої системи, використовуючи математичну модель, необхідно провести аналіз перехідних і частотних характеристик каналів об’єкта з метою визначення структури системи керування та провести синтез регулятора.

Список літератури:

1. Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза [Текст]. – М.: “Химия”, 1968 г. Библиогр.: с. 848. – 16000 экз.

2. Лукінюк М. В. Контроль і керування хіміко-технологічними процесами [Текст]: у 2 кн. Кн. 1: Методи та технічні засоби автоматичного контролю хіміко-технологічних процесів : навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл., які навчаються за напрямом: «Хімічна технологія та інженерія» / М. В. Лукінюк. – К.: НТУУ «КПІ», 2012. – 336 с. : іл. – Бібліогр.: с. 328–330. –200 пр. – ISBN 978-966-622-287-2