Технические науки/12.Автоматизированные системы управления на производстве

К.т.н. Ковалюк Д.О., Сінельник О.В.

Національний технічний університет України «КПІ», Україна

СИСТЕМА АВТОМАТИЗОВАНОГО УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСОМ ОДЕРЖАННЯ НІТРИЛУ АКРИЛОВОЇ КИСЛОТИ

Нітрил акрилової кислоти (акрилонітрил) за останні роки набув великого значення як напівпродукт для виробництва синтетичних високополімерних речовин. З полімерів акрилонітрилу виробляють синтетичне волокно нітрон, а з сополімерів акрилонітрилу та хлористого вінілу одержують волокна, відомі під назвою віньйон і дейнел. Загалом, поліакрилонітрильні волокна за обсягом виробництва займають друге місце після поліамідних волокон.

В промисловості, акрилонітрил отримують декількома способами [1]:

· взаємодією ацетилену з синильною кислотою;

· з етилену;

· через синтез з пропілену та аміаку під високим тиском (не отримав промислового розвитку через малі виходи продукту).

Серед них, з промислових причин, найбільшого поширення набув спосіб отримання акрилонітрилу через взаємодію ацетилену з синильною кислотою.

Акрилонітрил є отруйною речовиною, а отже, для обмеження доступу та втручання людини до даного процесу, а також для збільшення продуктивності виробництва є актуальним питання автоматизації процесу отримання нітрилу акрилової кислоти.

У зв’язку з тим, що найбільш важлива частина процесу відбувається на початку, а саме зі взаємодії ацетилену та синильної кислоти в реакційній колоні, будемо автоматизувати саме цю ділянку.

Схема автоматизації реакційної колони розглянута на рис.1.

Рис. 1. Схема автоматизації реакційної колони

Реакцію проводять в стальному циліндричному апараті 1, висотою 16 м і діаметром 1,6 м. Реактор гумують зсередини і поверх футерують кислотривкими плитками. Приблизно на 2/3 висоти апарат заповнюють каталізаторним розчином.

Ацетилен, змішаний з азотом, попередньо нагрівають до 90˚ і пропускають знизу вверх через каталізаторну рідину в апараті 1. Барботуючи через рідину, він спінює її і частково втягує в верхню розширену частину реактора. Завдяки зменшенню швидкості газо-рідинного потоку в розширеній частині реактора, рідина відокремлюється від ацетилену і відводиться через бокову циркуляційну трубу в нижню частину апарата. В цю ж трубу подають синильну кислоту. При такій будові реактора досягається інтенсивна циркуляція рідини, добрий контакт її з ацетиленом і, як наслідок, висока продуктивність установки (близько 200т акрилонітрилу на місяць) [2].

В схемі були застосовані наступні контури:

Контур 1 і 2 – призначені для контролю та регулювання витрат речовин C₂H₂ та N₂, що надходять до апарату; контур 3 здійснює контроль та сигналізацію температури речовини на виході з теплообмінника; контур 4- для контролю рівня в колоні; контур 5 – призначений для контролю та сигналізації витрати суміші ацетилену з азотом на вході в реакційну колону.

Висновок. Таким чином, в роботі було проаналізовано функціонування реакційної колони та запропоновано схему автоматизації. Дана схема забезпечує контроль, керування, сигналізацію розглянутих параметрів, а також підвищує продуктивність самого апарату.

Література:

1. Юкельсон И. И. Технология основного органического синтеза [Текст] / И.И. Юкельсон. – М.: «Химия», 1968 – 848 с.: ил. – Библиогр.: с. 401 – 408. – 30000 экз.

2. Лукінюк М. В. Технологічні вимірювання та прилади [Текст] : навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. / М. В. Лукінюк. – К.: НТУУ «КПІ», 2007. – 436 с. : іл. – Біблігр.: с. 427-428. – 200 пр. –ISBN 978-966-622-247-6.