Производство полиэтилена высокого давления. Исследование устойчивости и определение областей различных режимов работы реактора
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?дификатором) направляется па смешение со свежим этиленом.
Расплавленный полиэтилен из отделителя низкого давления 10 поступает в экструдер 11, а из него в виде гранул пневмо- или гидротранспортом направляется на конфекционирование и дополнительную обработку.
Управление реактором полимеризации является одной из наиболее сложных задач, реализуемых АСУ установками ПЭВД. Это обусловливается возможностью неустойчивых режимов в работе реактора, высокой динамичностью процесса, необходимостью в ряде областей значений параметров пульсаций давления в реакторе. Все указанные задачи реализуются с помощью специализированного аналого-цифрового вычислительного устройства, получившего название тАЮглавный регулятор".
Главный регулятор выполняет следующие основные функции:
контроль давления и максимальной температуры в реакторе;
а)пропорционально-интегрально-дифференциальное регулирование (ПИД) давления в стационарных режимах;
б)пульсацию давления в реакторе (периодический сброс с последующим подъемом давления на 20-40 МПа);
в)автоматическое изменение структуры регулятора при включении пульсаций; выбор и коррекция давления по максимальной температуре в реакторе;
г)аварийная защита процесса;
д)связь с вычислительным комплексом в АСУ.
Структурная схема главного регулятора, реализующего указанные функции, представлена на рис. 3. Основной частью схемы является блок ПИД-регулятора 1, на вход которого поступают сигналы от датчика давления 2 в реакторе и сигнал задания давления от блока формирования задания 5. Выход блока 1 поступает в блок формирования выходного сигнала 6.
Задание на давление, которое поддерживается главным регулятором в реакторе, формируется в блоке 5 в соответствии с заданием от опера- тора-технолога, устанавливаемым с помощью блока 4 ручного задания давления, сигналов от блока 10 (коррекция давления по температуре), блока 8 (формирование задания от ЭВМ), блока 7 (управление пульсацией) и блока 9 (анализ срабатывания аварийных программ).
Измерение температуры осуществляется с помощью ряда специальных термопар, устанавливаемых по длине трубчатого реактора. Общее число таких датчиков температуры в зависимости от длины реактора от 50 до 90. Коррекция давления ведется по максимальной из температур в реакторе (для многозонного реактора - по максимальной из температур в каждой из зон реактора).
Рисунок 3 - Структурная схема главного регулятора
Выбор максимумов для каждой зоны реактора осуществляется в блоке 11. Коррекция давления по температуре 12 осуществляется при превышении какой-либо из максимальных температур своего максимального значения.
В регуляторе предусмотрена возможность установки задания давления в реакторе от ЭВМ (например, для реализации оптимального режима в реакторе, расiитываемого с помощью ЭВМ). Эта функция выполняется с помощью блокакоторый принимает и преобразует цифровые сигналы от ЭВМ и в соответствии с этим формирует задание ПИД-регулятору.
Блок 7 обеспечивает при необходимости пульсирующий режим работы реактора - периодическое быстрое снижение давления в реакторе на 20-35 MПa и последующий его подъем до номинального значения. Требуемая периодичность таких пульсаций (от нескольких секунд до минут) и глубина сбросов давления могут задаваться вручную оператором или расiитываться в ЭВМ.
С помощью блока 9 осуществляется анализ срабатывания аварийных программ и управление работой регулятора при аварийных режимах. Безударный переход при необходимости на ручное управление процессом, а также задание оператором-технологом настроек регулятора, требуемых параметров технологического режима, реализуемого регулятором, осуществляется с помощью блока 5.
Главный регулятор с целью повышения его надежности выполнен в виде автономного аналого-цифрового устройства. Применение аналого- цифровой техники позволяет реализовать требования по высокому быстродействию главного регулятора и дает возможность включать его в общую систему управления, построенную на базе цифровой ЭВМ.
Информационно - управляющая схема приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 - ИУС
Температура процесса, количество подаваемого инициатора и давление в реакторе регулируются в зависимости от получаемой базовой марки полиэтилена. Так, для получения более высокомолекулярного полиэтилена температуру процесса и количество подаваемого инициатора снижают.
Реактор может работать в двух режимах полимеризации - однозонном и двухзонном. При проведении процесса в двухзонном режиме на мешалке устанавливается специальная перегородка, которая позволяет поддерживать в зонах разную температуру при одинаковом давлении в реакторе. Двухзонный режим дает возможность лучше регулировать процесс, благодаря использованию разных температур, соответствующих распаду применяемых инициаторов. Это особенно важно при получении полиэтилена со сниженной полидисперсностью (т. е. уменьшением разброса полиэтилена по молекулярной массе). Работа по двухзонному режиму несколько снижает производительность реактора.
К реактору присоединяют две выхлопные трубы большого диаметра с предохранительными клапанами отрывного действия (взрывная головка) на случай повышения давления в реакторе выше нормы, что возможно при разложении этилена.
При работе с органическими перекисями в качестве инициаторов в реакторах автоклавного типа между реактором и отделителем высокого давлен