1.1 Анализ объекта автоматизации

Процессы химической технологии - это сложные физико-химические системы, имеющие двойственную детерминированно-стохастическую природу, переменные в пространстве и во времени. Участвующие в них потоки вещества, как правило, многофазные и многокомпонентные. В ходе протекания процесса в каждой точке фазы и на границах раздела происходит перенос импульса, энергии, массы. Весь процесс в целом протекает в аппарате с конкретными геометрическими характеристиками, оказывающими, в свою очередь, влияние на характер этого процесса.

Цель процесса: получение очищенного газа с концентрацией (циклогексана и циклогексанона) равной (Q _цик <= 0.1%) .

Участок абсорбции состоит из абсорбера высокого и низкого давления, (холодильников - № 1, № 2, № 3,№ 4,и емкости для абсорбента.

В нижнюю часть абсорбера высокого давления компрессором (двигателем M₁) поступает газовая смесь состоящая: реакционных газов от скруббера конденсатора, газов дросселирования от теблообменника, (Fгаз = 4,0 - 9,4 м³/ч) и (Q _цик = 5%) а верхнюю часть колонны насосом (двигателем M₄) подается жидкая смесь состоящая: анола ректификата стадия 300, анола ректификата, а также абсорбент (в качестве абсорбента используются продукты дегидрирования или кубовая жидкость колонны отгонки циклогексана при T₁= 20 °С и (F_аб1 = 20 - 80 м³/ч) в среднюю часть колонны подается кубовая жидкость при T₃= 20 °С и (F_аб3 = 2 - 8 м³/ч), где происходит реакция поглощения газа жидкостью, в результате чего выделяется тепло. Реакция поглощения должна протекать при определенной температуре в нижнем (Т₅=50°С) и в верхнем (Т₆ =26°С) частях абсорбера. Сам процесс абсорбции протекает при (Т₉=30°С). Давление в верхней части колонны на входе равно P₁ =0.95 МПа). Охлаждение абсорбента происходит с помощью холодильников. Абсорбция осуществляется смесью циклогексанона и циклогексанола, в которой хорошо растворяется циклогексан при низкой температуре.

В нижнюю часть абсрбера низкого давления компрессором (двигателем M₂) поступает газовая смесь состоящая: реакционных газов от ректификационной колонны, (Fгаз1 = 5,0 - 6,4 м³/ч) и Q _анон1 = 5%) а верхнюю часть колонны насосом (двигателем M₄) подается жидкая смесь состоящая: анола ректификата стадия 300, анола ректификата, а также абсорбент (в качестве абсорбента используются продукты дегидрирования или кубовая жидкость колонны отгонки циклогексана при Т₂=20 °С и (F_аб2 = 10 - 40 м³/ч), где происходит реакция поглощения газа жидкостью, в результате чего выделяется тепло. Реакция поглощения должна протекать при определенной температуре в нижнем (Т₇=17°С) и в верхнем (Т₈ =25°С) частях абсорбера. Сам процесс абсорбции протекает при (Т₁₀=20°С). Давление в верхней части колонны на входе равно P₂ = 39КПа). Охлаждение абсорбента происходит с помощью холодильников. Абсорбция осуществляется смесью циклогексанона и циклогексанола, в которой

хорошо растворяется циклогексан при низкой температуре.

Для предотвращения аварийных ситуаций: уменьшения вредных выбросов в абсорберах происходит измерение концентрации Q _цик и Q _цик1 . При превышении этого значения закрывается запорный клапан на линии выхода конечного продукта.

Рисунок 1. Анализ процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона: а) Схема материальных потоков и их информационных переменных; б) структурная схема САУ как ОУ.