WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Автоматизація технологічного процесу полімерізації вінілхлориду - Реферат

Автоматизація технологічного процесу полімерізації вінілхлориду - Реферат

заданої якості є температура в реакторі (від 40 °С до 60 °С), кількість емульсійної води і вінілхлориду, які поступають в реактор.
Пониження температури сприяє протіканню енергетично більш вигідної лінійної полімеризації вінілхлориду, що пояснюється меншою енергією активації реакції росту ланцюга, порівняно з реакцією передачі ланцюга (згідно [9]). При цьому степінь розгалуженості зменшується. Оптимальна температура в реакторі регулюється кількістю холодної води, яка поступає в кожух охолодження реактора.
Для прискорення початку реакції в реактор подається вінілхлорид з температурою 40 °С, попередньо підігрітий в теплообміннику Т 1, де температура регулюється кількістю гарячої пари.
В залежності від витрати емульсійної води ірідкого вінілхлориду змінюється концентрація реакційної маси, а отже понижується або підвищуються показники якості готової продукції. Тому співвідношення між цими компонентами підтримується зміною кількості емульсійної води.
Для прискорення швидкості реакції, згідно [13], збільшують тиск в реакторі до 0.9 МПа. Регулювання відбувається зміною степені відкриття клапана на виході газового компоненту реакції.
Оскільки в реакторі реакція проходить в два етапи, причому в нижній частині полімеризація відбувається до більш високих рівнів, то рівень реакційної маси повинен бути в межах від 6.35 м до 6.55 м. Цю величину підтримують шляхом зміни відкриття клапана на виході з реактора латексу полівінілхлориду.
Так як в реакторній масі міститься певна кількість незаполімеризованого вінілхлориду, то для його видалення створюють розрідження від 53.2 кПа до 66.5 кПа в дегазаторі Д 1. Підвищення тиску приводить до погіршення якості латексу за рахунок вмісту незаполімеризованого вінілхлориду. Розрідження в дегазаторі регулюється зміною степені відкриття клапана на лінії відбору газової суміші пароежектором Е 1.
Ще одним параметром, який впливає на якість готового продукту є кількість содового розчину, який поступає в стабілізаційну ємність П/Е 2. В залежності від марки полівінілхлориду ця величина становить від 30.5?10-6 м3/с до 38.8?10-6 м3/с. Витрата содового розчину регулюється шляхом зміни степені закриття регулюючого органу на трубопроводі подачі содового розчину в залежності від кількості латексу, що поступає на стабілізацію.
Крім цього в стабілізаційній ємності передбаченно регулювання рівня латексу. При заповненні ємності насосом Н 2 продукт подається на сушку.
Регулювання рівня води використовується і в ємності П/Е 1 шляхом включення (виключення) насосу Н 1.
В дегазаторі Д 1 рівень регулюється за допомогою регулюючого органу, встановленого на лінії виходу латексу з апарату.
Системою автоматизації передбачено також контроль таких параметрів, як тиск пари, що поступає в теплообмінник; температура вінілхлориду на вході і виході теплообмінника; температура емульсійної води на вході в реактор; температура охолоджуючої води в кожусі охолодження. Крім цих величин контролюється тиск латексу в трубопроводі після реактора, температура в дегазаторі, витрата латексу в трубопроводі після ємності П/Е 2.
Системою сигналізації передбачена сигналізація температури і тиску в реакторі, а також рівнів в усіх апаратах.
Значення параметрів контролю і регулювання приведені в таблиці А.4.1 (додаток А.4).
1.6 Розрахунок реактора полімеризації
1.6.1 Наближений розрахунок
Розрахунок полімеризатора проведемо, використовуючи методику, наведену в [16].
Попередній розрахунок.
Визначимо робочий об'єм реактора:
,
де - продуктивність лінії полімеризаторів, кг/с;
- час полімеризації, с;
- густина реакційного середовища, кг/м3;
- концентрація мономеру в вихідному продукті, мас. частки;
- степінь перетворення мономеру на виході з полімеризатора.
м3;
Потік тепла, яке виділяється при проведенні реакції визначається:
,
де - питома теплота реакції, Дж/кг;
- степінь перетворення мономера на вході в полімеризатор.
Вт.
Визначимо тепловий потік, який витрачається на нагрів вихідних продуктів.
,
де - питома масова ізобарна теплоємність реакційного середовища, Дж/(кг?°С);
- температура середовища, °С;
- температура компонентів, які поступають в реактор, °С.
Вт.
Визначимо потужність, яка втрачається на перемішування (орієнтовно).
;
Вт.
Тепловий потік, який відводиться через теплопередаючі поверхні орієнтовно визначається:
;
Вт.
Обчислимо умовний коефіцієнт :
,
де - середня температура холодоагенту, °С,
Вт/(м?с).
В залежності від продуктивності часу полімеризації, питомої теплоти реакції, теплофізичних властивостей реакційного середовища, температурного напору, на теплопередаючих поверхнях полімеризатора.
По конструктивному виконанню тип реактора може бути орієнтовно визначений за допомогою умовного коефіцієнта .
1.6.2 Уточнений розрахунок
Приймемо динамічну в'язкість і густину реакційного середовища по кінцевій концентрації полімера в апараті.
При заданому часі гомогенізації частота обертання перемішуючого пристрою визначається з умови отримання необхідного коефіцієнту теплопередачі.
Визначаємо об'єм полімеризатора.
,
де - кількість полімеризаторів в каскаді.
м.
Внутрішній діаметр апарату:
;
м.
Вибираємо внутрішній діаметр апарату 1.6 м. Діаметр мішалки ( ) знаходимо по РТМ 37-68 "Перемешивающие устройства механические. Выбор мешалок для перемешивания высоковязких и неньютоновских сред". Таким чином м.
Поверхня теплообміну полімеризатора приймається конструктивно:
м2.
Визначимо тепловий потік, який відводиться через теплопередаючі поверхі:
;
Вт.
Коефіцієнт теплопередачі необхідний для відводу тепла реакції визначається:
;
Вт/(м?°С).
Обчислимо частоту обертання перемішуючого пристрою:
,
де - швидкість гомогенізації, , с. Тоді
об/с.
Визначаєм критерій Рейнольдса за формулою:
,
де - динамічна в'язкість реакційного середовища, Па?с.
.
Обчислюємо критерій Прандтля:
,
де - коефіцієнт теплопровідності реакційного середовища, Вт/(м?°С)
.
Обчислюємо критерій Нусельта. Оскільки 2?103 <
Loading...

 
 

Цікаве