1 – температура загрузки сырья.
2 – температура инициирования реакции.
3 – температура протекания реакции.
На 2-ой и 3-ей стадиях проведения реакции регулятор температуры
непрерывно определяет разность между значением уставки температуры и значением температуры в данный момент. Через систему дешифраторов оказывается регулирующее воздействие на клапан окиси этилена поз. 6–5.
В случае увеличения температуры или давления выше установленных происходит снижение расхода окиси этилена и таким образом выдерживаются заданные режимные значения температуры и давления в реакционном узле.
По окончании приема окиси этилена в реакторы поз. SA-201В, С циркуляция реакционной массы через испаритель поз. Е-201 продолжается для достижения максимального поглощения окиси этилена, имеющейся в объеме реакторов. Процесс выдержки характеризуется падением давления и его стабилизацией на уровне 0,1?0,25 МПа, а также снижением температуры на выходе из реактора поз. SA-201А до 160?165оС.
Далее производится опорожнение реактора поз. SA-201А от готового продукта, для чего производится переключение клапанов:
– открываются клапаны поз. 17–4, 16–3 на линии приема оксиэтилированных алкилфенолов в резервуар поз. SR-301;
– открывается клапан поз. 10–5 на линии откачки оксиэтилированных алкилфенолов от турбонасоса поз. РС-201А, В в резервуар поз. SR-301;
– закрывается клапан поз. 10–7 на линии циркуляции от турбонасоса поз. РС-201А, В в испаритель поз. Е-201;
– открывается клапан поз. 10–11 на линии опорожнения испарителя поз. Е-201;
– открывается клапан поз. 10–3 на линии опорожнения реактора поз. SA-201А.
При минимальном уровне в реакторе поз. SA-201А срабатывает блокировка поз. 10–1, что ведет к закрытию клапана на линии подачи пара 0,2 МПа в турбину поз. ТР-201А, В и останову турбонасоса.
При окончательном освобождении реактора поз. SA-201А производится следующее переключение клапанов:
– открывается клапан опорожнения линии нагнетания турбонасоса поз. РС-201А, В-поз. 10–9 в линию всаса насоса поз. РV-201А, В;
– открывается клапан на входе циркулирующей массы в испаритель поз. Е-201, поз. 10–7;
– закрывается клапан на линии откачки готового продукта от турбонасоса поз. РС-201А, В; поз. 10–5 в резервуар поз. SR-301;
– открывается клапан на линии откачки готового продукта от насоса поз. РV-201А, В; поз. 10–13 в резервуар поз. SR-301.
Включается в работу насос поз. РV-201А, В и производится окончательное освобождение реактора поз. SA-201А, В, С от готового продукта в резервуар поз. SR-301, после чего производится обратное переключение всех клапанов в начальное положение.
Реакторный блок готов к проведению следующего цикла реакции. С целью исключения накопления несконденсировавшихся паров окиси этилена существуют схемы освобождения реактора от этих паров вакуум-насосом поз. РAL-201А, В. Выброс газовой фазы производится через сепаратор поз. SV-201 в коллектор ВД-7 и далее в скруббер поз. С-801. Технологическая вода после вакуум-насосов возвращается в емкость поз. SR-501.
Для освобождения реактора в аварийной ситуации или при получении несоответствующей продукции имеется возможность вывода продукта из реактора насосом поз. РС-201А, В в резервуар поз. SR-304, а также приема несоответствующей продукции из резервуара поз. SR-304 в реактор поз. SA-201А на переработку.
1.1.2 Узел деаэрации и нейтрализации оксиэтилированных алкилфенолов
Резервуар поз. SR-301 предназначен для приема и усреднения партий оксиэтилированных алкилфенолов, полученных в реакторах поз. SA-201А, В, С за счет постоянного перемешивания мешалкой поз. АG-301.
Температура в резервуаре поз. SR-301 поддерживается в пределах 100?150оС регулятором поз. 21–1, клапан которого установлен на линии подачи пара 0,2 МПа в наружный змеевик резервуара со сбросом конденсата в емкость поз. SR-705. Уровень в резервуаре поз. SR-301 контролируется уровнемерами поз. 16–1, клапан которого поз. 16–3 установлен на линии приема оксиэтилированных алкилфенолов. Из резервуара поз. SR-301 оксиэтилированные алкилфенолы насосом поз. РС-301А, В подаются на деаэрацию для удаления «следов» окиси этилена и азота в деаэратор поз. SA-301. Уровень в деаэраторе поддерживается регулятором поз. 18–1, клапан которого установлен на линии приема оксиэтилированных алкилфенолов из резервуара поз. SR-301. Температура в деаэраторе выдерживается в пределах 80?135оС регулятором поз. 22–1, клапан которого установлен на входе термостатированной воды в его наружный змеевик.
Деаэрация обеспечивается за счет распыления оксиэтилированных алкилфенолов на входе в аппарат под вакуумом и постоянного перемешивания продукта мешалкой поз. AG-303.
Поддержанию температуры и уровня в деаэраторе поз. SA-301 также способствует наличие линии циркуляции от насоса поз. РС-301А, В.
Давление в деаэраторе выдерживается в пределах 3724?6650 Па вакуумным насосом поз. PAL-303А, В за счет регулирования подачей охлажденной технологической воды в жидкостное кольцо насоса. Сброс жидкой и газовой фаз от насоса поз. РАL-303А, В осуществляется в сепаратор поз. SV-301.
В сепараторе поз. SV-301 происходит разделение газовой и жидкой фаз, газы сбрасываются в скруббер поз. С-801 на поглощение, жидкая фаза – сливается в емкость поз. SR-501.
Уксусная кислота периодически принимается со склада кислот и щелочей тит. 1221 цеха №2811 в емкость поз. SR-302.
Уровень в емкости поз. SR-302 выдерживается и контролируется измерителем поз. 13–1, который связан с клапаном поз. 13–3, установленным на линии приема уксусной кислоты. При минимальном уровне в емкости поз. SR-302 клапан поз. 13–3 открывается и производится прием уксусной кислоты, при максимальном – закрывается. Из емкости поз. SR-302 уксусная кислота периодически подается в расходную емкость поз. SR-303.
Уровень в емкости поз. SR-303 выдерживается и контролируется измерителем поз. 12–1, который связан с клапаном поз. 12–3, установленным на линии приема уксусной кислоты. При минимальном уровне в емкости поз. SR-303 клапан поз. 12–3 открывается и производится прием уксусной кислоты, при максимальном – закрывается.
Из деаэратора поз. SA-301 щелочные оксиэтилированные алкилфенолы насосом поз. РС-302А, В подаются на нейтрализацию уксусной кислотой в смеситель поз. МХ-301А через вихревой расходамер поз. 23–1, связанный с регулятором подачи уксусной кислоты и дозировочным насосом поз. РД-305А, В из емкости поз. SR-303.
Подача уксусной кислоты изменяется за счет регулирования производительности насоса поз. РД-305А, В.
Нейтрализированные оксиэтилированные алкилфенолы после смесителя поз. МХ-301А охлаждаются в теплообменнике поз. Е-301А, В до температуры 75?85оС и подаются на товарно-сырьевой склад цеха №2805 для хранения и отгрузки.
Температура оксиэтилированных алкилфенолов после теплообменника поз. Е-301А, В выдерживается регулятором поз. 24–1, клапан которого установлен на линии подачи термостатированной воды в теплообменник поз. Е-301А, В.
Таблица 1 – Описание сырьевых потоков и вспомогательных потоков
| N | Наименование | Показатели качества, обязательные для проверки | Норма |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Сырье:Моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена С15Н23ОН | 1. Внешний вид2. Цветность, единицы йодной шкалы, не более3. Массовая доля моноалкилфенолов, %, не менее4. Массовая доля диалкилфенолов, %, не более5. Массовая доля фенола, %, не более6. Массовая доля воды, %, не более | Маслянистая жидкость1098,01,00,10,05 |
| 2 | Этилена окись | 1. Массовая доля этилена окиси, %, не менее2. Массовая доля воды, %, не более3. Массовая доля альдегидов в пересчете на ацетальдегид, %, не более4. Цвет единицы Хазена, не более | 99,90,010,0110 |
| 3 | Вспомогательные материалы:Кислота уксуснаясинтетическая и регенированная СН3СООН | 1 Внешний вид и цвет2 Растворимость в воде3 Массовая доля уксусной кислоты, %, не менее | Бесцветная прозрачная жидкость без механических примесейПолная, раствор прозрачный 99,5 |
| 4 | Азот газообразный | 1 Объемная доля азота, %, не менее | 99,95 |
1.2 Основные характеристики и особенности технологического объекта с точки зрения задач управления
В качестве объекта управления принята установка, состоящая из реакторов SА-201А, В, С, испарителя Е-201, сепаратора SV-204, емкостей SR-301, SR-304, деаэратора SA-301, смесителей МХ-301А, В, теплообменника Е-301А, В, емкостей SR-302, SR-303.
Для установки получения оксиэтилированных алкилфенолов в качестве критерия управления ставится следующая задача управления процессом – получение на выходе оксиэтилированных алкилфенолов заданного качества с минимальными энергозатратами: по пару, по оборотной воде при обеспечении безаварийности и пожаровзрывобезопасности производства.
Технологический процесс получения оксиэтилированных алкилфенолов относится к пожаро- и взрывоопасным производствам. Взрывоопасность производств в наибольшей степени обусловлена физико-химическими свойствами применяемого сырья, конечных и побочных продуктов, полупродуктов. По пожарной опасности наружная установка получения оксиэтилированных алкилфенолов принадлежит к категории «Ан», а помещение операторной к категории «Г». Согласно ПУЭ класс пожароопасной зоны: наружной установки В-1г, операторной П-IIВТ2.
Таблица 2 –Характеристика веществ, применяемых и получаемых на узле получения оксиэтилированных алкилфенолов
| Наименование сырья, полупродуктов, готовой продукции | Класс опасности | Характеристика токсичности | ПДК, мг/м3 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Алкилфенол | 4 | Моноалкилфенолы не обладают аллергонными свойствами, но при попадании на кожные покровы вызывают раздражение. | 93 |
| Кислота уксусная | 3 | Легковоспламеняющаяся жидкость с резким запахом уксуса. Растворы уксусной кислоты концентрации 30% и выше при соприкосновении с кожей вызывают ожоги. Пары раздражают слизистые оболочки дыхательных путей. | 5,0 |
| Окись этилена | 2 | Окись этилена оказывает наркотическое действие, вдыхание окиси этилена в концентрациях, превышающих ПДК, может привести к острому отравлению и хронической интоксикации. Окись этилена оказывает раздражающее действие при попадании на кожные покровы, слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз. | 1,0 |
Таблица 3 – Категории и группы взрывоопасных смесей, газов и паров