Контрольная «Разработка функциональной схемы автоматизации процесса производства полипропилена»,
Автоматизация технологических процессов и производств в Екатеринбурге

Цель: разработка схемы автоматизации согласно заданию с использованием ГОСТ 21.404 – 85 Описание процесса Пропилен поступает в нижнюю часть реактора-полимеризатора РП. Туда же подается инертный растворитель (бензин) и катализатор. Необходимая степень перемешивания реакционной массы обеспечивается мешалкой и барботажем мономера через жидкую фазу. В результате реакции полимеризации получается полипропилен. Основным показателем качества продукта является средняя молекулярная масса, определяющая механические и физические свойства получаемого продукта. Молекулярная масса полимера определяется расходом специальной добавки – регулятора молекулярной массы (водород). Для отвода теплоты реакции в рубашку реактора подают хладоноситель. Полученная суспензия полимера с непрореагировавшим мономером через подогреватель Т поступает в испарительную камеру ИК. В последней происходит выделение из жидкости растворенного мономера и испарение части растворителя. Суспензия полимера отводится из нижней части ИК и подается на выделение растворителя, а парогазовая смесь охлаждается в холодильнике Х и поступает в сепаратор С. Конденсат растворителя из сепаратора С возвращается в испарительную камеру ИК, а газовая фаза, состоящая в основном из мономера, направляется на очистку. В дальнейшем мономер вновь возвращается в реактор РП. Технологическая схема Состав технологической схемы: РП – реактор-полимеризатор; Т – подогреватель; ИК – испарительная камера; Х – холодильник; С – сепаратор. Задание на разработку схемы автоматизации: Схему выполнить по ГОСТ 21.404-85 в развернутом виде. Состав курсового проекта: чертеж, выполненный на формате А2 или А3, пояснительная записка и заказная спецификация (формат А4) на выбранные средства автоматизации указанного контура. Разработать схему в щитовом исполнении и с использованием микропроцессорной техники. Учесть, что станция управления и площадка установки синтеза разнесены более чем на 900 м, процесс – взрывопожароопасный. 1. Разработать контур регулирования расхода мономера на входе в РП с коррекцией по количеству непрорегировавшего мономера, которое должно быть постоянным и минимально возможным для конкретных условий (G1 ? F1? F2). Регулирующее воздействие – расход мономера на входе в РП. Корректор подключить на вход объекта: ?G1 = ?РЕГ(F1ЗД–F1) +?KOP (F2). В качестве корректора использовать пропорциональное звено (?KOP (F2) = К*F2). Для измерения расходов мономера принять расходомеры переменного перепада давлений. 2. Разработать контур стабилизации расхода водорода на входе в РП (G3 ? F3). В качестве датчика расхода используется ротаметр. 3. Разработать контур каскадного регулирования температуры в реакторе РП (140?C), с промежуточной координатой – расход хладагента (70м3/ч). В качестве регулирующего воздействия принять расход хладагента (G4?F4? T5). F4ЗД = f(?Т5) = f(Т5ЗД-Т5). 4. Разработать контур стабилизации давления в реакторе РП путем изменения расхода продукта реакции (G6 ? P6). 5. Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также: ? температуры мономера на входе в РП (Т7) с использованием в качестве датчика температуры термосопротивление; ? расходов растворителя (F8) и катализатора (F9) в линиях подачи газа в РП с использованием в качестве датчиков расхода - расходомера переменного перепада давлений и электромагнитного расходомера соответственно. 6. Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров: ? рост температуры в реакторе (Т4>Т4MAX); ? превышение давления в реакторе (Р6>Р6MAX). 7. Разработать схему защиты для нештатной ситуации - рост температуры (T4) в реакторе РП выше критического значения. В этом случае необходимо прекратить подачу в реактор катализатора, растворителя и водорода (G10, G11, G12). 8. Разработать схему запуска/останова двигателя мешалки реактора РП оператором, как по месту, так и со щита управления или с рабочей станции. 9. Продублировать разработанную на локальных средствах автоматизации систему управлением с микропроцессорного контроллера (МПК) и рабочей станции. 10. Выполнить подбор приборов для реализации контура каскадного регулирования температуры в реакторе (G4 ? F4 ? T5) с учетом следующих условий: температура в реакторе = 75?С, расход хладоагента 25 м3/ч, параметры трубопровода DУ = 75 мм, РУ=0,6МПа. Литература. Описание процесса: Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учеб. для техникумов. – М.: Химия, 1985г. (или 1991г). Описание ГОСТа: методические указания № 450. Выбор приборов: Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник/ Под ред. В.В. Черенкова. – Л.: 1987г. Методические указания № 387, 571