Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ

Сажин С.Г. 1 Пенкин К.В. 1
1 Дзержинский политехнический институт
В работе рассматривается задача инструментального контроля процесса получения этаноламина на стадии синтеза. Выполнен анализ важнейших точек контроля параметров и определен обоснованный выбор современных средств измерения рассматриваемых параметров.
этаноламины
контроль
автоматизация
система управления
1. Харазов В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами. – СПб.: изд-во «Профессия», 2009. – С. 590.
2. Сажин С.Г. Технологические измерения и приборы. – НГТУ, Н.Новгород, 2001, с. 137.
3. Фрайден Д. Современные датчики: Справочник. – М.: изд-во «Техносфера». – 2006, с. 590.

В статье рассматривается система контроля основных технологических параметров процесса производства этаноламинов. Установлено, что на стадии синтеза этаноламина необходимо контролировать до 50 параметров. В работе осуществлен выбор датчиков температуры, давления, расхода и уровня среды и дана оценка эффективности их использования.

При получении этаноламина (HO-CH2-CH2-NH2) используется взаимодействие аммиака и оксида этилена. Этаноламин, как технологическая среда, – это органическое соединение в виде густой маслянистой жидкости, обладающей сильными щелочными свойствами. Моноэтаноламин, как основной продукт производства, применяется в газовой и нефтяной промышленности для поглощения кислых и серосодержащих органических соединений, а также при производстве пластмасс.

Технологический процесс получения этаноламинов состоит из следующих стадий: приём исходных смесей, синтез этаноламинов, отгонка аммиака, отгонка товарного моноэтаноламина, доотгонка диэтаноламина и другие вспомогательные операции.

В настоящей работе рассматривается задача автоматического контроля параметров стадии синтеза этаноламинов.

Технологическая схема стадии синтеза этаноламинов представлена на рис. 1.

В соответствии с требованиями регламента на технологических процесс возникает необходимость контроля температуры окиси этилена (ОЭ), поступающей в процесс, а также температуры после теплообменников 5 и 9, в реакторе смешения 1, в реакторе вытеснения 6 и в других точках.

Выбираем датчики температуры фирмы «Элемер» (г. Зеленоград) в виде медных термометров сопротивления типа ТС1157/1 с диапазоном измерения температуры от –50 °C до +200 °C с НСХ53М, класса B. Эти термометры характеризуются достаточно хорошей чувствительностью и надежны в работе.

Для измерения уровня реакционной смеси в реакторах 1 и 6, а также в сепараторе 7 и в ёмкости 10 выбираем волноводные уровнемеры типа RD-400 фирмы Smar (Бразилия). Принцип измерения уровня волноводными уровнемерами состоит в формировании наносекундных радиоимпульсов малой мощности, которые направляются по зонду, погруженному в технологическую среду, уровень которой определяется. Временной интервал между моментом передачи зондирующего импульса и моментом приёма эхо-сигнала пропорционален расстоянию до уровня жидкости.

Важным при использовании волноводных уровнемеров является практическая независимость процесса измерения от изменяющихся технологических условий (вязкости, плотности, паро- и газообразования, вихревого волнения, давления, температуры).

Диапазон измерения уровня волноводными уровнемерами от 0,2 м до 30 м. Погрешность измерения ±0,1 % от диапазона измерения.

Волноводный уровнемер является интеллектуальным средством измерения и может взаимодействовать с различными информационными и управляющими устройствами в соответствии с рис. 2.

sazin1.tif

Рис. 1. Принципиальная схема процесса синтеза этаноламинов: 1 – аппарат смешения; 2,3 – насосы; 4 – теплообменник; 5 – насос; 6 – реактор вытеснения; 7 – сепаратор; 8 – испаритель; 9 – теплообменник; 10 – емкость

sazin2.tif

Рис. 2. Принципиальная схема соединения уровнемера RD-400 с измерительными и управляющими устройствами

В процессе реализации системы контроля важным также является расход циркуляционной реакционной смеси перед смешением с окисью этилена, а также аммиака перед эжектором.

При анализе различных промышленных расходомеров остановимся на применение ультразвукового расходомера ALTOSONIC фирмы KROHNE (Германия), имеющий широкий диапазон типоразмеров по диаметру (25–3000 мм) с максимальным расходом более 50 000 м3/ч с погрешностью ±0,1 % от измеряемой величины. Расходомер характеризуется непрерывным измерением объемного расхода, длительным хранением заводских установок точности, бесконтактностью измерения расхода.

Всего в процессе синтеза этаноламинов используется до 45 датчиков температуры, уровня, расхода, давления. Унифицированные выходные сигналы датчиков поступают на вход микропроцессорного контролера, который обеспечивает преобразование аналоговых сигналов датчика в цифровую форму с последующим направлением их на вход станции оператора.

Связь между станцией оператора (ПЭВМ) и контроллером осуществляется посредством сети Industrial Ethernet.

Вывод. В работе выполнен анализ основных контролируемых параметров процесса и на примере некоторых из них осуществлен выбор современных инструментальных средств контроля этих параметров. Этим достигается высокий уровень автоматизации и соответствующего качества этаноламинов как товарной продукции.


Библиографическая ссылка

Сажин С.Г., Пенкин К.В. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 12. – С. 30-31;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=4492 (дата обращения: 18.06.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252