О некоторых проблемах автоматизации и совершенствования процесса дистилляции многокомпонентных хлопковых мисцелл | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №3 (137) январь 2017 г.

Дата публикации: 23.01.2017

Статья просмотрена: 24 раза

Библиографическое описание:

Юлдашева М. Т. О некоторых проблемах автоматизации и совершенствования процесса дистилляции многокомпонентных хлопковых мисцелл // Молодой ученый. — 2017. — №3. — С. 185-187. — URL https://moluch.ru/archive/137/38419/ (дата обращения: 23.09.2018).



В работе рассмотрены вопросы состояния автоматизации процессов дистилляции многокомпонентных мисцелл и возникающие в связи с этим проблемы. Рассмотрены теоретические и практические аспекты осуществления процесса дистилляции.

Разработка АСУ ТП предполагает автоматизацию контроля основных параметров технологического процесса и обработку информации в системе управления с целью оптимального функционирования всего комплекса в целом. При этом обработка информации, связанная с процессами управления, сопряжена с преобразованием контролируемых величин из одной формы представления в другую. Эти проблемы необходимо решать в комплексе как при помощи технических средств преобразования, контроля и управления, гак и совершенными методами управления и программно-математическими средствами, основанными на современных моделях. Однако до последнего времени технические средства, предназначенные для комплексной автоматизации ТП не разработаны.

В настоящее время имеются следующие разработанные системы регулирования ТП дистилляцией:

  1. Температуры бензина, подаваемого на экстракцию.
  2. Расхода мисцеллы на предварительный дистиллятор с коррекцией уровня мисцеллы в мисцеллосборниках.
  3. Управления группой дистилляционных установок.
  4. Температуры мисцеллы на выходе из предварительного дистиллятора.
  5. Уровня масла в окончательном дистилляторе.
  6. Температуры вспышки масла на выходе из дистиллятора.
  7. Давления пара в главном коллекторе.

Весь этот комплекс систем разработан в основном на пневматических приборах и регуляторах, что не позволяет использовать указанные системы регулирования в АСУ производства.

Разработанные и эксплуатируемые в настоящее время автоматизированные системы управления технологическим процессом дистилляции многокомпонентных мисцелл ориентированы на выполнение следующих функций:

  1. Измерение и отображение параметров и показателей работы оборудования.
  2. Выявление отклонений в работе оборудования.
  3. Расчет текущего состояния производства.

Управляющие функции системы состоят в следующем:

  1. Определение рационального режима процесса.
  2. Выработка рекомендаций по управлению.
  3. Дистанционное управление оборудованием и изменение параметров настройки локальных регуляторов.

Перечисленные системы регулирования и управления, локальные автоматические модули не позволяют добиться высокого качества конечного продукта из-за невысокой точности регулирования, ошибок в измерениях параметров и т. п. [1]. В связи с этим для ускоренного развития средств автоматизации и преобразования информации в автоматизированных системах управления технологическими процессами дистилляции необходимо использовать более совершенные и специализированные комплексы и оборудование с универсальными быстропереналаживаемыми средствами контроля и управления, базирующимися на новой элементной базе и ориентированными на программно-математические средства. Составной частью таких программируемых средств должны стать микропроцессоры, которые не только расширяют возможности систем управления, но и придают им новые качества: многофункциональность, гибкость, резкое повышение точности, надежность в управлении и экономичность. Эти средства позволят осуществить полную автоматизацию управления процессом дистилляции.

Рассмотрим некоторые теоретические и практические аспекты процесса дистилляции. Процесс получения масла из мицелл дистилляцией относят к процессам разделения. Различают три типа процесса дистилляции: дистилляцию в пленке, дистилляцию в слое и дистилляцию распылением. Каждый из этих типов дистилляции имеет свои теоретические предпосылки и способы организации процесса.

При проведении процесса дистилляции в пленке стремятся создать наиболее тесный контакт между жидкостью стекающей мисцеллы и отводимыми парами растворителя. Для этого при проведении процесса применяют различные приемы и условия. Существуют прямоточный и противоточный способ организации потоков. В первом случае направление движения пленки мисцеллы и отводимых паров совпадают, во втором случае направление движения пленки и паров растворителя противоположны. В зависимости от направления движения пленку мисцеллы называют падающей (стекающей вниз) или поднимающейся (направленной вверх).

Процесс дистилляции хлопковых мисцелл проводят в основном в пленочных аппаратах, которые по своему технологическому назначению выполняют роль теплообменников — испарителей. При этом в аппаратах происходят следующие основные процессы: передача тепла от обогревающего пара к движущейся мисцелле, нагрев мисцеллы до температуры кипения, испарение части растворителя из мисцеллы и повышение концентрации масла в мисцелле. Обычно аппараты для дистилляции выполняют в виде трубчатых секций, соединенных между собой специальными трубопроводами.

В аппаратах с падающей пленкой с прямоточной организацией потоков мисцеллу после предварительного подогрева подают в распределительную секцию для разделения по зонам контакта. Пленка мисцеллы, стекая по обогреваемой поверхности, нагревается до температуры кипения. При этом с поверхности стекающей мисцеллы испаряются легколетучие компоненты растворителя, которые превращаются в пар и за счет создания вакуума в нижней части аппарата удаются из устройства.

В аппаратах с поднимающейся пленкой мисцеллу, также предварительно подогретую, подают в аппарат, где ее накапливают до определенного объема, подогревая дополнительно глухим паром. За счет передачи тепла от обогревающего пара температура мисцеллы повышается, происходит ее кипение с обогреванием большого количества паров растворителя. Пузырьки растворителя поднимаются с большой скоростью вверх колонны и увлекают за собой мисцеллу, которая начинает подниматься в виде тонкой пленки. В верхней части аппарата происходит отделение паров от поднимающейся мисцеллы, после чего растворитель отводят на конденсацию, а мисцеллу направляют на очистку или дальнейшее выпаривание.

При движении мисцеллы в трубках аппаратов при обоих способах организации процесса дистилляции можно выделить следующие зоны испарения:

  1. А — Экономайзерную зону,
  2. Б — Неразвитого кипения,
  3. В — Развитого кипения,
  4. Г — Повышенного паросодержания.

В зоне А происходит конвективная передача тепла и нагрев мисцеллы от входной температуры tвх до температуры начала кипения tнк. В зоне Б интенсивность кипения постепенно увеличивается пропорционально расстоянию от входа в рабочую трубку. На данном участке происходит повышение температуры мисцеллы от tнк до максимальной, называемой также температурой в точке закипания tрк. В зоне В мисцелла кипит с наибольшей интенсивностью и максимальной теплоотдачей. Температура в этой зоне уменьшается от максимальной tрк до tпк. Это происходит вследствие испарения части компонентов растворителя и повышении температуры кипения самой мисцеллы. В зоне Г температура кипения мисцеллы продолжает повышаться от tпк до своего выходного значения tвых. На данном участке интенсивность теплопередачи резко уменьшается. Это явление объясняется повышением паросодержания мисцеллы и отдалением стекающей или поднимающейся пленки от поверхности нагрева пузырьками испаряющегося растворителя. Величина каждой зоны определяется физико-химическими свойствами масла и растворителя и в ходе процесса может меняться. Из всех перечисленных, зона развитого кипения В является наиболее продуктивной, и увеличение ее длины за счет сокращения других зон позволяет повысить среднюю поверхность и плотность теплового потока для всего аппарата и тем самым интенсифицировать процесс отгонки растворителя.

Анализируя процесс отгонки растворителя, можно отметить, что ему присущ ряд недостатков. Прямоточный способ организации потоков обладает низким коэффициентом теплоотдачи и нерациональным использованием рабочей зоны испарения. При нарушении технологии (например, увеличение расхода греющего пара или уменьшении расхода поступающей мисцеллы) образуется большое количество паров легколетучих компонентов, что приводит к образованию «поршневого эффекта», т. е. к выбрасыванию мисцеллы из рабочих трубок аппарата в сепарационную зону и оголению рабочей поверхности нагрева. При этом резко снижается коэффициент теплоотдачи аппарата, падает производительность аппарата, возрастает удельный расход пара. Местный перегрев трубок приводит к образованию нагара, окислительным процессам в масле, образованию полимерных соединений, что снижает качество готового продукта, ухудшает вкусовые качества.

Во избежание описанных процессов при производстве масла необходимо создавать или модифицировать существующие аппараты для дистилляции и разрабатывать устройства с изменяющейся высотой зон обогрева и испарения. Такие устройства создают более благоприятные условия для протекания процесса и способствуют реализации более «мягких» режимов дистилляции.

Литература:

  1. Алексеев Е. Р. SciLab: Решение инженерных и математических задач / Е. Р. Алексеев, О. В. Чеснокова, Е. А. Рудченко. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2008. — 260 с.
Основные термины (генерируются автоматически): температура кипения, аппарат, средство, зона, дистилляция, автоматизированная система управления, поднимающаяся пленка, обогревающий пар, процесс отгонки растворителя, пар растворителя, обработка информации, направление движения пленки, технологический процесс дистилляции, предварительный дистиллятор, управление.


Похожие статьи

Автоматизированная система управления технологическим...

Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода. Автор: Михайлов Павел Юрьевич. Рубрика: Автоматика и вычислительная техника.

Автоматизированная система управления процессом...

Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода.

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом закалки спиральношовных труб.

Автоматизация системы управления процессом ректификации...

В данной работе представлено исследование и разработка системы управления процессом получения бутилового спирта. Бутиловый спирт в основном применяется в качестве растворителя или вспомогательного продукта для химического синтеза, а также как топливо.

Разработка автоматизированной системы управления...

Разработка автоматизированной системы управления процессом обжига извести. Авторы: Макаров Роман Александрович, Корзин Владимир Викторович. Рубрика: Технические науки.

Разработка автоматизированной системы управления...

В данной статье предлагается рассмотреть результат разработки системы управления процессом очистки сточных вод. В результате проделанной работы предлагается обновление средств автоматизации более новыми...

Автоматизация технологического процесса термообработки...

Автоматизированная система управления процессом термообработки труб в закалочной печи. Особенности многостадийного процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи. Способы технологического процесса сушки материалов.

Разработка автоматизированной системы управления...

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом ректификации изобутан-изобутиленовой фракции. Авторы: Савчиц Артем Вячеславович, Смирнова Мария Игоревна. Рубрика: Технические науки.

Использование SCADA-технологий в современных...

 сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса;  управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;  решение задач автоматического логического управления и др.

Опреснение воды: современное состояние и перспективы развития

Поэтому, управление системой обратного осмоса осуществляется в полуавтоматическом и автоматическом режиме.

Сущность термального метода или дистилляции заключается в том, что морскую воду нагревают до кипения и выходящий пар собирают и конденсируют.

Автоматизированная система управления технологическим...

Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода. Автор: Михайлов Павел Юрьевич. Рубрика: Автоматика и вычислительная техника.

Автоматизированная система управления процессом...

Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода.

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом закалки спиральношовных труб.

Автоматизация системы управления процессом ректификации...

В данной работе представлено исследование и разработка системы управления процессом получения бутилового спирта. Бутиловый спирт в основном применяется в качестве растворителя или вспомогательного продукта для химического синтеза, а также как топливо.

Разработка автоматизированной системы управления...

Разработка автоматизированной системы управления процессом обжига извести. Авторы: Макаров Роман Александрович, Корзин Владимир Викторович. Рубрика: Технические науки.

Разработка автоматизированной системы управления...

В данной статье предлагается рассмотреть результат разработки системы управления процессом очистки сточных вод. В результате проделанной работы предлагается обновление средств автоматизации более новыми...

Автоматизация технологического процесса термообработки...

Автоматизированная система управления процессом термообработки труб в закалочной печи. Особенности многостадийного процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи. Способы технологического процесса сушки материалов.

Разработка автоматизированной системы управления...

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом ректификации изобутан-изобутиленовой фракции. Авторы: Савчиц Артем Вячеславович, Смирнова Мария Игоревна. Рубрика: Технические науки.

Использование SCADA-технологий в современных...

 сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса;  управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;  решение задач автоматического логического управления и др.

Опреснение воды: современное состояние и перспективы развития

Поэтому, управление системой обратного осмоса осуществляется в полуавтоматическом и автоматическом режиме.

Сущность термального метода или дистилляции заключается в том, что морскую воду нагревают до кипения и выходящий пар собирают и конденсируют.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Автоматизированная система управления технологическим...

Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода. Автор: Михайлов Павел Юрьевич. Рубрика: Автоматика и вычислительная техника.

Автоматизированная система управления процессом...

Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода.

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом закалки спиральношовных труб.

Автоматизация системы управления процессом ректификации...

В данной работе представлено исследование и разработка системы управления процессом получения бутилового спирта. Бутиловый спирт в основном применяется в качестве растворителя или вспомогательного продукта для химического синтеза, а также как топливо.

Разработка автоматизированной системы управления...

Разработка автоматизированной системы управления процессом обжига извести. Авторы: Макаров Роман Александрович, Корзин Владимир Викторович. Рубрика: Технические науки.

Разработка автоматизированной системы управления...

В данной статье предлагается рассмотреть результат разработки системы управления процессом очистки сточных вод. В результате проделанной работы предлагается обновление средств автоматизации более новыми...

Автоматизация технологического процесса термообработки...

Автоматизированная система управления процессом термообработки труб в закалочной печи. Особенности многостадийного процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи. Способы технологического процесса сушки материалов.

Разработка автоматизированной системы управления...

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом ректификации изобутан-изобутиленовой фракции. Авторы: Савчиц Артем Вячеславович, Смирнова Мария Игоревна. Рубрика: Технические науки.

Использование SCADA-технологий в современных...

 сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса;  управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;  решение задач автоматического логического управления и др.

Опреснение воды: современное состояние и перспективы развития

Поэтому, управление системой обратного осмоса осуществляется в полуавтоматическом и автоматическом режиме.

Сущность термального метода или дистилляции заключается в том, что морскую воду нагревают до кипения и выходящий пар собирают и конденсируют.

Автоматизированная система управления технологическим...

Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода. Автор: Михайлов Павел Юрьевич. Рубрика: Автоматика и вычислительная техника.

Автоматизированная система управления процессом...

Автоматизированная система управления технологическим процессом дистилляции сероуглерода.

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом закалки спиральношовных труб.

Автоматизация системы управления процессом ректификации...

В данной работе представлено исследование и разработка системы управления процессом получения бутилового спирта. Бутиловый спирт в основном применяется в качестве растворителя или вспомогательного продукта для химического синтеза, а также как топливо.

Разработка автоматизированной системы управления...

Разработка автоматизированной системы управления процессом обжига извести. Авторы: Макаров Роман Александрович, Корзин Владимир Викторович. Рубрика: Технические науки.

Разработка автоматизированной системы управления...

В данной статье предлагается рассмотреть результат разработки системы управления процессом очистки сточных вод. В результате проделанной работы предлагается обновление средств автоматизации более новыми...

Автоматизация технологического процесса термообработки...

Автоматизированная система управления процессом термообработки труб в закалочной печи. Особенности многостадийного процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи. Способы технологического процесса сушки материалов.

Разработка автоматизированной системы управления...

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом ректификации изобутан-изобутиленовой фракции. Авторы: Савчиц Артем Вячеславович, Смирнова Мария Игоревна. Рубрика: Технические науки.

Использование SCADA-технологий в современных...

 сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса;  управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;  решение задач автоматического логического управления и др.

Опреснение воды: современное состояние и перспективы развития

Поэтому, управление системой обратного осмоса осуществляется в полуавтоматическом и автоматическом режиме.

Сущность термального метода или дистилляции заключается в том, что морскую воду нагревают до кипения и выходящий пар собирают и конденсируют.

Задать вопрос