Автоматизація технологічного процесу полімерізації вінілхлориду
Дегазований латекс із дегазатора стікає в горизонтальну ємність П/Е 2 для стабілізації, обладнану хрестовидною мішалкою. Стабілізація проводиться неперервно п’ятипроцентним розчином калцінованої соди. При заповненні ємності стабілізований латекс з центробіжним насосом Н 2 подається на сушку з подальшою сепарацією готового продукту.
Технологічна схема установки полімеризації вінілхлориду наведена на рисунку А.2.1 (додаток А.2), а технічна характеристика технологічного обладнання – в таблиці А.3.1 (додаток А.3).
1.5 Вибір параметрів контролю і регулювання
Оптимальний процес полімеризації в реакторі протікає при дотриманні певних параметрів в межах норми. Основними параметрами регулювання, які забезпечують вихід полівінілхлориду 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 і рідкого 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.