Автоматизация процесса нитрования

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Автоматизация процесса нитрования

    Министерство Образования Российской Федерации
    Санкт –Петербургский Государственный Технологический Институт
    (Технический университет)
    Курсовой проект
    «АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА НИТРОВАНИЯ»
    Выполнил: Солнцев П.
    группа 891
    Руководитель: Капустина Н.В.
    Санкт-Петербург
    2004
    Содержание.
    1. Описание технологического процесса приготовления раствора гипохлорита натрия.
    Исходные данные для проектирования
    .................................................................................. 3
    2. Анализ технологического процесса как объекта автоматизации
    ........................................ 6
    2.1 Критерии эффективности
    ............................................................................................. 6
    2.2 Цели управления
    ........................................................................................................... 6
    2.3 Информационная схема процесса
    ................................................................................ 6
    3. Исследование технологического процесса как объекта управления
    .................................. 7
    3.1 Идентификация объекта по возможным каналам управления
    ................................. 7
    4. Синтез и исследование одноконтурной АСР с каналом
    возмущения по Gа
    .................. 11
    4.1 Структурная схема системы
    ....................................................................................... 11
    4.2 Расчёт настроек регуляторов методами Циглера-Никольса, РЧХ и ВТИ
    ............. 11
    4.3 Построение переходных характеристик для объекта управления
    и исследование характеристик качества регулирования
    .............................................. 12
    5. Синтез и анализ комбинированной АСР концентрации готового продукта (Ссм) с компенсацией возмущений по
    расходу (Gа)
    .............................................................................................................. 15
    5.1 Теоретические основы синтеза системы
    ................................................................... 15
    5.2 Построение переходных характеристик
    ................................................................... 18
    5.3 Исследование характеристик качества регулирования
    ........................................... 22
    6. Разработка упрощённой функциональной схемы автоматизации процесса
    .................... 22
    6.1. Описание постановки задачи автоматизации процесса
    ......................................... 23
    6.2. Описание функциональной схемы разработанной системы автоматизации процесса
    Выводы по работе
    ....................................................................................................................... 24
    Литература
    ................................................................................................................................... 25
    1. Описание технологического процесса нитрования пиридона.
    В качестве объекта автоматизации рассматривается реактор полного смешения непрерывного действия с рубашкой и мешалкой (рис 1).
    Смесь пиридона с уксусным ангидридом (с параметрами
    , С
    рп)
    подаётся на вход реактора (1). Туда же подаётся азотная кислота (с параметрами
    , С
    н, С
    рк).
    Процесс идёт при температуре
    ; съём тепла осуществляется подачей холодной воды (с параметрами
    хл
    хл
    , С
    рхл) в рубашку реактора. Из реактора нитромасса (с параметрами
    вых
    вых
    , С
    к, С
    рвых) поступает в стабилизатор (2), где охлаждается холодной водой до температуры
    и разбавляется водой в соотношении 1:2, после чего идёт на стадию кристаллизации (с параметрами
    см
    см
    , С
    рсм).
    На случай аварии предусмотрена сбросная ёмкость (3), заполненная водой. Все аппараты, содержащие азотную кислоту, соединены с лоыушкой окислов азота (4) и линией
    разряжения.
    Процесс нитрования пиридона протекает при температуре
    , давлении Р и уровне жидкости
    . Азотная кислота является ключевым компонентом. Расход уксусного ангидрида с пиридоном определяется производительностью предыдущего аппарата и по нему действует
    возмущение.
    В линию
    разряжения
    Пиридон
    , С
    рп
    Азотная кислота
    , С
    н, С
    рк
    Вода
    хл
    хл
    , С
    рхл
    Вода
    Нитромасса
    вых
    вых
    , С
    к, С
    рвых
    Вода
    хл2
    Вода
    На кристаллизацию
    см
    см
    , С
    рсм
    1- реактор полного смешения непрерывного действия; 2 – стабилизатор; 3 – сбросная ёмкость; 4 – ловушка окислов азота.
    Рисунок 1
    - Технологическая схема процесса нитрования пиридона
    Задание на курсовой проект по АТП ОХП.
    Автоматизация процесса нитрования пиридона.
    1. Исследование процесса нитрования пиридона как объекта автоматизации.
    Объект автоматизации
    химический реактор смешения для получения нитромассы. Составить функциональную схему автоматизации реакторного процесса
    для
    приготовления смеси нитромассы с водой, обеспечив регулирование показателя эффективности процесса
    к).
    2. Исследование технологического процесса как объекта управления концентрацией азотной кислоты (С
    к) с учетом канала возмущения «
    - С
    к».
    3. Синтез и исследование одноконтурной АСР концентрации готового раствора с каналом возмущения по
    4. Синтез и исследование комбинированной АСР концентрации азотной кислоты (С
    к) с компенсацией возмущений по
    расходу уксусного ангидрида с пиридоном (G
    п).
    Конструктивные и технологические параметры процесса.
    Расходы (объёмные):
    хладоагента
    хл
    = 3,8 м
    3/час
    кислоты
    = 0,3 м
    3/час
    на выходе из реактора
    вых
    = 1,3 м
    3/час
    пиридона
    = 10 м
    3/час
    Концентрации азотной кислоты
    на входе в реактор
    н = 0,6 кмоль/м
    на выходе из реактора
    к = 0,132 кмоль/м
    Объёмы
    реактора
    V = 6
    жидкой фазы в реакторе с коэффициентом заполнения 0,8
    = 0,8*6 = 4,8 м
    Порядок реакции
    n = 1
    Энергия активации
    Е = 83500 Дж/моль
    Предэкспоненциальный множитель
    0 = 1.6*10
    11 1/
    мин
    Коэффициент перевода температуры из
    оС в К
    0 = 273 К
    Универсальная газовая постоянная
    R = 8
    31 Дж/моль*К
    Анализ технологического процесса как объекта
    автоматизации.
    2.1. Критерии эффективности
    В качестве объекта управления при автоматизации приготовления пиридона примем реактор полного смешения (1).
    Показателем эффективности данного процесса является концентрация азотной кислоты в нитромассе на выходе из реактора (С
    к).
    2.2 Цели управления
    Целью управления является поддержание постоянного равного заданному, значения концентрации готового продукта, то есть обеспечение С
    зд
    2.3. Информационная схема процесса.
    На Рисунке 2 представлена информационная схема процесса, где показаны
    возможные управляемые переменные, возможные управляющие воздействия и возможные контролируемые возмущения.
    хл
    вых
    хл
    вых
    Рисунок 2
    – Информационная схема процесса.
    Исследование технологического процесса как объекта
    управления
    3.1. Идентификация объекта по возможным каналам управления.
    Вывод передаточной функции для канала управления
    – С
    Уравнение динамики:
    Заменим:
    Уравнение статики:
    Введём обозначения:
    Подставим (3) в уравнение (1):
    Вычтем из уравнения (1а) уравнение статики
    и получим уравнение динамики в приращениях:
    Введём безразмерные переменные:
    Подставим в (4) выражения для
    на основа...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены