Автоматизация процесса нитрования пиридона

Санкт-Петербургский государственный технологический

институт

(Технический университет)

Кафедра автоматизации процессов химической промышленности.

 

 

 

 

 

“Автоматизация процесса нитрования пиридона”.

Пояснительная записка к курсовому проекту по учебной дисциплине

“Проектирование систем автоматизации ”.

 

 

 

 

Выполнил студент 891 гр. :

Солнцев П.В.

Руководитель:

 Новичков Ю.А.

 

 

 

Санкт-Петербург

2004

Оглавление.

Исходные данные.____________________________________________ 3

Введение.___________________________________________________ 3

1. Описание технологического процесса.________________________ 5

2. Описание УВК.___________________________________________ 5

3. Основные решения по автоматизации.________________________ 9

4. Разработка принципиальной схемы автоматизации.____________ 10

5. Компоновка средств автоматизации на щитах.________________ 10

6. Построение электрических схем автоматизации._______________ 10

7.___________________________________ Схемы внешних проводок. 11

Список использованной литературы:___________________________ 13

Приложения.

Исходные данные для проектирования.

 

 

1 Расходы (объёмные):

1.1  хладоагента в рубашках реактора и стаб-ра G_хл = 3,8 м³/час

1.2 кислоты на входе реактора G_к = 0,3 м³/час

1.2  нитромассы на выходе из реактора G_вых = 1,3 м³/час

1.3  пиридона на входе реактора G_п = 1 м³/час

1.4  воды на входе стабилизатора G_вод = 2,6 м³/час

1.5  готовой смеси на выходе стабилизатора G_кон = 2,6 м³/час

2     Концентрации азотной кислоты

2.1  на входе в реактор С_к^н = 0,6 кмоль/м³

2.2  на выходе из реактора С_к^к = 0,132 кмоль/м³

3     Объёмы

3.1  реактора V = 6 м³

3.2  жидкой фазы в реакторе с коэффициентом заполнения 0,8

V_ж = 0,8*6 = 4,8 м³

4     Температуры:

4.1 нитромассы на выходе реактора q₁ = 41⁰C

4.2 смеси на выходе из стабилизатора q₂ = 20⁰C

4.3 хладоагента на выходе из реактора q_1хл^к= 15⁰C

4.4 хладоагента на выходе из стабилизатора q_2хл^к= 21⁰C

5     Порядок реакции n = 1

5.1 нитромассы в реакторе L₁ = 1,5м

5.2 воды в сбросной ёмкости L₃ = 3м

5.3 смеси в стабилизаторе L₂ = 1,5м

6     Вакуум

6.1 в линии отвода окислов 300 гПа

Введение.

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения производственного процесса. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

В данной курсовой работе разрабатывается проектная автоматизация процесса нитрования пиридона.

Целью курсового проекта является разработка функциональной схемы автоматизации, компоновка средств автоматизации на щитах и пультах, построение и оформление электрических и пневматических схем автоматизации, выполнение схем внутренних и внешних проводок.

 

1. Описание технологического процесса.

В качестве объекта автоматизации рассматривается реактор полного смешения непрерывного действия с рубашкой и мешалкой (рис 1).

Смесь пиридона с уксусным ангидридом (с параметрами G_п, q_п, С_рп) подаётся на вход реактора (1). Туда же подаётся азотная кислота (с параметрами G_к, q_к, С_к^н, С_рк). Процесс идёт при температуре q₁; съём тепла осуществляется подачей холодной воды (с параметрами G_хл, q_хл^н, С_рхл) в рубашку реактора. Из реактора нитромасса (с параметрами G_вых, q_вых, С_к^к, С_рвых) поступает в стабилизатор (2), где охлаждается холодной водой до температуры q₂ и разбавляется водой в соотношении 1:2, после чего идёт на стадию кристаллизации (с параметрами G_см, q_см, С_рсм).

На случай аварии предусмотрена сбросная ёмкость (3), заполненная водой. Все аппараты, содержащие азотную кислоту, соединены с ловушкой окислов азота (4) и линией разряжения.

Процесс нитрования пиридона протекает при температуре q₁, давлении Р и уровне жидкости h₁. Азотная кислота является ключевым компонентом. Расход уксусного ангидрида с пиридоном определяется производительностью предыдущего аппарата и по нему действует возмущение.

В линию разряжения

Пиридон Gп, qп, Срп

Азотная кислота Gк, qк, Скн, Срк

Вода Gхл, qхлн, Срхл

Вода G0

Нитромасса Gвых, qвых, Скк, Срвых

Вода Gхл2

Вода

На кристаллизацию Gсм, qсм, Срсм

1- реактор полного смешения непрерывного действия; 2 – стабилизатор; 3 – сбросная ёмкость; 4 – ловушка окислов азота.

 

 

Рисунок 1 - Технологическая схема процесса нитрования пиридона.