Автоматизация процесса экстракции.
Жидкостной экстракцией называют диффузионный процесс перехода экстрагируемого вещества или вещества из одной жидкой фазы в другую при условии, что эти жидкости взаимно нерастворимы или растворимы частично. В результате получают экстракт – раствор извлеченных веществ в экстрагент и рафинат – остаточный исходный раствор. Экстракт и рафинат разделяют (обычно отстаиванием). Далее из экстракта извлекают целевой продукт, а из рафината регенерируют экстрагент.
Рассмотрим схему регулирования насадочной экстракционной колонны, в которой исходный раствор и экстрагент движутся в противотоке(рисунок 103).
Задача управления процессом экстракции заключается в получении экстракта с заданным содержанием экстрагируемого компонента, которое является основной регулируемой величиной. Расход экстрагента является основной регулирующей величиной. На содержание экстрагируемого компонента в экстракте влияет не только расход экстрагента, но и расход исходного раствора, а также содержание экстрагируемого вещества в исходном растворе и экстрагенте.
Рисунок 102
Рисунок 103
Простейшая схема стабилизации потоков процесса экстракции (рисунок 103), предусматривает постоянство подачи исходного раствора и экстрагента в колонну. Для обеспечения материального баланса колонны в ней поддерживают постоянство уровня экстракта посредством перелива и регулируют уровень поверхности раздела фаз, изменяя отвод рафината из колонны. Уровень раздела фаз измеряют гидростатическими или поплавковыми уровнемерами. Такая схема регулирования удовлетворительно поддерживает содержание экстрагируемого компонента в экстракте на заданном значении только при практически постоянном его содержании в исходном растворе экстрагента.
|
|
|
При переменном составе исходного раствора в систему регулирования расхода экстрагента вводят дополнительный контур регулирования состава одного из потоков на выходе из колонны. С целью повышения чувствительности регулирование обычно ведут по содержанию экстрагируемого вещества в рафинате.
Для достижения заданного содержания экстрагируемого вещества в экстракте необходимо, чтобы между расходами исходного раствора и экстрагента существовала пропорциональная зависимость. Эта зависимость может быть обеспечена посредством изменения расхода экстрагента, так как расход исходного раствора представляет собой нагрузку рассматриваемого объекта. При значительных колебаниях состава исходного раствора предусматривают контур регулирования по возмущению.
Рисунок 104
|
|
|
На рисунке 104(а) схема регулирования состава дистиллята с учетом изменения расхода исходной смеси, а на рисунке 104(б) – схема регулирования состава дистиллята с учетом изменения расхода и состава исходной смеси.
Выводы:
Автоматизация процессов представляет собой сложную и трудоемкую задачу. Для успешного решения этой задачи необходимо придерживаться определенной стратегии, которая позволяет улучшить процессы и получить от автоматизации ряд существенных преимуществ.
Для успешной разработки автоматизированной системы управления решают задачи стабилизации технологических величин, задачи оптимизации технологических режимов. Необоснованный или случайный выбор задач контроля и управления по объему приводит к некачественному решению задачи. Информационная подсистема обеспечивает выполнение информационных функций, которые позволяют следить за технологическим процессом. Управляющая подсистема вырабатывает и реализует управляющие воздействия.
Внедрение на предприятия технических средств, позволяющих автоматизировать производственные процессы, является базовым условием эффективной работы. Разнообразие современных методов автоматизации расширяет спектр их применения, при этом затраты на механизацию, как правило, оправдываются конечным результатом в виде увеличения объемов изготавливаемой продукции, а также повышения ее качества.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1847; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!