ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реакционные аппараты идеального смешения и комбинированных схем из "Оборудование для производства и переработки пластических масс Издание 2" Наиболее типичным представителем аппаратов идеального вытеснения является трубчатка для полимеризации этилена высокого давления. Этилен под давлением 13 000—15 000 н/см (1300—1500 ат) непрерывно поступает во внутреннюю трубку аппарата типа труба в трубе (рис. 111.5), нагревается в верхних секциях (диаметр трубки 10 мм) до 430—440° К (160—170°С) паром давлением 80—100 н/см (8—10 ат), полимеризуется сначала в средних (диаметр 16 мм) и далее в нижних секциях (диаметр 24 мм) при 450—470° К (180—200° С) с выделением тепла экзотермической реакции, отводимого перегретой водой, и выводится в виде смеси этилена и полимера из нижней секции. На выходе эта смесь дросселируется до 2000—4000 н/см (200—400 ат) и поступает в обогреваемый отделитель 2, из которого незаполи-меризованный этилен выводится в систему очистки и возврата, а полимеризат с остатками газа вторично дросселируется до 30— 60 н/сж (2—5 ати) и направляется в шнек-приемник 3. В верхней конической части приемника происходит дополнительное газовы-деление (стр. 123). Из нижней части приемника расплав полимера выводится в форме жгута. [c.82] При суммарной длине опытной трубчатки, равной 57 м, степень превращения мономера в полиэтилен не превышает 12%, про-изводительноеть же аппарата по этилену составляет 200 нм /час. [c.82] Эти данные позволяют выяснить и приближенно охарактеризовать условия течения реакционной массы. [c.82] Таким образом, режим потока в среднем сечении трубчатки оказывается турбулентным. Аналогичным расчетом можно убедиться в сохранении турбулентного режима (при несколько меньшем значении Re) и на выходе смеси из последней секции. [c.84] Турбулизация потока способствует получению более однородного конечного продукта, вызывая, однако, некоторое отклонение от принципа идеального вытеснения , вследствие перемешивания массы в соединяющих отдельные секции коленах — ретурбентах. [c.84] Описываемый трубчатый аппарат характеризуется, низкой конверсией и производительностью порядка 25 кг/час полиэтилена, т. е. удельным съемом около 1600 кг/м -час. [c.84] Однако в связи с опытным характером всех сравниваемых аппаратов сделанные выводы не являются окойч-ательными. Так, имеется ряд оснований полагать, что с удлинением трубчатки до 100—300 м показатели ее улучшаются вместе с тем после освоения крупнолитражных реакторов с мешалкой (250 л) показатели этих аппаратов могут также измениться. [c.85] Следует особо отметить в качестве достоинства трубчатки простоту ее конструкции и относительно невысокую стоимость изготовления. [c.85] Высокие параметры режима [давление 15 000 н/сж (1500 ат) и температура 473° К (200° С)] полимеризации и цепной характер этой реакции требуют осуществления комплекса мероприятий по автоматизации контроля, управления и защиты реакторов. [c.85] Основными факторами, определяющими производительность трубчатого реактора, степень конверсии этилена и молекулярный вес полимера, являются подача газа, количество инициатора (Ог), давление и температура газа на входе в аппарат и выходе из него и температуры реакционной массы по секциям. Значения этих параметров устанавливаются опытным путем для агрегата. определенных размеров и являются исходными данными для проектирования систем автоматизации. [c.85] До недавнего времени для управления технологическим процессом в реакторе применялись ручные штурвалы на вентилях высокого давления — впускном, выпускном и выхлопном. Оператор, наблюдая за манометром высокого давления на входе этилена в реакто-р, определял отклонение давления от заданного его значения и осуществлял вручную необходимую корректировку. [c.85] На рис. ПГ. 6 приведен один из вариантов схемы автоматизации реактора-трубчатки . [c.85] Впускной 11 и выпускной 12 вентили управляются следующим образом. В трубке, ведущей к ретурбенту 1, производится отбор давления, которое подается к контактному манометру 14, управляющему электромагнитным клапаном 17. Если давление имеет значениё ниже предельного, то аварийный вентиль 12 закрыт. В случае, если давление достигнет предельного, то через контакты манометра 14, по обмотке электромагнитного клапана 17, пойдет ток, клапаны откроются для пропуска сжатого воздуха к пневматическому исполнительному механизму (аварийного) вентиля 12, который при этом также откроется. При понижении давления вентиль 12 придет в исходное закрытое положение. Вентиль 12 управляется не только по давлению, но и по температуре в ретурбентах 2, 4, и 5. В этих ретурбентах установлены термопары, соединенные с электронными приборами 18 и 21, имеющими элект-роконтактные позиционные регуляторы. Соединение контактов. [c.85] Независимо от воздействия на вентили 11 и 12, выпускной клапан 13 для выпуска продукта из трубчатки непрерывно управляется манометром 15, а в случае повышения температуры в ретурбентах 2,4, 8 и 9 получает также воздействие и от электронных потенциометров 18 я 21. Манометр 15 измеряет то же давление на входе газа, что и манометр 14. При изменении давления в трубчатке будет изменяться давление сжатого воздуха в пневмопре-образрвателе 22. Это давление через суммирующий регулирующий блок 35 передается в пневматический исполнительный механизм клапана 13. Таким обр-азом, при нормальном течении процесса полимеризации степень открытия клапана 13 будет зависеть от давления в реакторе. [c.87] Если же температура хотя бы в одном из ретурбентов 2, 4, 8 и 9 достигнет опасного значения, то контакты любого потенциометра/8—21 замкнутся, обмотка электромагнитного клапана окажется под током, и через этот клапан поступит сжатый воздух в суммирующий регулирующий блок 16. При этом исполнительный механизм клапана 13 окажется под действием максимального давления сжатого воздуха, и клапан 13 откроется полностью. [c.87] На схеме показана система регулирования только в ретур-бенте 6. Аналогичные системы осуществлены также для ретурбентов 1, 3, 4 Я 5. Система регулирования работает следующим образом. [c.87] Термопара, помещенная в ретурбент, присоединена к электронному потенциометру с позиционным регулятором. При повышении температуры в ретурбенте д верхнего заданного значения замкнутся соответствующие контакты, обмотка соленоидного клапана 28 окажется под током, клапан откроется и подаст сжатый воздух к исполнительному механизму клапана 31, который будет пропускать холодную воду в холодильник 33. При понижении температуры в ретурбенте сработает электромагнитный клапан 29, который пропустит воздух к исполнительному механизму клапана 30. Последний откроется и будет пропускать пар для подогревания перегретой воды. [c.87] Для наблюдения за работой реактора должны быть установлены также показывающие и регистрирующие приборы расхода этилена перед впускным вентилем 11, давления этилена после вентиля 11, температуры в ряде точек (в вентилях 11, 12 и клапане 13, на трубопроводах и др.), уровня в отделителе и т. д. [c.88] Кроме автоматизации самого реактора осуществлена также автоматизация процессов в смежных с ним аппаратах бойлерах, отделителе, циклоне и шнек-приемнике. [c.88] В поисках лучшего варианта схемы автоматизации реактора-трубчатки для получения полиэтилена существующие схемы подвергаются непрерывному изменению. [c.88] Вернуться к основной статье