Автоматизация процесса ректификации. Введение

Ректификация - это противоточное взаимодействие двух неравновесных фаз - жидкости и пара, образующегося из этой жидкости. Пар при этом непрерывно обогащается низкокипящим (легколетучим) компонентом, а жидкость - высококипящим (труднолетучим) компонентом. Ректификацией может быть достигнута любая заданная степень разделения жидких смесей. Ректификация является сложным процессом дистилляции.

Процесс ректификации относится к основным процессам химической технологии. Показателем эффективности его является состав целевого продукта.

Наличие высоких температур и глубокого вакуума, больших реакционных объемов обуславливает повышенную опасность процесса. Все отклонения от нормального ведения процесса, вызывающие завышение температуры, давления, а также резкое падение вакуума в системе могут явиться причиной создания в аппаратах взрывоопасной концентрации паров продукта с воздухом; возникновения пожара и взрыва при значительном прорыве продуктов производства из аппаратов и коммуникаций; термических ожогов обслуживающего персонала.

Ректификационная колонна является сложным объектом управления со значительным временем запаздывания, с большим количеством параметров, характеризующих процесс, многочисленными взаимосвязями между ними, их распределенностью и т.д.

Процесс ректификации - это массообменный процесс. Технологический процесс в ректификационной колонне подчиняется законам гидродинамики (т.к. происходит перемещение потоков); тепло - и массопередачи (между потоками жидкости и пара постоянно осуществляется тепло - и массообмен). Таким процессом управлять значительно сложнее.

Характер технологического процесса ректификации определяется по временным режимам работы технологического оборудования. Чаще всего ректификацию проводят в непрерывном режиме, т. е. при постоянной подаче разделяемой смеси (GF) и постоянном отборе потоков жидкости: обогащенной летучим компонентом (GD) - из верхней части установки, обедненной летучим (обогащенной менее летучим) компонентом - из нижней части установки (GW).

Периодическую ректификацию применяют при небольших количествах разделяемой смеси и при часто изменяющихся составах смесей (хF = vаr).

Ректификационная колонна относится к объектам с распределенными параметрами, в которых значения регулируемых величин в разных точках объекта неодинаковы, таких как градиенты давления, температуры и концентрации по высоте колонны.