Управление отношением пар/жидкость в реакторе

На рис. 6.1. приведен также упрощенный чертеж схемы управления отношением пар/жидкость в реакторе для зоны 2, которая является типичной для всех пяти зон. Отношение пар/жидкость определяет количество газа рециркуляции, поступающего в каждую зону реактора с компрессора рециркуляционного газа K-21201 A/B. Общее соотношение пар/жидкость определяется как общая масса рециркуляционного газа, поступающего в реактор, поделенная на общую массу жидкости, поступающей в реактор. Заданное значение отношения пар/жидкость FF-029 вводится оператором; типичным значением отношения для данного типа реактора является 0,12.

Оператор также может задействовать «смещение» для каждой зоны, чтобы увеличить или уменьшить поток газа через конкретную зону (например, изменить отношение пар/жидкость для конкретной зоны, оставив общее отношение пар/жидкость реактора неизменным). Отношение пар/жидкость зоны определяется как общая масса рециркуляционного газа, поступающего в зону, деленная на общую массу жидкого пропилена, поступающего в ту же зону. При нормальной эксплуатации для каждой из пяти зон вводится смещение 1,0, т.е. отношение пар/жидкость для каждой отдельной зоны равно общему отношению пар/жидкость для всего реактора. Если смещение для одной из зон увеличивается или уменьшается, компьютер соответствующим образом изменяет поток газа в эту зону и одновременно уменьшает или увеличивает поток газа в другие четыре зоны, чтобы оставить неизменным отношение пар/жидкость всего реактора. Ниже указаны номера КИП секции 212/222 для индивидуальных отношений пар/жидкость, суммарных значений потока охлаждающей жидкости через зону и регуляторов расхода газа рециркуляции.

 

	Зона 1	Зона 2	Зона 3	Зона 4	Зона 5
Фактическое значение отношения пар/жидкость для зоны	FY-001	FY-009	FY-017	FY-016	FY-023
Суммарный расход жидкости для зоны	FY-002	FY-010	FY-018	FY-015	FY-024
Регулятор расхода газа рециркуляции	FIC-001A/B	FIC-009	FIC-017	FIC-016	FIC-023
Смещение отношения пар/жидкость для зоны	FF-001	FF-009	FF-017	FF-016	FF-023
Заданное значение отношения пар/жидкость для зоны	FY-001A/B	FY-009A	FY-017A	FY-016A	FY-023A

 

Поскольку главным предназначением рециркуляционного газа является подача водорода в реактор, его количество, поступающее в каждую зону, непосредственно влияет на свойства конечного полимерного продукта, особенно на показатель текучести расплава.

 

Таким образом, заданное значение отношения пар/жидкость следует поддерживать постоянным при производстве конкретной марки продукта, иначе показатель текучести расплава для этого продукта изменится. Регулировка смещения является единственным способом вносить небольшие изменения в концентрацию водорода в реакторе. Иногда она снижается в зоне подачи катализатора для ограничения начальной активности катализатора.

Управление уровнем слоя порошка в реакторе

Уровень слоя порошка играет важную роль в общем управлении работой реактора. При низком уровне снижается эффективность катализатора из-за малого времени нахождения в реакторе или возможного образования нитей и комков в результате плохого перемешивания и, как следствие, плохого распределения охладителя. При чрезмерно высоком уровне происходит избыточный перенос порошка в купол и в циклон. Устойчивый уровень слоя порошка имеет критически важное значение для обеспечения свойств продукта и для общего управления реактором. Заданное значение регулятора уровня определяется при вводе реактора в эксплуатацию; однако, уровень всегда должен быть выше вала мешалки реактора, чтобы минимизировать образование нитей и комков.

Определение уровня

На рис. 6.2 показана схема измерения уровня слоя порошка в реакторе. Устройство с источником гамма-излучения служит средством бесконтактного детектирования уровня слоя порошка. Луч от источника гамма-излучения, расположенного в верхней части реактора, направляется к детекторам, закрепленным снаружи реактора. Интенсивность излучения, поступающего на детекторы, зависит от количества порошка в реакторе (чем больше порошка, тем менее интенсивное излучение поступает на детектор).

Рис. 6.2 Детекторы уровня слоя порошка в реакторе

 

 

При повышении давления в реакторе плотность газа возрастает, и поглощение излучения усиливается. Поэтому, когда реактор находится под давлением, показания уровня могут быть выше истинных значений. Однако после ввода коррекции на повышенное давление показываемый уровень будет значительно ниже фактического, если давление будет ниже нормального эксплуатационного давления. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить переполнения реактора при низком давлении или при отсутствии давления в реакторе.

Как видно на рис. 6.2, слой порошка не является горизонтальным. Поэтому, для описания слоя требуются два показания: уровень «высокой» стороны (LI-001C) и уровень «низкой» стороны (LI-001A + LI-001B). Хотя детекторы радиоактивного излучения и являются главным средством измерения уровня слоя порошка, в качестве альтернативы можно использовать потребление тока электродвигателем мешалки (измеряемое в амперах). Однако, недостатком этого средства является зависимость измерений от объемной плотности и сыпучести порошка, количества рециркуляционного газа. Из-за этих недостатков схема контроля потребления тока не используется для управления уровнем порошка.

Управление уровнем

Рис. 6.3 Упрощенная схема управления уровнем слоя порошка в реакторе

 

 

Показания уровня высокой стороны и уровня низкой стороны с датчиков уровня передаются на вычислительный блок для получения среднего показания уровня. Рассчитанный сигнал передается как входной сигнал на регулятор LIC-001 уровня порошка в реакторе. Управляющий сигнал уровня передается на ЛОГИЧЕСКУЮ СХЕМУ УПРАВЛЕНИЯ ТАЙМЕРОМ для сброса на F-21301. Длительность выпуска обычно рассчитывается на основе выходного сигнала LIC-001, но может быть изменена на основе положения переключателя HS-002A. Этот переключатель служит для выбора между выходным сигналом LIC-001 и вводимым оператором значением, которое хранится в KIC-001.

 

Логическая схема управления таймером на выходе реактора

Схематичный эскиз логической схемы управления таймером реактора приведен на рис. 6.4. Порошок выводится из реактора R-21201 через шаровую задвижку циклического действия и под давлением подается в газорасширительный рукавный фильтр F-21301 участка 213. Такую же схему имеет линия от реактора R-22201 до газорасширительного рукавного фильтра F-22301 участка 223.

Рис. 6.4 Упрощенная логическая схема управления таймером подачи на F-21301/22301

Интервал времени, в течение которого выпускная(-ые) задвижка(-и) каждого из реакторов остается открытой (известный также как длительность выпуска партии), регулируется либо оператором в ручном режиме, либо регулятором уровня порошка в автоматическом режиме. Этот интервал времени может задаваться в диапазоне от 2,0 до 8,0 секунд. Реакторы обычно эксплуатируются при постоянном уровне (слоя порошка), и интервал времени регулируется только в случае изменения уровня.

В зависимости от производительности, оператор может выбрать одну или обе выпускных задвижки циклического действия при помощи ручного переключателя HS-002. Оператор должен вручную задать время цикла (т.е., время между началом выпуска следующих одна за другой партий порошка) при помощи KIC-062. Время цикла должно находиться в диапазоне между 20 и 120 секундами, и обычно составляет 30 секунд для нормальной производительности.

После перевода главного переключателя таймера в положение ВКЛ оператор пульта распределенной системы управления должен выбрать шаровую задвижку циклического действия, которая будет использоваться для контроля уровня порошка. Ручным переключателем HS-002 (HS-3002) можно выбирать следующие позиции: (1) обе задвижки HV-003 (HV-3003) и HV-004 (HV-3004); (2) только HV-003; (3) только HV-004.

При увеличении объема пропилена, поступающего на F-21301 при передаче порошка одновременно по двум линиям, важно тщательно контролировать давление на F-21301. Высокое давление на F-21301 может привести к срабатыванию на закрытие задвижек подачи порошка из реактора. Высокое давление может также привести к остановке K-21301 из-за высокого давления всасывания.

После выпуска каждой партии линия выгрузки продувается продувочным газом с выхода 3-й ступени компрессора K-21301 (1-C-301). Недостаточный поток продувочного газа может привести к недостаточной продувке линии, что приведет к ситуации, когда свободному прохождению следующей партии порошка будут мешать остатки предыдущей партии, находящиеся в линии. Чрезмерный поток продувочного газа не мешает подаче порошка, но перегружает компрессор K-21301.