• Готовые работы
• Схемы автоматизации
• Реакторы

Реактор синтеза метанола. Функциональная схема автоматизации

В качестве объекта управления при автоматизации процесса синтеза метанола примем реактор синтеза метанола.

Показателем эффективности данного процесса является концентрация паров метанола после реактора. Выход метанола зависит от используемого катализатора и режимных параметров процесса. Установка работает под давлением 5,0 МПа, следовательно, наибольшей эффективностью катализатор будет обладать при температуре 290-320 °С. При выходе температуры за эти пределы выход метанола существенно снижается (см. раздел 2).

Таким образом, основной задачей регулирования процесса синтеза метанола при давлении 5 МПа является поддержание постоянной температуры в реакторе.

Реакция синтеза является экзотермической, поэтому температура постепенно повышается по мере прохождения газа через реактор, и при определенном размере аппарата может превысить 320 °С. В таком случае нижние слои катализатора будут работать неэффективно. Чтобы повысить выход метанола, некоторую часть исходного газа направляют сразу внутрь реактора, минуя одну или несколько катализаторных корзин. Следовательно, можно дополнительно управлять выходом метанола, регулируя расход байпасного потока.

Важными параметрами контроля являются давление газа на входе в реактор и температура выходящего газа. Основными возмущающими воздействиями для реактора является температура исходного газа.

Реактор синтеза метанола связан с другими аппаратами технологической схемы следующим образом (см. рисунок 2.1).

Исходная смесь после компрессора с температурой 180-190 °С поступает в теплообменник, где нагревается за счет газа, выходящего из колонны синтеза до 250-260 °С. Затем исходная смесь дополнительно проходит через теплообменник и за счет тепла конденсирующегося пара нагревается до 310 °С и при такой температуре поступает в колонну синтеза.

После колонны синтеза при работе установки в установившемся режиме пары метанола с температурой около 350 °С поступают в теплообменник, где отдают часть своего тепла газу, идущему на синтез. После теплообменника метанол направляется в аппарат воздушного охлаждения.

Расход исходного газа, поступающего на синтез, не является параметром контроля и регулирования так как смесь поступает в реактор непосредственно с компрессорной установки. Давление в реакторе (Р = 5,0 МПа) не регулируется.