Управление производительностью реактора

На производительность реактора влияют несколько факторов: скорость подачи катализатора, скорость подачи сокатализатора, уровень слоя порошка, давление и температура. Если изменяется один из этих параметров, то соответственно изменяется скорость выработки порошка. При нормальной эксплуатации самым важным параметром управления является скорость подачи катализатора.

Расчет производительности

Алгоритм расчета производительности для реактора R-21201 выглядит следующим образом:

1) Рассчитать общее количество жидкого пропилена, поступающего в реактор (т.е., сумму 16 потоков охлаждающей жидкости).

2) Рассчитать общий поток через форсунки и поток носителя катализатора/сокатализатора.

3) Умножить общее количество жидкости, поступающей в реактор (т.е., сумму пунктов (1) и (2)) на теплоту испарения жидкого пропилена, и разделить полученное значение на теплоту полимеризации пропилена.

Математическое выражение приведено ниже:

(Сумма жидк. С₃⁼ в реактор) × (теплота испарения С₃⁼)

Производительность =-------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

(теплота полимеризации пропилена)

= (Сумма жидк. С₃⁼ в реактор) × Константа

где Константа = 0,1204 для температуры отходящего газа реактора 58,8°C

Хотя это и не показано в явном виде, константа в данном уравнении зависит от температуры и давления. Нормальные эксплуатационные колебания не влияют на точность этого уравнения; однако, изменения температуры реактора влияют на расчет производительности.

Регулятор расхода катализатора

При нормальных условиях эксплуатации скорость подачи катализатора в реактор является единственным фактором, заметно влияющим на его производительность.

Управление давлением в реакторе

Отходящий газ из циклона CY-21202 проходит через конденсатор E-21206, где частично конденсируется, после чего газообразная и жидкая фазы отправляются в сепаратор V-21201. Относительное количество газа, сконденсировавшегося в теплообменнике, управляет давлением в реакторе. При повышении производительности реактора потребность в охлаждении для поддержания давления в реакторе возрастает, что требует больше свежей охлаждающей воды в контуре прохладной воды для снижения температуры охлаждающей воды, поступающей в конденсатор.

Рис. 6.5 Упрощенная схема системы прохладной воды / управления давлением в реакторе

На рис. 6.5 приведена упрощенная схема системы тепловатой воды. Циркуляция воды осуществляется насосом P-21203. Этот поток в контуре тепловатой воды задается регулятором расхода FIC-069. При возрастании производительности в реакторе испаряется больше охлаждающей жидкости, что приводит к повышению давления в реакторе. Поэтому, для поддержания заданного значения давления необходимо сконденсировать большее количество отходящего газа реактора. Давлением в реакторе управляет PIC-002, который использует давление в куполе реактора как входной сигнал. При возрастании давления в реакторе PIC-002 открывает управляющий клапан FV-068, чтобы увеличить выходной поток прохладной воды в систему рециркуляции охлаждающей воды. Это позволяет выводить нагретую воду из контура и замещать ее свежей охлаждающей водой, имеющей более низкую температуру. При поступлении в теплообменник воды с более низкой температурой повышается уровень конденсации отходящего газа и снижается давление в реакторе. При снижении производительности реактора описанный выше сценарий разворачивается в обратном направлении. Следует обратить внимание, что переключатель HS-020 используется для выбора регулятора давления, управляющего регулятором FIC-068. Обычно выбирается регулятор давления реактора PIC-002. Однако если реактор отключен или остановлен, то выбирается регулятор давления сепаратора PIC-006.

В случае если не работает насос P-21203 (не получает электроснабжение или остановлен), автоматически открывается нормально закрытый электромагнитный клапан HV-072, а FV-069 автоматически закрывается, в результате чего поток прохладной воды выходит из конденсатора в обход насоса. Это позволяет избежать ограничения потока и обеспечивает охлаждение контура реактора системой прохладной воды.