Материал: основы проектирования хим произв дворецкий
ГИБКИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ |
291 |
|
|
Локальные стыковочные модули Di и модульно-элементное строение аппаратов позволят строить многофункциональные гибкие технологические узлы с легко перенастраиваемой структурой не только самого блока, но и основного технологического аппарата.
ГАПС, представленная на рис. 8.12, реализует гибкое производство пластичных смазок и других смазочных материалов. Она включает технологические блоки I, II, …, VI, коммутационный центр D и гомогенизаторы (клапанный Г-39 и коллоидную мельницу Г-40).
Технологический блок I (блок дозирования и подготовки сырья) состоит из стыковочного модуля D1, демпфирующих сырьевых емкостей E1, …, E5, а также двух блоков дозировочных насосов H-6/1, 2 и фильтров Ф-7/1, 2, 3, 4. К стыковочному модулю D1 дозировочные насосы H-6/1, 2 подключаются выходами, а фильтры Ф-7/1, 2, 3, 4 подключаются входом и выходом.
Технологический блок II (блок смешения и нагревания сырьевых компонентов) состоит из стыковочного модуля D2, многофункционального статического смесителя C-8, роторного смесителя C-10, фильтра Ф-9, теплообменников Т-11, Т-12. К модулю D2 технологическое оборудование подключается входом и выходом.
Технологический блок III (блок обезвоживания и химических реакций) состоит из стыковочного модуля D3, дозировочного насоса H-13, шестеренчатого насоса H-18, теплообменника Т-14, реактора испарителя И-15, конденсатораиспарителя X-16 и вакуумного насоса HB-17.
Для удаления паров воды из верхней части реактора И-15 предусмотрена откачка вакуумным насосом HB-17 через конденсатор-холодильник X-16. Аппараты Н-13, Т-14, И-15, Н-18 подключаются к стыковочному модулю D3 входом и выходом.
Технологический блок IV (блок термообработки и охлаждения) состоит из стыковочного модуля D4, скребковых теплообменников ТС-19, 20, многофункционального смесителя С-21, блока дозировочных насосов Н-23 и теплообменника Т-22. К стыковочному модулю D4 указанное оборудование подключается входом и выходом.
Технологический блок V (блок компаундирования и ввода наполнителей) состоит из стыковочного модуля D5, насоса Н-24, дозировочного насоса Н-25, теплообменника ТС-26, фильтра Ф-27, инжекторного смесителя С-28, реактора Р-29, скребкового теплообменника ТС-30, многофункционального статического смесителя С-31. К стыковочному модулю D5 указанное оборудование подключается входом и выходом.
Технологический блок VI (блок ввода присадок и охлаждения) состоит из стыковочного модуля D6, блока дозировочных насосов Н-32, скребковых теплообменников ТС-33, 34, инжекторного смесителя С-35, реактора Р-36, многофункционального статического смесителя С-37, фильтра Ф-38. К стыковочному модулю D6 указанное оборудование подключается входом и выходом.
Многофункциональные статические смесители С-8, 21, 31, 37 состоят из трех секций, отличающихся структурой потоков и подключающихся к стыковочному модулю D6 индивидуально.
292 Глава 8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОАССОРТИМЕНТНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Гомогенизаторы (коллоидная мельница Г-39 и клапанный Г-40) подключаются непосредственно к коммутационному центру D. Как видно из функциональной схемы ГАПС производства смазочных материалов, технологическое оборудование сгруппировано по функциональной принадлежности в технологические блоки, каждый из которых включает локальный стыковочный модуль, а связь между блоками осуществляется через центральный диспетчер D.
Рассмотрим способы организации высокотемпературных непрерывных процессов получения пластичных смазок.
Технологический блок I. Масло 1 из демпфирующей емкости Е-2 дозирующим насосом Н-6/1-2 через стыковочный модуль D1 подается на фильтр Ф-7/1 и далее через модуль D1 в коммутационный центр D.
Присадка 1 из демпфирующей емкости Е-1 дозировочным насосом Н-6/1-1 через модуль D1 подается на фильтр Ф-7/3 и далее через модуль D1 в центр D.
Масло 2 из демпфирующей емкости Е-3 дозировочным насосом Н-6/1-3 через модуль D1 подается на фильтр Ф-7/1 и далее через модуль D1 в центр D.
Водный раствор или масляная суспензия гидроокиси щелочно-минерального металла из демпфирующей емкости Е-4 подается дозирующим насосом Н-6/2-2 через модуль D1 в центр D. Расплав кислоты с температурой 80…90 °С подается из демпфирующей емкости Е-5 дозирующим насосом Н-6/2-3 через модуль D1 в центр D. При необходимости повышения эффективности фильтрования какоголибо из сырьевых компонентов и в случае повышения производительности по фильтруемому сырьевому компоненту модуль D1 способен перенастроить порядок использования фильтров Ф-7/1, 2, 3, 4, например, включая их последовательно для фильтрования любого из сырьевых компонентов.
Из технологического блока I сырьевые компоненты через модуль D1 и центр D поступают в технологический блок II (модуль D2). Однако при необходимости сырьевые компоненты могут быть перемешаны непосредственно в центре D, в распределительных каналах которого установлены специальные турбулизирующие элементы.
Технологический блок II. Сырьевые компоненты или смесь из центра D через модуль D2 подаются теплообменник Т-11, где смесь подогревается до температуры 90…100 °С, а оттуда через модуль D2 смесь подается в смеситель С-8. Из смесителя С-8 смесь через модуль D2 подается на фильтрование Ф-9, затем – в теплообменник Т-12, где нагревается до температуры 120…140 °С. Из теплообменника Т-12 смесь через модуль D2 и центр D подается в технологический блок III.
В зависимости от условий смешения и фильтрования модуль D2 обеспечивает различные последовательности включения технологического оборудования
(табл. 8.1).
Кроме того, модуль D2 обеспечивает возможность посекционного подключения трехсекционного многофункционального статического смесителя С-8.
ГИБКИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ |
293 |
|
|
8.1.Последовательность включения оборудования
втехнологических блоках в зависимости от требований технологического регламента
Номер |
Технологический |
Последовательность |
|
блока |
режим |
включения оборудования |
|
II |
а) номинальный режим; |
Т-12 → С-8 → Ф-9 → С-10 → Т-11 |
|
|
б) фильтрование и смеше- |
Т-11 → Т-12 → С-8 → Ф-9 → С-10 |
|
|
ние при высоких темпера- |
|
|
|
турах; |
|
|
|
в) фильтрование и смеше- |
Ф-9 → С-8 → Т-11 → С-10 → Т-12 |
|
|
ние при низких темпера- |
↓ |
|
|
турах |
Т-12 |
|
|
|
|
|
III |
а) при повышенной темпе- |
Р-15 → И-15 → Н-18 → Т-14 → Р-5 → |
|
|
ратуре обезвоживания; |
→ D3 → Н-13 |
|
|
б) при температуре обез- |
Р-15 → И-15 → Н-18 → Р-15 → D3 → |
|
|
воживания 150…180 °С |
→ Т-4 → Н-13 |
|
IV |
а) ввод масла 2 в обез- |
Смесь → D3 → D → D4 → C-21 → D4 → |
|
|
воженный полупродукт |
→ H-23|1 → D4 → ↑ ↑ |
|
|
с последующей его частич- |
Масло 2 → D1 → D → D4 → Т-22 |
|
|
ной термообработкой при |
→ ТС-19 → D4 → Н-32/2 → D4 → |
|
|
температуре 220…280 °С; |
→ ТС-20 → D4 → Н-23/3 → D4 → D |
|
|
б) понижение максималь- |
Смесь → D3 → D → D4 → Н-23/1 → D4 → |
|
|
ной температуры процесса |
→ ТС-19 → D4 → C-21 → |
|
|
до 220 °С |
↑ |
|
|
|
׀ |
|
|
|
Масло 1 или масло 2 → D1 → |
|
|
|
→ D → D4 → Н-23/2 → Т-22 D4 → ТС-20 |
|
|
|
→ D4 → Н-23/3 → D4 → D |
|
V |
а) фильтрование смазки |
Смесь → D → D5 → Ф-27 → D5 → Т-26 → |
|
|
при повышенной темпера- |
→ D5 → С-28 → |
|
|
туре 160…180 °С с после- |
↑ |
|
|
дующим вводом наполни- |
Наполнитель 1 |
|
|
теля 1; |
||
|
→ М-29 → D5 → H-24 → D5 → C-31 → |
|
|
|
|
|
|
|
|
→ XC-30 → D4 → H-25 → D4 → D |
|
|
б) охлаждение смазки |
D → D5 → C-28 → М-29 → D5 → H-24 → |
|
|
в присутствии наполни- |
→ D5 → T-26 → D5 → XC-30 → D5 → |
|
|
теля 1; |
→ C-31 → D5 → H-25 → D5 → D |
|
|
|
|
|
|
в) ввод наполнителя 1 |
Смесь → D → D5 → Т-26 → D5 → XC-30 → |
|
|
в смазку после ее |
→ D5 → С-28 → М-24 → |
|
|
охлаждения; |
↑ |
|
|
|
|
|
|
|
Наполнитель 1 |
|
→D5 → H-24 → D5 → C-31 → D5 → H-25 →
→D5 → D
294 Глава 8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОАССОРТИМЕНТНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
|
|
|
Продолжение табл. 8.1. |
|
|
|
|
|
|
Номер |
Технологический |
|
Последовательность |
|
блока |
режим |
|
включения оборудования |
|
V |
г) стабилизация процесса |
Смесь → D → D5 → Т-26 → D5 → М-29 → |
||
|
структурообразования |
→ D5 → H-24 → D5 → C-31 → D5 → C-28 → |
||
|
смазки с последующим |
M-29 → D5 → Н-25 → D5 → |
↑ |
|
|
вводом наполнителя |
|||
|
|
|
Наполнитель 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
→ XC-30 → D5 → D |
|
|
VI |
а) ввод наполнителя 2 |
Суспензия присадки 2 в масле → М-36 → |
||
|
в суспензию присадки 2 |
→ D6 → H-32/2 → D6 → Ф-38 → D6 → |
||
|
в масле при пониженной |
→ С-35 → D6 → Т-33 → D6 → М-36 → |
||
|
температуре 60…80 °С; |
|||
|
↑ |
→ D6 → H-32/3 → D6 → |
||
|
|
|||
|
|
Наполнитель 2 → С-37 → D6 → ХС-34 |
||
|
б) ввод наполнителя 2 |
Суспензия присадки 2 в масле → М-36 → |
||
|
в суспензию присадки 2 |
→ D6 → H-32/1 → D6 → Ф-38 → D6 → |
||
|
в масле при повышенной |
→ Т-33 → C-37 → D6 → H-32/3 → D6 → |
||
|
температуре 90…140 °С; |
|||
|
|
↑ |
→ C-37 → |
|
|
|
|
||
|
|
|
Наполнитель 2 |
→ D6 → ХС-34 |
|
в) повышение требова- |
Смазка → D → D5 → Т-33 → D5 → H-32/1 → |
||
|
ний по диспергируемости |
D6 → C-37 → М-36 → D6 → H-32/2 → |
||
|
наполнителя 2 в смазке, |
|
↑ |
|
|
содержащей присадку 2 |
Суспензия присадки 2 в масле |
||
|
|
|||
|
|
→ C-35 → D6 → H-32/3 → D6 → C-37 → |
||
|
|
→ D6 → XC-34 → D5 → D |
|
|
Технологический блок III. Смесь из центра D поступает в технологический блок III (модуль D3). Из модуля D3 смесь поступает в трубчатый реактор Р-15/1, смонтированный в камере испарителя И-15, где нагревается до температуры 150…180 °С, и далее через модуль D3 насосом Н-18 производится циркуляция смеси по схеме:
Р-15/1 → И-15 → D3 → Н-18 → D3 → Т-14 → D3 → Р-15/1.
Пары воды откачиваются из верхней части испарителя И-15 вакуум-насосом Н-17 и предварительно конденсируются в теплообменнике Т-16. Обезвоженная смесь дозирующим насосом Н-13 из испарителя И-15 с температурой 180…200 °С подается в центр D и далее в технологический блок IV.
В зависимости от условий перемешивания модуль D3 обеспечивает следующие последовательности включения оборудования блока III (см. табл. 8.1).
ГИБКИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ |
295 |
|
|
Изменение технологических условий работы блока III позволяет регулировать процессы структурообразования пластичных смазок.
Технологический блок IV. Смесь из центра D поступает в технологический блок IV (модуль D4). Из модуля D4 смесь дозирующим насосом Н-23/1 подается в скребковый теплообменник ТС-19. Для нагревания до более высокой температуры (260…280 °С) смесь из теплообменника ТС-19 поступает в модуль D3, откуда насосом Н-23/2 подается в теплообменник ТС-20.
После термообработки продукт из теплообменника ТС-20 подается в многофункциональный статический смеситель С-21, где производится частичное охлаждение продукта до 200 °С маслом 2. Управление последовательностью включения оборудования блока IV в зависимости от требований технологического регламента многоассортиментного производства осуществляется модулем D4 в соответствии с табл. 8.1.
Подключение трехсекционного статического смесителя С-21 посекционно через модуль D4 создает условия более точного регулирования протекающих в блоке процессов структурообразования пластичных смазок.
Технологический блок V. Термически обработанный и частично охлажденный до 220 °С продукт из центра D поступает в технологический блок V (модуль D5). Из модуля D5 продукт поступает в фильтр Ф-27, оттуда модуль D5 в теплообменник Т-26, где охлаждается до 180…200 °С, и далее подается в инжекторный смеситель С-28, где производится диспергирование порошкообразного наполнителя 1 в продукте.
Из смесителя С-28 продукт через модуль D5 поступает в емкость-реактор М-29 компаундирования, откуда смазка через модуль D5 циркулирует по схеме
М-29 → D5 → Н-24 → D5 → С-31 → D5 → ХС-30 → D5 → М-29,
где смазка охлаждается до температуры 120…160 °С.
Из реактора М-29 смазка через модуль D5 дозирующим насосом Н-25 подается в центр D. В зависимости от требований регламента реализуемого технологического процесса модуль D5 обеспечивает следующие варианты подключения оборудования блока V (см. табл. 8.1).
Заметим, что посекционное включение статического смесителя С-31 к модулю D5 позволяет подбирать оптимальные режимы процессов структурообразования пластичных смазок, условия фильтрации и диспергирования компонентов, что соответствует производству смазок с высокими качественными характеристиками.
Технологический блок VI. Смазка из блока V поступает через модуль D в технологический блок VI (модуль D6). Из модуля D6 смазка дозировочным насосом Н-32/1 подается в статический смеситель С-37. Одновременно в емкость реактора М-36 поступает суспензия присадки 2 в масле, которая из емкостиреактора М-36 через модуль D6, фильтр Ф-38 и теплообменник Т-33 дозирующим насосом Н-32/2 подается в инжекторный смеситель С-35, где производится дис-