Файл: Автоматизация переработки каменноугольной смолы..pdf

влияние взаимосвязанных параметров и количественно оценить воздействие интересующего нас фактора на вы­ ходную величину. Для фракционной колонны основными выходными величинами являются: х\ — содержание наф­ талина в поглотительной фракции, х3— содержание наф­ талина в нафталиновой фракции, ха— содержание наф­ талина в фенольной фракции.

Ниже представлены уравнения множественной рег­ рессии в натуральном и стандартизованном масштабах, полученные при обработке статистических данных на вычислительной машине:

Анализ уравнений (ІІІ-23), (Ш-25) и (Ш-27) пока­ зывает, что содержание нафталина в поглотительной фракции (*і) больше всего зависит от температуры и расхода водяного пара. При изменении каждого пара­ метра на одну сигму (среднее квадратичное отклонение) содержание нафталина в поглотительной фракции из­ меняется соответственно на 0,1382; 0,1238; 0,1434; 0,0724; 0,1959 и 0,5562 своего среднего квадратичного откло­ нения.

Содержание нафталина в нафталиновой фракции (х3) в основном зависит от содержания нафталина в смоле. Коэффициент регрессии при переменном х2 равен 0,7192 гг показывает, на какую часть своей сигмы изме­ нится содержание нафталина в нафталиновой фракции при изменении содержания нафталина в смоле на с+о.

В фенольной фракции содержание нафталина (хд) в

79

большей мере зависит от температуры и расхода водя­ ного пара (ад._= 0,657, а ѵ =0,366). Меньшее влияние на

содержание нафталина в фенольной фракции оказыва­ ют концентрация нафталина на тарелке отбора нафта­ линовой фракции (ах =0,2359) и температуры верха

=0,1217).

Для выбора косвенных параметров автоматизации изучены статистические характеристики, отражающие взаимосвязь между составом выходной величины и ее температурой. Поля корреляции, характеризующие за­ висимости между содержанием нафталина в фенольной, нафталиновой и поглотительной фракциях и их темпёратурами, представлены уравнениями парной регрессии, выраженными в стандартизованном масштабе:

Как видно из уравнений, теснота связей между рас­ сматриваемыми признаками очень высокая. Особенно четко это наблюдается между температурами феноль­ ной, поглотительной фракций и их качественным соста­ вом. При изменении температуры фенольной и поглоти­ тельной фракций на одну оХі и оХз содержание нафтали­

на в них меняется соответственно на 0,673 а,, и 0,835 а,. .

Это обстоятельство дает возможность использовать тем­ пературы фенольной и поглотительной фракций как косвенные параметры их качества.

Одноколонные трубчатые агрегаты

Активный метод и сследован и я статических характеристик

Поскольку основные отличия одноколонных трубчатых агрега­ тов от двухколонных заключаются в орошаемом испарителе II сту­ пени и в конструкции ректификационной колонны, изучение стати­ ки процесса фракционирования каменноугольной смолы ограничи­ вается определением статических характеристик указанных аппа­ ратов.

80

Испаритель I I ступени. Основными факторами, определяющими режим работы испарителя II ступени, являются температура смолы после II ступени трубчатой печи и количество орошения, подавае­ мого на верхнюю тарелку.

Исходя из технологических требовании, при исследовании ста­ тических характеристик испарителя II ступени особое внимание уде­ ляется качеству пека, определяемому в основном температурой его размягчения. Качество II антраценовой фракции главным образом зависит от температурного режи­ ма верхней части испарителя, а также от состава исходного сырья

(каменноугольной смолы).

На рис. 36 дана статическая зависимость, характеризующая изменение температуры размягче­ ния среднетемпературного пека от температуры нагрева смолы во

11ступени трубчатой печи. Как видно из графика, увеличение тем­ пературы нагрева смолы с380 до 405°С вызывает повышение тем­ пературы размягченияпекана 14град.

Статическая зависимость количество рефлюкса■— температура паров на выходе из испарителя II ступени, представленная на рис. 37, показывает, что в интервале температур 330—350°С при увеличении расхода рефлюкса на 360 кг/ч температура паров, вы­ ходящих изиспарителя IIступени,уменьшается всреднемна6град.

Ректификационная колонна. Как и в двухколонных агрегатах,

показателем эффективности работы ректификационной колонны слу­ жит степень распределения нафталина по фракциям (фенольной, нафталиновой, поглотительной и антраценовой), поэтому исследо­ вание статических характеристик сводилось к изучению зависимо­ стей между содержанием нафталина во фракциях и факторами, определяющимитехнологическийрежим.

К основным факторам технологического режима относятся рас­ ход рефлюкса, подаваемого на верхнюю тарелку, количество отбо­ ров фенольной, нафталиновой и поглотительной фракций, а также

расход перегретого водяного пара, подаваемого через барботер в нижнюю частьколонны.

При оптимальном технологическом режиме на верхнюю тарелку колонны подается 2900—3100 кг/ч рефлюкса, что обеспечивает под­ держание температуры выходящих паров в пределах 115— 125°С. Изменение подачи рефлюкса с3100до 2700 кг/ч приводит к увели­ чению температуры паров на выходе из колонны в среднем на 12град.При этом содержание нафталина впоглотительной, нафта­ линовой фракциях и фенолов в фенольной фракции (рис. 38, кри­ вые 2,3 и 4) уменьшается соответственно на 1,0;9,4и 4,6%, в то

время как содержание нафталина в фенольной фракции увеличи­ вается на 20,7% (кривая 1). Из рассматриваемых зависимостей

видно, что изменениеколичества подаваемого на колонну рефлюкса оказывает основное влияние на качество фенольной фракции.

Количество отбора фенольной фракции меняется незначитель­ но и составляет0,22—0,24м3/ч.Колебания отбора фенольной фрак­ ции приводят к изменению количества промежуточного рефлюкса, который оказывает влияние иа распределение нафталина по фрак­ циям. При изменении количества отбора фенольной фракции с0,24 до 0.373 м3/ч содержание нафталина в поглотительной и нафтали­ новой фракциях уменьшается на 2,2и 1,3% (рис. 39,кривые 3,4), ав фенольной фракции— увеличивается на 2,8% (кривая 1). Зави­

симость содержания фенолов в фенольной фракции от количества ее отбора представлена кривой 2. При увеличении отбора на 0,13 м3/ч содержание фенолов в фенольной фракции уменьшается на 5,3%. Анализ статических характеристик показывает, что коли­ чество отбора фенольной фракции больше всего влияет на содер­ жаниевнейфенолов.

В практике цехов заданную концентрацию нафталиновой фрак­ ции поддерживают изменением количества ееотбора. При этом про­ исходит изменение содержания нафталина и в других фракциях. Как видно из рис.40 (кривые 1, 3 и 4), при уменьшении количест­

ва отбора нафталиновой фракции иа 0,1 м3/ч содержание нафтали­ на в поглотительной, нафталиновой и фенольной фракциях увели­

чивается соответственно на 1,2;4,4и 2,1%, а содержание фенолов в фенольной фракции при этом возрастает на 1,5% (кривая 2). Из

полученных данных можно сделать вывод, что изменение количе­

82