IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

В данной статье рассмотрено производство фенолформальдегидной смолы марки СФЖ-3014, которая находит широкое применение в производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, фанеры, фанерной продукции и для других целей.

Фенолоформальдегидные смолы - олигомерные продукты поликонденсации фенолов с формальдегидом. Поликонденсация фенола с формальдегидом начинается с реакции присоединения формальдегида к фенолу, к образующимся гидроксиметилфенолам и к олигомерам с последующей реакцией конденсации продуктов между собой.

Процесс получения фенолформальдегидных смол осуществляется по периодической схеме и включает в себя следующие стадии: 

1. Загрузка сырья;
2. Синтез смолы;
3. Охлаждение и слив смолы.

В реактор поз. Р1 загружается фенол (объем реактора 20 м3). Включается мешалка и в змеевик реактора подается оборотная вода. На реакторе установлен холодильник поз. Х1, где пары из реактора конденсируются и конденсат возвращается в реактор (холодильник работает как обратный). Оставшаяся паровоздушная смесь подается на очистку и сбрасывается в атмосферу. Масса загруженного фенола определяется и контролируется с помощью весовых устройств (тензовесами). При достижении заданной массы подача автоматически прекращается.

Затем подается формалин порциями. При этом необходимо следить, чтобы температура в реакторе не превышала 45°С, а ее скорость подъема должна быть не более 1,3°С в минуту (рисунок 1).

В случае превышения реактор через холодильник поз. Х1 и сепаратор капель поз. С1 к вакуумному насосу поз. ВН1. Вода и паровоздушная смесь с вакуум-насоса поз. ВН1 выбрасываются в сепаратор поз. С2. Паровоздушная смесь подается на очистку, а вода поступает в емкость поз. Е1, откуда насосом поз. Н3 подается на вакуумный насос поз. ВН1. Предусмотрена подача в емкость поз. Е1 технической воды для пополнения уровня, откачка загрязненной воды из емкости насосом поз. Н1 (Рисунок 2).

Масса подаваемого формалина определяется и контролируется тензовесами реактора. При достижении заданной массы подача автоматически прекращается.

Реакционная смесь перемешивается в течение 10-15 минут в реактор порциями подается щелочь. При сливе щелочи температура должна быть 38-42°С за счет тепла экзотермической реакции. Содержимое реактора  подогревается до температуры не менее 60°С за счет пара, подаваемого в рубашку, и перемешивается в течение 15-20 минут. При достижении температуры не менее 60°С подача пара прекращается. За счет тепла экзотермической реакции температура самопроизвольно повышается до температуры 72-75°С. Скорость подъема температуры реакционной смеси в реакторах поз.1 не должна превышать 1,5°С в минуту.

За счет тепла экзотермической реакции температура продолжает самопроизвольно повышается и при достижении 80-83°С в рубашку реакторов дается охлаждающая вода. При достижении температуры 95-100°С - кипение смолы - производится выдержка в течение 60-90 минут. При этом температура поддерживается за счет подачи пара или охлаждающей воды в рубашку реактора. На стадии синтеза смолы в реакторах контролируются вязкость, коэффициент рефракции, время желатинизации, по значениям которых определяется завершение стадии синтеза. При достижении максимального значения вязкости, коэффициента рефракции, установленного нормативной документацией процесс синтеза заканчивается.

Готовая смола охлаждается в реакторе поз. Р1 подачей в змеевики охлаждающей воды. Охлажденная смола из реактора через фильтр грубой поз. Ф1 и тонкой очистки поз. Ф2 шестеренчатым насосом поз. Н2 перекачивается в отделение стандартизации. Предусмотрено дополнительное охлаждение смолы оборотной водой в проточных пластинчатых теплообменниках поз. Х2, установленных на линиях выгрузки смолы. Температура охлажденной смолы, откачиваемой на склад, не должна превышать 30°С (Рисунок 3).

Цель автоматизации любого процесса - повышение производительности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, устранение человека от производств, опасных для здоровья. Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи, поэтому решения стоящих перед автоматизацией задач обычно называются системами.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) - комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях. Термин автоматизированный в отличие от термина автоматический подчеркивает возможность участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения человеческого контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций. Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Как правило, АСУ ТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, контроллеры, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети.

Автоматизированная система управления технологического процесса (АСУТП) на базе средств вычислительной техники должна соответствовать требованиям ГОСТ 24.104-85, техническому заданию на них и обеспечивать:

1. постоянный контроль параметров процесса и управление режимом для поддержания их регламентированных значений.
2. регистрацию срабатывания и контроль работоспособного состояния средств ПАЗ;
3. постоянный контроль состояния воздушной среды в пределах объекта;
4. постоянный анализ изменения параметров в сторону критических значений и прогнозирование возможных аварий;
5. действие средств управления и ПАЗ, прекращающих развитие опасной ситуации;
6. действие средств локализации аварийной ситуации, выбор и реализацию оптимальных управляющих воздействий;
7. проведение операций безаварийного пуска, остановки и всех необходимых для этого переключений;
8. выдачу информации о состоянии безопасности на объекте в вышестоящую систему управления.

Таким образом, в настоящей работе решена задача комплексной автоматизации производства фенолформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 на основе современных средств контроля параметров и микропроцессорного контроллера.

Код для цитирования: Скопировать