УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА ЭПЮРАТА

MANAGEMENT OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS OF ETHYL ALCOHOL PRODUCTION AT THE STAGE OF GRAIN PROCESSING

Victoria Avdyukhova

master's student, Department of Information Processes and Management, Tambov State Technical University,

Russia, Tambov

Yulia Rudakova

master's student, Department of Information Processes and Management, Tambov State Technical University,

Russia, Tambov

Ivan Firsov

master's student, Department of Information Processes and Management, Tambov State Technical University,

Russia, Tambov

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается описание процесса производства эпюрата. Производится анализ производства и системы управления.

ABSTRACT

The article discusses the description of the production process of the plot. The analysis of the production and management system is carried out.

Ключевые слова: производство эпюрата, анализ управления, АСУ ТП, САУ.

Keywords: plot production, management analysis, automated process control systems, ACS.

Бражка насосом подается в подогрева­тель, нагревается в нем водно-спиртовыми парами, поступающими из бражной колонны, до 70–75°С и направляется в сепаратор, где от нее отделяются пары диоксида углерода. Отсепарированная бражка поступает на тарелку питания бражной колонны, а паровой поток – в конденсатор СО₂. Из конденсатора (пары спирта в нем конденсируются) диоксид углерода, неконденсирующиеся газы и часть уносимого с ними спирта через воздушную коммуникацию поступают в спиртоловушку, сообщенную с атмосферой через огневой предохранительный клапан. Введенный в низ бражной колонны пар движется вверх по колонне, встречается со стекающей по тарелкам бражкой и обогащается спиртом (вываривает из нее спирт). Бражка, обедненная спиртом, в виде барды отводится из колонны через бардорегулятор, а водно-спиртовые пары крепостью 40–50% об.  через пеноловушку поступают в подогреватель бражки, в котором происходит их конденсация. Несконденсировавшаяся часть водно-спиртовых паров отводится в водяную секцию подогревателя бражки и конденсатор бражной колонны. Сконденсировавшиеся вводно-спиртовые пары и примеси спирта образуют бражный дистиллят, который через само­стоятельные коммуникации направляется в коллектор дистиллята и далее на 20-ю или 28-ю (считая снизу) тарелки эпюрационной ко­лонны для очистки.

В эпюрационной колонне кроме очистки бражного дистиллята от головных примесей происходит их концентрирование. Паровой поток с выделенными в процессе эпюрации примесями по­ступает в дефлегматор и конденсатор, конденсируется и в виде флегмы возвращается на верхнюю тарелку колонны. Неконденсирующиеся газы и увлекаемые ими частицы спирта поступают в спиртоловушку. Головная фракция отбирается из конденсатора и через холодильник, фонарь и контрольный снаряд направляется в спиртоприемное отделение.

Бражный дистиллят после эпюрации (именуемый в дальнейшем эпюратом) крепостью 30–35% об. поступает на 16-ю тарелку (тарелку питания) ректификационной колонны.

1.1 Анализ процесса как объекта управления

Для построения системы управления технологическим процессом необходимо знать его общие свойства как объекта управления, из которых определяются условия управления. Технологический процесс как объект управления характеризуется входными и выходными переменными. В свою очередь входные переменные могут носить управляющий и возмущающий характер.

Для выбора режимов работы, построения системы автоматического регулирования процессами, протекающими при производстве эпюрата на стадии получение бражного дистилята [1], необходимо провести анализ входных и выходных потоков технологического процесса и получить математическое описание объекта управления.

Из анализа литературных источников [1-5] и опыта промышленной эксплуатации бражной колонны установки выделим основные возмущения, возможные регулирующие воздействия и выходные координаты.

Входными воздействиями в процессе выпаривания спирта являются: расходы питания G_F, кубового остатка G_к, греющего пара G_п, охлаждающей воды в дефлегматор , температура охлаждающей воды на входе в дефлегматор , массовая доля легколетучего компонента в питающей жидкости , давление греющего пара Р_п, флегмовое число R.

Выходными параметрами является массовые доли легколетучего компонента в жидкости куба колонны x_к, в дистилляте x_D, по длине колонны в жидкости и паре на i-й тарелке x_i, y_i, температура компонентов на тарелках колонны t_i, температуры воды на выходе из дефлегматора .

На основании опыта эксплуатации бражной колонны, основными регулирующими воздействиями являются расход дистиллята  и расход кубовой жидкости G_к, расход греющего пара G_P, расход охлаждающий воды , расход питания G_F.

Остальные входные параметры являются возмущениями, основным из которых является состав исходного сырья в колонну .

Список литературы:

1. Биоэтанол: технологии получения из возобновляемого растительного сырья и области применения / Г.П. Старцева, И.В. Седов, П.Е. Матковский, Р.С. Яруллин // Промышленные биотехнологии. —2010. —№3— 64-68 с.
2. Бородин И.Ф. Автоматизация технологических процессов: Учебник для студентов высших учебных заведений / И.Ф. Бородин, Ю.А. Судник — Москва : Форум, 2021. — 21 с.Дудников Е.Г, Автоматическое управление в химической промышленности. М.:1987-368 c.
3. Погонин В.А, Автоматизация технологических процессов и производств: Методические рекомендации. /Погонин В.А, Елизаров И.А. [и др.]– Тамбов: ТИХМ, 2005. – 24 с.
4. О состоянии и направлениях развития производства спирта этилового из пищевого сырья и ликероводочной продукции.М.: Пищевая промышленность, 2005. – 424 с.
5. Яровенко В.Л., Технология спирта М. /Яровенко В.Л., Маринченко В.А.:1999г