Dissertatsiya mavzusining dolzarbligi va zaruriyati

Metanni konversiyalash reaktor qurilmalarini boshqarish qurilmalarini avtomatlashtirish
Kimyoviy texnologiyalarda moddalarni ajratish uchun massa almashinish jarayonlaridan keng foydalaniladi. Bular: yutish (absorbsiya), eritib yuvish (ekstraksiya), rektifikatsiya, yuzaga singdirish (adsorbsiya) va quritish.
Ushbu jarayonlarning xilma-xilligi va ularni qurilmaviy jihozlanish usuli har xilligiga qaramasdan, ularning hammasi bir xil qonuniyatlarga bо‘ysunadi va avtomatlashtirish obyekti sifatida qator umumiy jihatlarga ega. Massa almashinish jarayonlarida kamida uchta modda ishtirok etadi:

1. 
   1 – fazani tashkil etuvchi, taqsimlovchi modda
   
2. 
   2 – fazani tashkil etuvchi, taqsimlovchi modda
   
3. 
   Bir fazadan ikkinchi fazaga о‘tuvchi taqsimlovchi modda.
   

Massa almashinish jarayoni (a) va ishchi chiziq tenglamasini chiqarish (b)

Massa uzatishning asosiy tenglamasi:

Massa uzatish koeffitsiyenti K_m va jarayonni harakatlantiruvchi kuch F bо‘lganda massa almashinish dF yuzasidan bir fazadan ikkinchi fazaga о‘tuvchi dM modda miqdorini aniqlaydi.
Jarayonni harakatlantiruvchi kuch ishchi S va muvozanatli S_r quyuqlanishlar orasidagi farqlar orqali aniqlanadi: .
Massa almashinuv jarayonlarining umumiy о‘ziga xos tamonlariga ularning katta energiya sig‘imiga ega ekanligi kiradi va avtomatlashtirish masalalari maxsulot sifatini berilgan qiymatda saqlagan holda energiya xarajatlarini kamaytirishdan iborat.
Deyarli barcha massa almashinuv jarayonlari diametiri bir necha metrni, balandligi esa bir necha о‘nlab metrni tashkil etuvchi kolonna turidagi apparatlarda olib boriladi. Shuning uchun ularning dinamik xarakteristikalari katta vaqt doimiysi va kechikishga ega bо‘ladi. Bunday sharoitda bir konturli oddiy rostlash sistemalari katta dinamik xatolik va о‘tish xarakteristikasining uzoq davom etishiga olib keladi. Rostlash sistemalarining о‘tish xarakteristikalari sifatini oshirish maqsadida massa almashinuv jarayonlarida kombinirlashgan va kaskad ARSlaridan foydalaniladi.
Massa almashinuv jarayonlarini avtomatlashtirishda olinayotgan maxsulotlar tarkibini uzluksiz nazorat qiluvchi avtomatik asboblarning yuqligi bu jarayonlarni avtomatlashtirishda eng katta murakkabliklarga olib keladi. Bunday xollarda tarkibni bilvosita parametrlar orqali, masalan aralashma qaynashi harorati orqali, uning zichligi kabilar orqali rostlash amalga oshiriladi. Bu rostlash sitemalari esa о‘z о‘rnida modda tarkibi va bilvosita parametrlar о‘rtasida g‘alayonli faktorlar ta’sirini hisobga oluvchi о‘zaro aloqani aniqlash kabi qо‘shimcha murakkablikka olib keladi.
Rektifikatsion uskunalari bug‘ qorishmalari va suyuq qorishmalarning qarshi oqimni о‘zaro ta’sirlashishi natijasida suyuq bir jinsli qorishmani tashkil etuvchi moddalarga yoki moddalar guruhiga ajratish uchun xizmat qiladi.
Rektifikatsiya uskunasini avtomatlashtirish obyekti sifatidagi jihatlarini boyitishdagi oson uchuvchi S_p tashkil etuvchi bilan qо‘sh tarkibli aralashmani distillyat (tozalangan suv bug‘idan hosil bо‘lgan suyuqlik) va undan qolgan suyuqlikka oson uchuvchi S_d va S_k boyitishlar ajratish qurilmasi misolida kо‘rib chiqamiz.
Quyidagi belgilashlarni qabul qilamiz: (79-rasm) G_t, G_d G_k, G_b, G_i.t., G_s.a., G_fl- ta’minot sarflari, distillyat, distillyatdan qolgan (kub) mahsulot, qaynatishga qizdiruvchi bug‘, ta’minot manbaini qizdirishga issiqlik tashuvchi, nam ajratgich (diflegmator)ga suyuqlik agenti, flegmalar; r_b- qizdiruvchi bug‘ entalpiyasi; _i.t., _s.a. -issiqlik tashuvchilarning va sovuqlik agentining harorati; S_i.t., S_s.a. – issiqlik tashuvchi va sovuqlik agentining solishtirma issiqlik sig‘imi; R_k – kolonnadagi bosim, L_k, L_fl – kolonna kubidagi va flegmali sig‘imdagi sath.
Rektifikatsion qurilma katta miqdordagi о‘zaro aloqador koordinatali murakkab obyekt hisoblanadi. Eng yaxо‘i rostlash kanallarini tanlash uchun obyektning statik va dinamik xarakteristikalarining solishtirma tahlilini о‘tkazish lozim. Taxlillar shuni kо‘rsatadiki, bu obyekt uchun asosiy rostlanuvchi (chiqish) koordinatalari sifatida distillyat va kub suyuqligining konsentratsiyalari- s_d, s_k, kolonnadagi kub suyuqligi sathi L_k, flegma sig‘imidagi sath L_fl, kolonnadagi bosim R_k hisoblanadi.