к.т.н., ст. преподаватель, кафедра информационных и управляющий систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Cand. Sci. (Engin.), senior lecturer, Information and control systems department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
д.т.н., профессор, кафедра информа-ционных и управляющий систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Dr. Sci. (Engin.), professor, Information and control systems department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
д.т.н., профессор, кафедра информа-ционных и управляющий систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Dr. Sci. (Engin.), professsor, information technology management department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
аспирант, Московский пр-т, 14, г. Воронеж, 394036, Россия
graduate student, ,, Moscow Av., 14 Voronezh, 394036, Russia
д.т.н., профессор, и.о. ректора, зав. кафедрой технической механики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Dr. Sci. (Engin.), Professor, Acting Director Rector, Head of the Department of Technical Mechanics, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
Каталитическое дегидрирование этилбензольной шихты в двухступенчатом адиабатическом реакторе непрерывного действия является основной стадией процесса производства стирола. Анализ существующих автоматизированных систем управления данным технологическим процессом выявил следующий основной недостаток, заключающийся в том, что данные системы требуют больших усилий от производственного персонала для обеспечения изменения температурного режима в ступенях реакторного блока в соответствии с падением концентрации стирола, обусловленным дезактивацией каталитического слоя. Следовательно, в области технической кибернетики актуальным является синтез системы предиктивного управления концентрацией целевого продукта на выходе из ступеней реакционного аппарата. В представленной статье отображены результаты системного анализа реактора дегидрирования как объекта управления. Главным итогом проведенных исследований является выбор способа управления температурным режимом протекания химических превращений в реакторных ступенях, при использовании которого представляется возможным обеспечить повышение энергоэффективности и производительности данного аппарата. На основе системного подхода сформулированы общая и частная задачи синтеза управляющей системы, произведен информационный и функциональный синтез АСУ температурным режимом, разработаны информационная и функциональная схемы подсистем управления технологическим оборудованием реакторного блока. В качестве управляющей системы выбрана АСУ, реализующая изменение температуры пароэтилбензольной смеси на входах в реакционные зоны 1-й и 2-й секций реактора в соответствии с алгоритмом программного управления на базе прогнозирующих моделей, описывающих теплообменные процессы внутри реакторных ступеней, а также динамику изменения таких параметров, как концентрация коксовых отложений, активность катализатора, концентрации основных и побочных продуктов химических реакций.
Catalytic dehydrogenation of ethylbenzene charge in a two-stage continuous-action adiabatic reactor is the main stage of the styrene production process. The analysis of this technological process existing automated control systems revealed the following main drawback, that these systems require great efforts from production personnel to ensure a change of the reactor temperature regime in the stages of the reactor in accordance with styrene concentration drop, which is caused by deactivation catalytic layer deactivation. Therefore, the synthesis of the target product concentration at the reactor outlet predictive control system is actual task in the field of technical cybernetics. This article presents the system analysis results of the dehydrogenation reactor as a control object. The main research result is a method choice for controlling of the chemical transformations temperature regime in the reactor, using that, it is possible to increase the energy efficiency and productivity of this device. The general and specific tasks of the control system synthesis are formulated on the basis of the system analysis, the information and functional synthesis of the temperature regime ACS is produced, the information and functional schemes of the reactor unit process equipment control subsystems are developed. As an operating system ACS is selected, which realizes of steam-ethylbenzene mixture temperature change at the reaction zones entrances of the 1st and 2nd reactor sections in accordance with the program control algorithm on the basis of predicting models, describing the heat exchange processes occurring inside the reactor stages as well as the dynamics of changes in such parameters as the concentration of coke deposits, catalyst activity, the basic and by- products concentration of chemical reactions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.