Пример оформления диплома. Теория к курсачу обновленное версия 3. 1 Общая часть 1 Краткая характеристика и описание технологического процесса
 Скачать 1.59 Mb.
|
|
Введение Установка «Гидростабилизации бензина» предназначена для гидрирования непредельных углеводородов производства ЭП – 300. Процесс проводится по одной технологической линии. Имеется возможность приема в качестве сырья легкого производства бутиловых спиртов. Сущность процесса гидростабилизации заключается в гидрировании соединений фракции С5, С9 с водородом на катализаторе палладий на активном оксиде алюминия в осерненной форме при температуре не выше 2800С и давлении не более 27 кгс/см2. На установку принимаются: фракции С5, С9, фракция легкая бутиловых спиртов для переработки; водород для гидрирования; метановодородная фракция для создания избыточного давления и для подпитки факела. Дипломный проект предназначен для закрепления, расширения знаний, приобретения навыков применения полученных знаний для решения задачи – разработки системы автоматического управления реакторного блока установки гидростабилизации бензина. 1 Общая часть 1.1 Краткая характеристика и описание технологического процесса Продукты реакции после реакторов Р-6А, Р-6Б охлаждаются в теплообменниках Т-101, Т-103 и разделяются в сепараторе Е-58 на гидрогенизат, направляемый на ректификацию и непрореагировавший водород, который сбрасывается в топливную сеть. Гидрогенизат направляется на ректификационное разделение в колонны К-22, К-23. В колонне К-22 осуществляется стабилизация – от гидрогенизата отделяются растворённые газы. Поток гидрогенизата и непрореагировавшего водорода поступает в межтрубное пространство теплообменника обратных потоков поз.Т-101. В теплообменнике обратных потоков гидрогенизат отдает свое тепло сырью, идущему на гидрирование, а затем поступает в водяной холодильник поз.Т-103, где охлаждается оборотной водой, подаваемой в трубное пространство холодильника .Температура после холодильника поз. Т-103 регулируется путём изменения расхода гидрогенизата через него. Клапан регулятор температуры после Т-103, установлен на байпасе холодильника поз. Т-103 . Далее поток гидрогенизата и непрореагировавшего водорода поступает в сепаратор поз. Е-58, где от гидрогенизата отделяется непрореагировавший водород. Возможна подача гидрогенизата из реактора поз.Р-6Б по байпасу Т-101 непосредственно в холодильник поз.Т-103. ВСГ из сепаратора поз.Е-58 сбрасывается в колонну поз.К-22. Гидрогенизат из сепаратора поз.Е-58 поступает на верхнюю тарелку отдувочной колонны поз. К-22 , количество гидрогенизата поступающего в колонну К-22 регистрируется. На щите управления КИП сигнализируется минимальное и максимальное значения уровня в сепараторе поз.Е-58. Отдувочные газы из колонны К-22 сбрасывается в линию топливного газа и далее в топливную систему объединения . Давление и расход газа на сбросе в топливную сеть объединения регистрируется. Подвод тепла в куб колонны поз.К-23 осуществляется с помощью выносного кипятильника поз.Т-106 в межтрубное пространство которого подается пар 1,6МПа (16 кгс/см2). Конденсат пара из кипятильника поз.Т-106 через клапан регулятора температуры на 3-ей тарелке К-23 отводится в коллектор парового конденсата. Пары фракции 352050С с верха колонны поз.К-23 поступают в водяной конденсатор – холодильник поз.Т-107, где охлаждаются оборотной водой до температуры не выше 400С. В конденсаторе – холодильнике поз.Т-107 пары фракции 352050С полностью конденсируются , стекают в емкость поз.Е-61. Часть фракции 352050С (стабилизированного бензина) из емкости поз.Е-61 насосом поз.Н-41А/Б подается на орошение верха колонны поз.К-23, а балансовый избыток фракции 352050С этим же насосом в емкости поз.Е-61 подается в резервуар Р-5 или в ТСЦ. Откачка бензиновой фракции от насоса поз.Н-41 регистрируется. Часть бензина откачивается в емкости поз. Е-52 А,Б для приготовления раствора ингибитора. Схемой предусмотрена возможность последовательного включения насосов поз.Н-41А/Б. Бензин из напорного трубопровода насоса поз.Н-41А/Б периодически, по мере необходимости приготовления раствора ингибитора в бензине, подается в емкость поз.Е-52В. Контроль за заполнением емкости поз.Е-52В до 6070%. После заполнения через воронку в емкость поз.Е-52В засыпается порошок ингибитора агидол, который растворяется в бензине за счет перемешивания небольшим потоком азота, подаваемым в нижнюю часть емкости. Продувочный азот сбрасывается в атмосферу через свечу. После перемешивания в течении 510 минут подача азота прекращается. Концентрированный раствор ингибитора в бензине подается на всас насоса поз.Н-51 , который перекачивает раствор ингибитора в емкость поз.Е-52А. После перекачки концентрированного раствора агидола из емкости Е-52В в емкость поз.Е-52А, емкость Е-52А заполняется до 80% бензином с нагнетания насоса поз.Н-41А/Б. Одновременно, с началом разбавления концентрированного раствора агидола в емкости Е-52А, включается насос на циркуляцию по схеме:  Е-52А Н-51 Е-52А.После заполнения емкости Е-52А бензином до 80% уровнемерного стекла перемешивание раствора насосом Н-51 ведется еще в течении 20 – 30 мин., после чего насос Н-51 останавливается. Для поддержания постоянного давления на всасе дозировочных насосов поз.Н-50А/Б – 0,25 ати в емкость Е-52А подается азот. Избыточное количество азота через дыхательный клапан сбрасывается на свечу. Давление в системе колонны поз.К-23, поддерживается равным не более 0,065МПа (0,65 кгс/см2) за счет подачи топливного газа в емкость поз.Е-61 со сбросом избыточного давления в факельную линию “влажных” газов . Тяжелые фракции из куба колонны поз.К-23 (смолы нефтяные типа Е) поступают в холодильник поз.Т-95 , охлаждаются оборотной водой до температуры не выше 650С и в кубе колонны поз.К-23 насосом поз.Н-7А/Б/В откачиваются на площадку “Г” ТСЦ в тяжелую смолу пиролиза или в колонну К-1. Для освобождения системы от продуктов предусмотрены дренажные линии, по которым производится дренирование их в емкость поз.Е-60 . Выделяющиеся газы из емкости поз.Е-60 сбрасываются в факельную линию “влажных” газов, жидкая углеводородная часть насосом поз.Н-57А/Б откачивается в резервуар поз.Р-6 1.2 Физико-химические процессы, протекающие на объекте Основным процессом на обьекте является ректификация. Ректификация-это процесс разделения двойных или многокомпонентных смесей за счет противоточного массообмена между паром и жидкостью. Ректификация-разделение жидких смесей на практически чистые компоненты, различающиеся температурами кипения, путем многократного испарения жидкости и конденсации паров. Основные параметры этого процесса это давление, температура, уровень в колонне. К тепловым относятся процессы, скорость которых определяется скоростью переноса энергии в форме теплоты: нагревание, охлаждение, испарение, плавление и др. Процессы переноса теплоты часто сопутствуют другим технологическим процессам: химического взаимодействия, разделения смесей и т.д. По механизму переноса энергии различают три способа распространения теплоты — теплопроводность, конвективный перенос и тепловое излучение. Гидромеханические процессы связаны с одновременной переработкой веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном), — так называемых неоднородных систем. При этом, как правило, химическое взаимодействие между этими веществами не происходит. Гидромеханические процессы можно условно подразделить на следующие группы: • процессы получения неоднородных систем; • процессы разделения неоднородных систем; • процессы транспортирования жидкостей и газов. Повышение давления при ректификации приводит к увеличению температур кипения и конденсации компонентов разделяемых смесей, возможности применения более дешевых хладоагентов в конденсаторах- холодильниках ректификата и уменьшения их теплопередающей поверхности, уменьшению необходимого диаметра колонны или к росту ее производительности при одном и том же диаметре, однако с повышением давления уменьшается коэффициент относительной летучести компонентов и ухудшается четкость ректификации, увеличивается теплопередающая поверхность рибойлера и затраты на нагрев сырья и подвод тепла в колонну, а при термолабильности продуктов возможна их деструкция из-за повышения температур. Максимальное давление не должно приближаться к критическому для разделяемой смеси во всех сечениях колонны. От температурного режима колонны, который определяется давлением зависит фазовое состояние сырья на входе в колонну, а также ректификата, оснастка и продуктов в других сечениях колонны. Температурный режим тем выше, чем выше давление в колонне. Температурный режим ректификационной колонны. Температурный режим является одним из основных параметров процесса, изменением которого регулируется качество продуктов ректификации. Важнейшими точками контроля являются температуры поступающего сырья и продуктов ректификации, покидающих ректификационную колонну. При расчете ректификации бинарных смесей температуру паров ректификата tD и жидкого остатка tR можно определить по изобарным температурным кривым. Температура остатка для колонн, работающих с вводом водяного пара, примерно на 20-40 °С ниже температуры в питательной секции колонны. Давление в колонне. Давление в колонне поддерживают ниже или выше атмосферного, если необходимо соответственно понизить или повысить температуры отбираемых из колонны продуктов. Режимные параметры: Давление в верхней части колонны Температура жидкости Основными параметрами влияющими на процесс ректификации являются давление, температура, расход, уровень. 1.3 Литературный обзор по автоматизации технологического процесса и средств автоматизации Исходя из физико-химических свойств, протекающих на установке в литературном обзоре рассмотрели типовую схему автоматизации процесса ректификации. Основным из аппаратов является ректификационная колонна - один из наиболее сложных объектов управления с распределенными и взаимосвязанными параметрами, для которого характерны инерционность и большие запаздывания. Ввиду разнообразия технологических схем процессов ректификации столь же разнообразны и схемы управления ими. В колонне происходит бинарное разделение смеси на кубовый остаток и дистиллят. Стабильность работы колонны при заданной производительности обеспечивается применением схем каскадно-связанного регулирования: расход сырья поступающего в колонну, температура низа колонны регулируется подачей пара, уровень кубового остатка его отводом, давление верха колонны выводом паров дистиллята, температура верха колонны подачей острого орошения, температура поступающего сырья подачей теплоносителя. Для выбора наиболее подходящих средств автоматизации произвел сравнительный анализ средств автоматизации различных фирм производителей. Датчик температуры фирмы Теплоприбор TПL 005 [15] Диапазон измерения,0С: -40…+600 0С Выходной сигнал, мА: 4…20 мА Диаметр термоэлектродной проводки, мм: 0,5;0,7;1,2;3,2 мм Класс допуска: 2 Количество рабочих спаев: 1 или 2 Номинальная статическая характеристика: ТП-К(ХА), L(ХК) Межповерочный интервал: 4 года Цена:5800 рублей Датчик температуры фирмы Emerson ТХА Метран-251 [7] Количество чувствительных элементов: 1 или 2. Диапазон измеряемых температур: -40 ... 1000°С - для ТХА Метран-251 Класс допуска: 2 Материал головки: сплав АК12. Рабочий спай: изолированный. Поверка: 1 раз в год Срок службы: не менее 3 лет. Цена: 12500 рублей Датчик температуры фирмы РусАвтоматизация Thermocont TS [14] Диапазон измеряемых температур: -50 до +600 Длинна измерительного элемента от 60мм до 3м Давление рабочего процесса до 25бар Выходной сигнал 4..20мА Напряжение питания 10..36В Межповерочный интервал 4 года Цена 16422 рублей Датчик давления фирмы РИЗУР Сапфир-22р [16] Максимальное давление до 60МПа Рабочая температура от -40 до +90 Выходной сигнал 4..20мА Межповерочный интервал 3 Цена 14720 рублей Датчик давления фирмы Fluid-Line P-DPS2200X [18] Максимальное давление до 52бар Рабочая температура от -30 до +205 Мертвая зона от 16 до 24мбар Поверка 6 лет Цена 75000 рублей Интеллектуальный датчик давления Метран-150 [11] Измеряемые среды: жидкости, в т.ч. нефтепродукты; пар, газ, газовые смеси. Диапазоны измеряемых давлений: минимальный 0..0,025 кПа; максимальный 0..68 МПа Выходной сигнал: 4..20 мА основная приведенная погрешность до ±0,075%; опция до ±0,2% Диапазон температур окружающей среды от -40 до 85°с; от -55 до 85°с (опция) гарантийный срок эксплуатации - 3 года Межповерочный интервал - 4 года Датчик уровня фирма Emersen волноводный уровнемер-5300 [17] Измеряемые среды - жидкие (нефть, темные и светлые нефтепродукты, вода, сжиженный газ, кислоты и др.); Диапазон измерения 0,1..50м Точность +-3мм Выходной сигнал 4..20мА Поверка 2 года Срок службы 18 лет Цена 283000 рублей Датчик уровня ТЕККНОУ Уровнемер волноводно-радарный Magnetrol Eclipse 706 [5] Среда измерения жидкие (нефть, темные и светлые нефтепродукты, вода, сжиженный газ, кислоты и др.); Диапозон измерения: От 15 см до 30 м Точность +-5мм Выходной сигнал 4..20мА Поверка 3 года Срок службы 20 лет Цена 298000 рублей Датчик уровня фирмы РусАвтоматизация микроволновый уровнемер MicroTREK [14] Измеряемая среда агрессивные жидкости Диапазон измерения: от 0 до 24м Точность:+-5мм Выходной сигнал:4..20мА Поверка 5 лет Срок службы 20 лет Цена 105095 рублей Датчик расхода фирмы Эмис Вихревой расходомер ЭМИС-ВИХРЬ 200 [19] Среда измерения водорода, кислорода, перегретого, насыщенного пара, углекислого и сжатого газов,неэлектропроводных, загрязненных, взрывоопасных, агрессивных жидкостей Погрешность: -+0.5% Выходной сигнал 4…20мА Температура рабочей среды -60…450 Диапазон измерения от 0,22 до 65 м/с Принцип измерения: вихревой Поверка 4 года Цена: 103460 рублей Датчик расхода фирмы YOKOGAWA Вихревой расходомер digitalYEWFLO [20] Среда измерения объемный (как мгновенный, так и суммарный) расход жидкости, пара или газа. Выходной сигнал 4…20мА Погрешность +-0,75% Температура измеряемой среды от -29 до 450 Принцип измерения вихревой Диапазон измерения 10…+150м3/ч Поверка 4 года Цена 69000 рублей Расходомер Метран-350 [10] измеряемые среды: жидкость, газ, пар температура измеряемой среды: -40...400°с - интегральный монтаж датчика, -184...677°с - удаленный монтаж датчика избыточное давление в трубопроводе до 25 МПа условный проход Dу 50…2400 Пределы измерений расхода рассчитываются для конкретного техпроцесса Динамический диапазон 8:1, 14:1 Пределы основной относительной погрешности измерений расхода до ±0,8% Выходной сигнал 4..20 мА Наличие взрывозащищенного исполнения Межповерочный интервал - 4 года Цена 81480 рублей Датчики температуры ТСПТ-Б фирмы ТЕККНОУ [22] Предназначен для измерений температуры твердых тел, подшипников, обмоток электрических машин, генераторов, трансформаторов, а также жидких и газообразных сред, неагрессивных к материалу защитного корпуса, в условиях ограниченного доступа к конструкциям изделий, в составе которых они используются. Диапазон измерений от -60 до +200 Длина монтажной части, мм от 20 до 20000 Средний срок службы, лет 20 Поверка 4 года Класс допуска В Цена 3520 рублей Датчик термосопротивления ДТСхх4 фирма ОВЕН [21] |