Автоматизация ректификационной колонны К-2 САПНО. Курсовой проект по дисциплине Системы автоматики предприятий нефтегазовой отрасли по теме Автоматизация ректификационной колонны к2
 Скачать 2.35 Mb.
|
Наиболее высокая эффективность работы газа и нефтедобывающих объектов может быть достигнута при автоматическом управлении технологическими процессами в оптимальном режиме.Под оптимальным автоматическим управлением технологическим объектом понимают функционирование объекта с автоматическим выбором такого технологического режима, при котором обеспечивается наибольшая производительность с наилучшим использованием энергетических и сырьевых ресурсов. Технологические процессы бурения, добычи и транспортировки нефти и газа характеризуются значительным числом параметров, определяющих ход этих процессов, наличием внутренних связей между параметрами, их взаимным многообразным и сложным влиянием друг на друга и на течение всего процесса. Для того чтобы решить задачу создания системы оптимального автоматического управления технологическим процессом, необходимо его изучить, определить степень влияния характеризующих его параметров на выходные качественные и количественные показатели процесса.Ректификационная колонна К-2 Ректификационная колонна является частью установки первичной переработки нефти. Установка первичной переработки нефти предназначена для получения прямогонного бензина (нафты), дизельных топлив автомобильных и судовых, мазута топочного. Возможен при необходимости отбор фракции керосина. Предусмотрено получение топлив для судовых энергетических установок компаундированием остаточных фракций с керосино-газойлевой фракцией. Нефть, поступающая на переработку, имеет в своем составе пластовую воду, различные минеральные соли (хлористый натрий, хлористый магний, хлористый кальций и др.), механические примеси в незначительных количествах. Переработка такой нефти без предварительной ее подготовки приводит к интенсивной коррозии оборудования и трубопроводов, вследствие гидролиза хлористых солей щелочно-земельных металлов с образованием кислот, отложению на стенках аппаратов и трубопроводов механических примесей, накипи, солей и, как следствие, к снижению коэффициента теплопередачи поверхностей нагрева и охлаждения, повышению давления в аппаратах и ухудшению четкости ректификации, эрозии внутренней поверхности аппаратов, насосов и трубопроводов, повышению зольности остатков нефтепереработки из-за накопления в них солей и мехпримесей. После электродегидратора обезвоженая и обессоленная нефть с содержанием воды не более 0,1 % масс., и хлоридов не более 3 мг/л вторично подогревается в трубном пространстве теплообменника до температуры 145165 оС и направляется в колонну отбензинивания, затем из куба колонны нефть поступает в печь для дальнейшего нагрева и переработки. 1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ1.1 Описание технологического процесса, реализуемого на конкретном виде технологического оборудования Ректификационная колонна предназначена для: Получения прямогонного бензина Получения автомобилных и судовых дизельных топлив Для получения топочного мазута. Предусмотрено получения топлив для судовых энергетических установок. Нагретая в печи до 370-375 °C отбензиненная нефть поступает на ректификацию в колонну К-2. Температура на выходе из печи П-1 регулируется каскадным контуром с коррекцией к регулятору давления топливного газа, поступающего к основным горелкам печи П-1, клапан которого установлен на трубопроводе подачи топливного газа к основным горелкам печи П-1 (контуры 27 и 28). Для отпарки легких углеводородов в нижнюю часть атмосферной колонны К-2 подается перегретый водяной пар. Регулирование расхода водяного пара осуществляется с коррекцией по расходу мазута из колонны К-2 • «контуры 29 и 30). С верха колонны К-2 отбираются пары бензина с растворенным газом и водяным паром, которые конденсируется и охлаждаются в теплообменнике нагрева сырой нефти Т-2 (см. рис. 8.3), а затем поступают в емкость орошения Е-2. Из емкости орошения Е-2 бензиновая фракция поступает на прием насосов Н-4, которыми она подается на орошение в колонну К-2, а балансовый избыток — в емкость суммарного бензина Е-3. Отделившаяся кислая вода откачивается с установки насосами Н-13. Регулирование температуры верхнего продукта после теплообменника Т-2 осуществляется изменением по- через теплообменник клапаном, установленным на байпасе теплообменника по верхнему продукту отбензинивающей колонны К-2 (контур 4 на рис. 8.3). Уровень в емкости Е-2 регулируется каскадной системой с коррекцией к регулятору расхода бензиновой фракции из Е-2 с помощью клапана, установленного на линии подачи жидкой фазы в емкость суммарного бензина Е-3 (контуры 31 и 32). Температура на верхней тарелке колонны К-2 регулируется каскадной системой с коррекцией к регулятору расхода орошения фракционирующей колонны К-2 с помощью клапана, установленного на линии орошения К-2 от насоса П-4 (контуры 36 и 37). Уровень кислой воды в зоне отстойника поддерживается изменением расхода кислой воды (контур 33). Предусматривается постоянный контроль pH кислой воды (контур 34). Регулирование давления в емкости орошения Е-2 осуществляется сбросом углеводородного газа на факел (контур 35). Из колонны К-2 выводится два боковых погона — керосиновая фракция 140-220 °C и дизельная фракция 180-360 °C. Керосиновая фракция температурой 140-220 °C выводится в отпарную колонну К-3/1, откуда она забирается насосами Н-6 и затем, после подогрева промывной воды, направляется в воздушный холодильник Хв-6, доохлаждается в водяном холодильнике Т-20 и выводится с установки. Регулирование температуры на выходе из холодильника Хв-6 осуществляется изменением частоты вращения электродвигателя вентиляторов воздушного холодильника с помощью преобразователя частоты (контур 36). Уровень керосиновой фракции в отпарной колонне К-3/1 поддерживается путем изменения расхода керосиновой фракции из фракционирующей колонны К-2 (контур 48). После водяного холодильника Х-20 предусмотрено регулирование расхода керосиновой фракции с установки (контур 39). Отпарка легких компонентов в отпарной секции К-3/1 осуществляется за счет циркуляции керосиновой фракции через рибойлер Т-18, обогреваемый теплом дизельной фракции. Температура керосиновой фракции на выходе из рибойлера Т-18 регулируется расходом дизельной фракции, подаваемой через рибойлер Т-18 (контуры 40 и 41). Дизельная фракция с температурой 180-360 °C выводится в отпарную колонну К-3/2, откуда забирается насосами П-7. Часть потока дизельной фракции проходит через рибойлер Т-18, после чего объединяется с основным потоком и поступает в теплообменники Т-6 и Т-12, где отдает тепло на нагрев обессоленной нефти, охлаждается в воздушном холодильнике Хв-3 и выводится с установки. Уровень дизельной фракции в отпарной колонне К-3/2 поддерживается изменением расхода дизельной фракции из фракционирующей колонны К-2 контур 42). Регулирование температуры на выходе из воздушного холодильника Хв-3 осуществляется изменением частоты вращения электродвигателя вентиляторов воздушного холодильника с помощью преобразователя частоты (контур 43). В колонне К-3/2 предусмотрена возможность отпарки легких компонентов перегретым водяным паром для обеспечения требуемой температуры вспышки дизельной фракции (контур 47). Расход водяного пара регулируется с коррекцией по расходу дизельной фракции с установки (контуры 45 и 46). Мазут из куба колонны К-2 забирается насосами Н-8 и подается в вакуумную колонну К-5. Расход мазута в блок вакуумной перегонки регулируется с коррекцией по уровню в кубе фракционирующей колонны К-2 контуры 30 и 72). Избыточное тепло в колонне К-2 снимается двумя циркуляционными орошениями. циркуляционное орошение (1ЦО) забирается насосами Н-9, прокачивается через теплообменники нагрева обессоленной нефти Т-8 иТ-11 и возвращается в колонну К-2. Расход I циркуляционного орошения фракционирующей колонны К-2 регулируется с коррекцией по температуре на верхней тарелке (контуры 49 и 50). циркуляционное орошение (II ЦО) забирается насосами Н-10, прокачивается через теплообменники нагрева обессоленной нефти Т-14 и Т-10, а также через рибойлер стабилизатора Т-19 и возвращается в колонну К-2. Расход II циркуляционного орошения фракционирующей колонны К-2 регулируется с коррекцией но температуре на верхней тарелке (контуры 51 и 52). Суммарный нестабильный бензин (нестабильная фракция НК-170 °C) из емкости суммарного бензина Е-3 сдается насосами Н-5 на стабилизацию в колонну К-4, предварительно нагреваясь в теплообменнике Т-20. Расход нестабильного бензина в стабилизационную колонну К-4 регулируется с коррекцией по уровню в емкости -3 (контуры 53 и 54). Регулирование давления в емкости суммарных бензинов Е-3 осуществляется сбросом газовой фазы из емкости Е-3 в топливную сечь к горелкам печей (контур 55). С верха колонны К-4 пары легких углеводородов поступают в воздушный конденсатор-холодильник Хв-4 водяной холодильник Х-21, где конденсируются и охлаждаются, после чего они поступают в емкостъ орошения Е-4. Регулирование температуры на выходе из холодильника Х-21 осуществляется путем изменения часто ты вращения электродвигателя вентиляторов воздушного холодильника Хв-4 (контур 56). 1.2 Обоснование необходимости автоматизированного контроля и управления конкретными параметрами технологического процесса. Отбензиненная нефть, несмотря на то, что она нагревается в печи до. С, при давлении в отбензинивающей колонне 0 25 - 0 35 МПа образует небольшую долго паровой фазы ( 0 28 - 0 3), так как лишена газа и почти половины бензиновых фракций. Серьезным недостатком этого варианта является также то, что на выходе из печи приходится держать давление, достаточное для подачи горячей струй в K-I, т.е. в 2 5 раза выше, чем надо для питания основной атмосферной колонны. Широко распространены установки с предварительной отбензинивающей колонной и основной ректификационной атмосферной колонной, работоспособные при значительном изменении содержания в нефтях бензиновых фракций и растворенных газов. Вследствие большого разнообразия перерабатываемых нефтей и широкого ассортимента получаемых продуктов и их качества применять одну типовую схему не всегда целесообразно. Широко распространены установки с предварительной отбензинивающей колонной и основной ректификационной атмосферной колонной, работоспособные при значительном изменении содержания в нефтях бензиновых фракций и растворенных газов. Работа основной атмосферной колонны К-2 на установках АВТ весьма значительно зависит от. Эту колонну чаще всего называют отбензинивающей колонной. Она выполняет роль стабилизатора состава сырья для основной атмосферной колонны. |