Диплом Ректификационная колонна автоматизация. Л. А. Егоров шифр группы подпись И. О. Фамилия

• Название: Л. А. Егоров шифр группы подпись И. О. Фамилия
• Анкор: Диплом Ректификационная колонна автоматизация
• Дата: 19.04.2023
• Размер: 5.1 Mb.
• Имя файла: L_A_Egorov_Diplom_ATBp-17-1 (1).docx
• Тип: Программа; #1072784
• страница: 3 из 21

Введение

АО «Саянскхимпласт» расположенное в Иркутской области вблизи города Саянска было образовано в 1998 году и представляет собой комплекс крупнотоннажных производств хлорорганического профиля.

Установка была введена в эксплуатацию в 1982 году. В настоящее время Акционерное общество «Саянскхимпласт» является самым большим производителем винилхлорида обеспечивая более 45% от общего объема его выработки в России и составляет 270000 тонн.

Винилхлорид - один из важнейших мономерных продуктов, используемых при производстве поливинилхлорида, используемых для производства изоляционных материалов, искусственной кожи, деталей бытовой техники, медицинских пленок и различных предметов домашнего обихода.

Дипломный проект построен на модернизации автоматизированной системы управления одной из важных частей производства винилхлорида, а именно стадии 600.

Главными задачами поставленными в дипломной работе являются:

- исследовать процесс ректификации винилхлорида;

- изучить свойства и принципы работы колонны С-602;

- создать визуализацию технологического процесса на базе системы TraceMode 6 Scada;

- снижение затрат на изготовление продукции;

- создать схему автоматизации, блок-схему KTС, схему электропитания, схемы внешних проводок и спецификацию оборудования;

- повысить качества управления технологическим процессом.

На данный момент стадия разделения винилхлорида и дихлорэтана в колонне ректификации С-602 нуждается в обновлении оборудования осуществляющий контроль, вследствие чего в рамках своей ВКР я предлагаю рассмотреть и модернизировать процесс автоматического контроля. На данный момент АО «Саянскхимпласт» применяют технику компании «SIEMENS».

1 Регламент производства винилхлорида

1. Регламент стадии 600

1.1.1 Ректификация продуктов пиролиза в колонне С-601

В ректификационной колонне С-601 продукты пиролиза разделяются на хлористый водород и смесь дихлорэтана и винилхлорида, поступающую из закалочной колонны С-3521 и системы промежуточной конденсации.

Ректификационная колонна С-601 представляет собой вертикальное цилиндрическое устройство диаметром 1666 мм, высотой 35625 мм, емкостью 70 м3, оснащенное внутри 55 тарелками, из которых: 1-27-двухпоточные высокопроизводительные фракционные пластины с неподвижными мини-клапанами типа "VG-0", 28-33-однопоточные высокопроизводительные фракционные пластины с неподвижными мини-клапанами типа "VG-0", 34-55-однопоточные FLEXITRAV клапаны с клапанами типа "А".

Процесс ректификации в колонне С-601 осуществляется под давлением 1,0-1,45 МПа (10,0-14,5 кгс/см2) при верхней температуре минус 19-минус 31°С, температура куба94-115°C и перепад давления не более 50 кПа (5000 мм воды).

Продукты крекинга насосом Р-3502А,В, Р-3512А, В, Р-3513 и кубическими насосами горячей закалки Р-3522А,В, Р-3523 подаются на плиту 27.

Продукты пиролиза из куба колонны для аварийного опорожнения C-501B из фильтров S-502C, D подаются насосом P-502D, E,F на плиту 17 ректификационной колонны

С-601 с температурой 60-100°С, контролируемой прибором ТР-61617.

Жидкая фаза из разделительного бака V-502 подается (P-3610A,B) на пластину 33, а газовая фаза-на пластину 37 ректификационной колонны C-601 с расходом более15000 м3 / ч, контролируется прибором FR-61210 и температурой минус 5-30 (приборTR-61613), где установлен распределитель жидкости с лопастями YORK-EVENFLOW. Кроме того, парогазовая смесь винилхлорида и хлористого водорода подается на 9-ю пластину ректификационной колонны С-601 из головки отпарной колонны С-603.

Уровень в кубе колонны С-601 поддерживается в диапазоне 75-90 % с помощью регулятора уровня LРСА-61321, клапан которого установлен на трубопроводе вывода кубического продукта. Если уровень увеличивается более чем на 90% и уменьшается менее чем на 75 %, на AРМ срабатывает сигнал тревоги. Кроме того, контроль уровня осуществляется устройством LR-61322.

Кубический продукт ректификационной колонны С-601 с объемным расходом не более 100,0 м3 / ч, контролируемое устройством FR-61221, подается через фильтр S-601A, B, с фильтрующей поверхностью 0,59 м2, в колонну C-602.

Содержание хлористого водорода в кубическом продукте не более 0,015 % (150,0 промилле) контролируется аналитически.

Давление в кубе ректификационной колонны С-601 в диапазоне 1,0-1,5 Мпа (10,0-15,0 кгс / см2) контролируется прибором РР-61424.

Куб колонны С-601 нагревается с помощью испарителя Е-602А, В с площадью теплообменной поверхности 234 м2 и испарителя Е-602С с площадью теплообменной поверхности 241 м2. Пар с давлением 1,0-1,5 МПа (10,0-15,0 кгс/см2) подается в межтрубное пространство испарителя Е-602А,В,С в качестве теплоносителя. Массовый расход пара в испаритель E-602A, B, C в диапазоне 1500,0-10000,0 кг/ч поддерживается с помощью регулятора расхода FRSA-61215. Если массовый расход уменьшается до менее чем 1500,0 кг / ч и увеличивается до более чем 10000,0 кг/ч, на APM срабатывает сигнализация.

Температура в кубе ректификационной колонны С-601 в диапазоне 94-115°С контролируется приборами ТР-61638, ТР-61639, ТР-61640. В период пуска температура поддерживается в диапазоне 94-148 С.

Важным фактором, характеризующим содержание хлористого водорода в кубе и винилхлорида в верхней части колонны, является температура на пластинах ректификационной колонны С-601.

Температура на пластине № 8 находится в диапазоне 75-110 ° C контролируется прибором ТР-61635.

Для поддержания регулярного количества хлористого водорода в кубическом продукте ректификационной колонны С-601, в зависимости от нагрузки, температура на пластине 15 должна находиться в диапазоне 65-92 С, контролируемых прибором ТРКА-61630. Когда температура падает до 65 C и увеличивается до 92 C, на APM срабатывает сигнал тревоги. В целях стабилизации температурного режима колонны С-601 за счет изменения давления пара (15,0 кгс/см2) на входе в производство винилхлорида регулируется подача пара в испарители E-602A, B,C FRSA-61215 осуществляется в ручном или автоматическом режиме с помощью регулятора температуры TRC-61631, который работает в каскаде с регулятором расхода пара FRSA-61215. Регулятор температуры TRC-61631 вычисляет среднее значение суммы температур =T-61630 (15 пластин) + T-61635 (8 пластин) + T-61638, или T-61639, или T-61640 (куб, задана температура рабочего испарителя). Значение TRC-61631, поддерживаемое в автоматическом режиме, может быть установлено оператором в диапазоне80-105°C в зависимости от нагрузки на колонну С-601.

Температура на пластине 45 в диапазоне минус 31-минус 17°С контролируется прибором ТРА-61622. Когда температура поднимается выше минус 17°C и опускается ниже минус 31°C, на APM срабатывает сигнализация.

Температура верхней части ректификационной колонны С-601 в диапазоне минус 31-минус 19 ° С контролируется прибором ТРА-61621. Когда температура поднимается выше минус 19 ° C и опускается ниже минус 31 ° C, на APM срабатывает сигнал тревоги.

Поддержание температуры сверху и на 41 пластине обеспечивает необходимую степень чистоты напорного продукта (хлористого водорода, для этого предусмотрен каскадный контроль температуры регулятором TRC-61627 в верхней части колонны С-601 путем изменения расхода мокроты FRCA-61220. Задачей для главного контроллера TRC-61627 является среднее значение трех температурных точек (температура TRA-61626 на 41 пластине, температура TRA-61622 на 45 пластинах, верхняя температура колонки TRA-61621), которое устанавливается оператором ДПУ стадии 600 в диапазоне от минус 50С до минус 270 С для поддержания минусовой температуры на 41 пластине.

Головной продукт ректификационной колонны С-601 поступает в трубное пространство конденсатора-испарителя Е-601 с площадью теплообменной поверхности 450 м2, в котором он сжижается примерно на 40%, а затем газожидкостная смесь поступает в резервуар В-601 емкостью 61,7 м3.

В межтрубное пространство конденсатора-испарителя Е-601 в качестве хладагента подается фреон-22 из холодильной установки. Уровень фреона-22 в конденсаторе-испарителе Е-601 в диапазоне 25-40% поддерживается с помощью регулятора уровня LRC-61341, клапан которого установлен на трубопроводе для подачи жидкого фреона-22 в конденсатор-испаритель.

Давление в головке ректификационной колонны С-601 в диапазоне 1,0-1,45 Мпа (10,0-14,5 кгс/см2) контролируется прибором PRСА-61420 и поддерживается регулятором давления PRСА-61491, установленным на трубопроводе для вывода хлористого водорода из резервуара В-601. Если давление уменьшается менее 1,0 МПа (10,0 кгс / см2) и увеличивается более 1,45 МПа (14,5 кгс/см2), устройство RRSA-61491 подает сигнал тревоги на APM. При повышении давления в соответствии с прибором PRCA-61420 до 1,6 МПа (16,0 кгс / см2) на APM срабатывает сигнализация и активируется замок типа I-601.

Перепад давления в колонне S-601 составляет не более 50 кПа(5000 мм).st) контролируется прибором PdR-61423.

Для контроля работы внутренних устройств (гидравлическое сопротивление, заполнение пластин) осуществляется дополнительный контроль давления, согласно приборам

PR-61421, PR-61422, монтируются на 22 и 31 пластинах. Эти устройства позволяют математическую разницу между показаниями разделить колонку на перепад давленияС-601 в трех частях:

1-от куба до 22 пластин-PR-61421 и PR-61424;

2-от 22 пластин до 31 пластины-PR-61421 и PR-61422,

3-от 31 пластины до верхней части PR-61422 и PR-61420,

Это позволяет анализировать засорение и работоспособность внутренних устройств.

Газообразный хлористый водород из резервуара V-601 поступает в конденсатор

Е-503. Состав хлористого водорода контролируется аналитически. Объемная доля ацетилена должна составлять не более 0,25 %; винилхлорида и не более 0,05 %; хлористого водорода а так же не менее 99,2 % других органических примесей-не более 0,5 %.

Газообразный хлористый водород проходит через клапан регулятора давления

RRCA-61491, где он дросселируется до давления 0,48-1,45 МПа (4,8 -14,5 кгс/см2) (контролируется устройством PRCA-61405) и поступает в конденсатор E-503 в качестве хладагента с температурой минус 31-минус 19°C, контролируемой устройством TR-61646. После конденсатора Е-503 хлористый водород поступает в вертикальный буферный резервуар В-504 емкостью 80 м3.

Давление в буферном баке V-504 поддерживается в заданных пределах путем регулирования производительности холодильной установки (степени конденсации хлористого водорода в конденсаторе-испарителе Е-601) и изменения нагрузки на этапе 100.

Контроль давления в диапазоне 0,48-1,45 МПа (4,80-14,5 кгс / см2) осуществляется с помощью прибора PRCA-61405. Если давление в буферном баке V-504 увеличивается более чем1,45 МПа (14,5 кгс/см2) или уменьшается менее чем на 0,48 МПа (4,80 кгс/см2), на APM срабатывает сигнализация.

Из буферного резервуара В-504 на ступень 100 подается газообразный хлористый водород с температурой0-20 С, контролируемый прибором ТР-61607. увеличении более 80 % на АРМ срабатывает сигнализация. Дополнительно контроль уровня ведется по прибору
LG-61345.

Часть жидкого хлористого водорода из бака В-601 насосом Р-601А, В подается в виде мокроты в колонну С-601, а другая его часть подается в цикл конденсатор-испарительЕ-601.

Насос P-601A,B имеет герметичную конструкцию (нескользящую с магнитной муфтой). Во избежание пуска насоса P-601А при работе без наполнения жидкостью (сухой ход) контроль уровня в контуре насоса обеспечивается в соответствии с прибором LСА-61311,61312. При уровне 60 % срабатывает сигнализация, и двигатель насоса автоматически останавливается. Наличие уровня жидкости более 60% в контуре насоса служит условием для запуска насоса.

Для предотвращения кавитации во время работы насоса, которая может привести к разрушению деталей насоса, предусмотрен контроль перепада давления всасывания – разряда не менее 0,5 МПа (5,0 кгс/см2) по прибору PdRSA-61461.61462. Когда перепад давления всасывания и нагнетания падает до 0,5 МПа (5,0 кгс/см2), на APM срабатывает сигнализация. Когда перепад давления всасывания и нагнетания падает до 0,45 МПа (4,5 кгс/см2), на APM срабатывает сигнализация, и двигатель насоса автоматически останавливается.

После запуска электродвигателя насоса P-601A, B в течение одной минуты срабатывает замок LSA-61311,61312, который через одну минуту автоматически выключается. После этого автоматически активируются замки низкого перепада давления "Нагнетание – всасывание" PdRSA-61461,61462 и "После отстойного насоса – всасывание".»PdRSA-61459, 61460.

Для охлаждения и смазки подшипников насоса перекачиваемая жидкость (HCL) подается в подшипники непосредственно из сливного отверстия насоса. Для защиты от механических примесей, попадающих в подшипниковый узел, на трубопроводе от нагнетания насоса к подшипникам установлен поддон. Контроль перепада давления отстойно - всасывающего насоса не менее 0,4 МПа (4,0 кгс/см2) осуществляется с помощью прибора PdRSA-61459, 61460. Когда падение давления снижается до 0,4 МПа (4,0 кгс / см2), на APM срабатывает сигнализация. Когда перепад давления снижается до 0,35 МПа (3,5 кгс/см2), на APM срабатывает сигнализация, и двигатель насоса P-601A, B автоматически останавливается.

Местные манометры PI-61451, 61452 используются для контроля давления всасывания и нагнетания насоса.

Температура подшипников насоса Р-601А, В не выше 60 С контролируется прибором ТРСА-61601,61602,61603,61604. Когда температура подшипников насоса повышается до 60 ° C, на APM срабатывает сигнализация. Когда температура подшипников насоса повышается до 70 ° C, на APM срабатывает сигнализация, и двигатель насоса P-601A, B автоматически останавливается.

Объемный расход мокроты в диапазоне 4,0-14,0 м3 / ч поддерживается регулятором расхода FRSA-61220, который работает в каскаде с двумя клапанами: один клапан установлен на рециркуляционном трубопроводе конденсатора-испарителя Е-601, другой-на трубопроводе подачи мокроты. Данная схема управления позволяет поддерживать давление нагнетания насоса Р-601А, В и количество перекачиваемого жидкого хлористого водорода на заданном уровне. Если объемный расход мокроты уменьшается до менее 3,0 м3/ч, на APM срабатывает сигнализация.

Предварительная сушка колонной системы С-601 производится сухим дихлорэтаном. После сушки резервуар В-601 промывают от дихлорэтана путем замены его винилхлоридом, подаваемым насосом Р-602А,В, Р-604А,В на пластину 33 колонны по линии жидкой фазы или на пластину 9 сверху колонны С-603 (или сливаемым винилхлоридом из куба колонны С-603 по мосту в линию газовой фазы с регулированием расхода не более 15,0 м3/ч по прибору ФР-62251, с выходом газовой фазы из колонка С-603). 603 к теплообменнику Е-611) с последующей заменой на хлористый водород при вводе системы в эксплуатацию.