Каталитический крекинг. Преддипломная_Мухамедова_4161-13. Техникоэкономическое обоснование выбранного метода производства. 5 2 Технологическая часть
 Скачать 438.67 Kb.
|
3 Автоматизация и автоматические системы управления технологическим процессомПроцесс – каталитический крекинг. Введение Внедрение АСУ является наиболее прогрессивным направлением в области автоматизации. При большом расстоянии между технологическими аппаратами и щитами управления целесообразно применять электрические средства автоматизации. Химические производства относятся к числу взрывопожароопасных, и автоматизация осуществляется на основе использования взрывозащищенных средств автоматизации с использованием ЭВМ. При использовании электрических приборов, ЭВМ применяется, во-первых, для облегчения работы оператора, т.к. за короткий промежуток времени обрабатывает большое количество информации; во-вторых, может выполнять роль «советчика», при котором ЭВМ рекомендует оператору оптимальные знания режимных параметров процесса и, в-третьих, сравнивая текущие знания с заданными, выдает корректирующий сигнал на регулятор или непосредственно на исполнительный механизм. Кроме того, работая в качестве управляющей системы по заданной программе, ЭВМ характеризуется гибкостью управления, т.е. появляется возможность перенастроить производство за короткое время на выпуск продукции другого качества, тем самым быстро среагировать на рынок. В общем, система управления организована в виде двухуровневой структуры: верхний уровень и нижний уровень. Верхний уровень реализован на базе станций оператора-технолога и оператора-инженера. Станции оснащены современными ПК. Верхний уровень обеспечивает ведение базы данных, визуализацию состояния технологического оборудования, обработку данных формирование и печать отчетных документов, ручное дистанционное управление технологическим оборудованием. Нижний уровень системы обеспечивает реализацию следующих функ ций: - контроль технологических параметров; - первичная обработка и расчет параметров; - функционирование контуров регулирования; -контроль безопасности и аварийную защиту технологического оборудования. Нижний уровень системы управления является дублирующим (локальным) при выходе ЭВМ из строя. Он реализован в виде двух подсистем: подсистема РСУ (распределенная система управления) – собирает информацию, вырабатывает регулирующие воздействия; подсистема ПАЗ (подсистема противоаварийной защиты) – контролирует нарушения входе технологического процесса, осуществляет защиту и блокировку аппаратов (вырабатывает защитные воздействия). Функции РСУ и ПАЗ выполняют программируемые контроллеры. Контроллеры выполняют следующие функции: воспринимают аналоговые, дискретные электрические унифицированные сигналы; измеряют и нормируют принятые сигналы; выполняют программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формируют аналоговые и дискретные управляющие сигналы; отображают информацию на экране; управляются при помощи стандартной клавиатуры. При выборе контроллера решающими факторами являются: надежность модулей ввода/вывода; скорость обработки и передачи информации; широкий ассортимент модулей; простота программирования; распространенность интерфейса связи с ЭВМ. Данным условиям удовлетворяет контроллеры фирмы Moore Products Company, также контроллеры Allen Bradley SLC 5/04 корпорации Rockwell (семейство SLC 500 малых программируемых контроллеров), контроллеры YS 170 YOKOGAWA и контроллеры серии TREI-Multi. В данном проекте технические средства нижнего уровня построены на базе контроллеров фирмы Rockwell Automatics: подсистема РСУ на контроллере Rockwell ControlLogix; подсистема ПАЗ на контроллере Rockwell PowerFlex Safety. Универсальный контроллер ControlLogix является идеальным решением для управления установкой, требующего интегрированной контурной и логической обработки. Кроме того, это идеальный вариант для сбора данных, поскольку у него имеется до 1152 универсальных аналоговых входов, обширный математический аппарат и возможность расчетов в произвольной форме. Интуитивное программное обеспечение с использованием функциональных блоков позволяет быстро войти в курс дела, что экономит время и деньги. Открытый интерфейс Ethernet у прощает интеграцию сети предприятия. Резервные ЦП, источники питания и сети максимизируют время безотказной работы процесса. Контроллер ControlLogix состоит из трех компонентов: мощного контроллера (технологического процесса или обеспечения безопасности] с модульным вводом/выводом; прочного операторского интерфейса с цветным дисплеем и компактной флэш- картой (4 ГБ); и интуитивно понятного программного обеспечения конфигурирования. Система ControlLogix также может поставляться с аналогичным аппаратным обеспечением, имеющим сертификаты TUV для применений в области обеспечения безопасности. Функции контроля и регистрации реализуются на позициях – TIR2, TIR8; Функции регулирования реализуются на позициях – TIC1, FIC3, LIC4, PIC5,TIC6, TIC7. 2) Rockwell Power Flex Safety имеет также несколько модулей. Стандартный аналоговый модуль (SAM) входит в семейство модулей ввода/вывода. Он предназначен для подключения аналоговых и дискретных сигналов. Модуль SAM обеспечивает высокую пропускную способность для стандартных сигналов ввода/вывода (аналоговые входные сигналы (4-20) мА, аналоговые выходные сигналы (4-20) или (0-20) мА, а также дискретные входы и выходы). К модулю SAM можно подключить до 32 каналов. Каждый канал может быть сконфигурирован для работы с аналоговым входом (4-20) мА, аналоговым выходом (4-20) мА или (0-20) мА, дискретным входом или дискретным выходом. Стандартный дискретный модуль (SDM) имеет 32 канала ввода/вывода, каждый из к них может быть сконфигурирован как дискретный вход/выход, дискретный импульсный выход. Модуль позволяет управлять работой электродвигателя, отсечного канала. Усовершенствованный управляющий модуль (АСМ) позволяет решать логические задачи. Модуль ввода сигналов напряжения (VIM) имеет 16 входных каналов для ввода сигнала напряжения или сигнала термопары (с последующей линеаризацией сигнала и компенсацией температуры холодного спая). Система ПАЗ PowerFlex Safety обеспечивает: повышенные характеристики безопасности, отказоустойчивости и защиты выходов; высокий уровень готовности системы; отказоустойчивость, соответствующую уровню учетверенного резервирования, специализированные диагностические функции и уникальный механизм общей защиты; повышенный уровень надежности за счет усиленной защиты от промышленных воздействий и изолирования подсистем ввода/вывода; простое интегрирование с другими системами управления через открытые каналы связи. Система контроллере Rockwell PowerFlex Safety. полностью интегрирована с системой управления технологическими процессами ControlLogix. Это позволяет использовать данные системы безопасности в стратегии управления технологическими процессом, а также использовать один операторский интерфейс и средства программирования, что устраняет необходимость дополнительных усилий при установке, конфигурировании, обслуживании и обучении персонала, а также при организации связи систем управления безопасностью и технологическими процессами. Выбор ЭВМ обусловлен: богатейшим выбором программного и аппаратного обеспечения для любого рода деятельности; достаточно высоким быстродействием и необходимым объемом оперативной памяти с возможностью наращивания; невысокой стоимостью ЭВМ, ее надежностью. Для решения задач, предусмотренных данной работой, используем ЭВМ на основе современного процессора Intel Xeon Gold 6132 c тактовой частотой 2600 МГц. В качестве такой ЭВМ можно использовать, как надежно функционирующую офисную ЭВМ, так и ЭВМ в промышленном исполнении для функционирования в тяжелых условиях технологического цеха. Возможно, использовать промышленные компьютеры такого производителя как ASUS. Описание технологической схемы Каталитический крекинг осуществляется в реакторе. Сырье- вакуумный газойль проходит теплообменники легкого и тяжелого газойля ,далее нагреваясь в печи П-2 с температурой 460-490 0С (температура сырья на выходе из печи регулируется контуром ТIC1, c помощью клапана TV1, установленного на линии подачи топливного газа к печи) далее пары направляются в реактор Р-1,где прямотоком контактируют с катализатором в реакционной зоне. Пары продуктов крекинга вместе с перегретым паром, которое поступает в зону отпарки реактора, отводятся на ректификационную колонну К-1. Сверху колонны уходят нестабильный бензин, газ, водяные пары через холодильник и теплообменник, проходит сепаратор, часть продуктов поступает на орошение вверх дополнительного сепаратора, а часть сверху сепаратора Е-1, поступает на Е-1а, откуда сверху уходит топливный газ, снизу нестабильный бензин поступает на орошение в ректификационную колонну, а избыток на установку КАС. Легкий газойль с колонны поступает в стриппинг откуда забирается насосом через теплообменники проходя холодильник в резервуары или товарного парка установок гидроочистки. Тяжелый газойль с низа колонны с температурой 300-3600С забирается насосом через теплообменники отдающее тепло сырью, часть тяжелого газойля подается на орошение низа колонны К-1, а избыток, проходя холодильник, поступает в резервуары. Топливный газ поступает в емкость Е-6 для подогрева сепаратора Е-1а и печи, пройдя через теплообменник Т-1. Хим. очищенная вода из котла-утилизатора Е-4 поступает за счет насоса в змеевики регенератора для утилизации тепла, и паровая смесь с змеевиков уходит в паровое пространство Е-4, острый пар уходит на стриппинг К-2 и в низ колонны К-1. Пар из змеевиков регенератора также подается в отпарную зону реактора Р-1, расход пара регулируется контуром FIC3. Уровень катализатора в нижней части реактора Р-1 контролируется контуром LIC4 c помощью клапана LV4, установленного на линии подачи отработанного катализатора в дозер Р-6. Жидкое топливо из баков Е-2/2а через насосы поступает на топки П1,2,3.Из топки П-1 воздух подается на регенератор для выжига кокса.Из П3агорячий воздух идет на дозер Р-6а (температура воздуха на выходе из топки П-3a регулируется контуром TIC7) ,далее катализатор потоком воздуха по пневмоподъемнику поступает на сепаратор, где отделяется от пыли и мелочи и самотеком поступает в бункер Р-1а.Воздух из топки П-3 (температура воздуха на выходе из топки П-3a регулируется контуром TIC6) подается на дозер Р-6 так же катализатор поступает на сепаратор Р-4 и далее самотеком в бункер Р-2а откуда поступает на регенерацию ,и регенерированный катализатор снова поступает в бункер Р-6а. Температура регенерированного катализатора контролируется контуром TIR8. Контролируемые и регулируемые параметры представлены в таблице 3.1. Таблица 3.1 – Контролируемые и регулируемые параметры
В таблице 3.2 представлены виды автоматизации оборудования установки каталитического крекинга.
Спецификация приборов и средств автоматизации представлена в таблице 3.3.
Продолжение таблицы 3.3
Продолжение таблицы 3.3
Продолжение таблицы 3.3
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||