курсач 1.1. В настоящее время возрастает роль автоматизации технологических процессов
 Скачать 70.65 Kb.
|
|
Введение В настоящее время возрастает роль автоматизации технологических процессов как средство контроля и стабилизации технологических параметров, а так же обеспечение безопасной работы технологического оборудования. Увеличение мощности технологических установок привело к количественному росту систем автоматизации. Интенсификация технологических режимов предъявляет более жёсткие требования к системам стабилизации параметров, что способствовало появлению систем с переменными динамическими характеристиками. Количественный рост систем автоматизации, повышения требований к ним обусловили качественный переход — появление автоматизированных систем управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности. Автоматизация – это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации. Системы автоматизации технологических процессов являются важнейшим средством повышения производительности труда, улучшения качества продукции, сокращения расхода материалов и энергии, сокращение количества обслуживающего персонала, улучшения организации производства и внедрение прогрессивных методов управления производством. Они снижают аварийность на производстве, увеличивают безопасность работы установок, помогают предотвращать попадание вредных отходов технологических процессов в окружающую среду, повышает коэффициент полезного действия и других технологических показателей производства. Наибольший эффект даёт применение современных систем автоматизации, относящихся к классу автоматизированных систем управления технологическими процессами. Системы автоматизации технологических процессов позволяют выполнять следующие функции: 1)Контроль параметров технологического процесса. Как непосредственно у аппаратов и агрегатов (местныйконтроль) так и со щитов операторов и диспетчеров (дистанционный контроль). Контроль выполняется как показывающими, так и регулирующими приборами и может быть непрерывным или периодическим (контроль по вызову). 2)Обработка информации. В системах автоматизации наиболее распространенный вид обработки информации - сигнализация отключения параметров технологического процесса от заданных значений (как предупредительная, так и аварийная). Из других методов обработки информации в системах автоматизации применяютсяинтеграторы, а так же некоторые системы с вычислительными функциями (например, схемы, предназначенные для вычисления действительных или приведенных значений расходов, построенные на функциональных серийных приборах). 3)Автоматическое регулирование параметров (стабилизация, программное регулирование, каскадное или взаимосвязанное регулирование). 4)Дистанционное и автоматическое управление (в том числе программное управление машинами и агрегатами, и сигнализация их состояния). 5)Обеспечение безопасной эксплуатации технологического оборудования. Оно осуществляется применением защитных устройств и защитных блокировок. 6)Оптимизация технологических процессов. Технологический процесс – это переработка сырья и полуфабрикатов, которая приводит к изменению их физических и химических свойств и превышению в готовую продукцию. В производственном процессе сырьё или другие полуфабрикаты перерабатываются в соответствие с принятой технологией в готовую продукцию, удовлетворяющую определённым требованиям или техническим условиям. Каждый технологический процесс характеризуется определёнными технологическими параметрами, которые могут изменяться во времени. Совокупность технологических параметров полностью характеризующих данный технологический процесс называется технологическим режимом. Технологические процессы, как правило, оснащаются системами автоматизации при строительстве новых или реконструкции действующих промышленных предприятий, как в целом, так и по отдельным зданиям, сооружениям, производствам, цехам, участкам. Любой технологический процесс подвержен действию различных факторов, случайных по своей природе, которое нельзя заранее предусмотреть. Такими факторами называются возмущения. К ним относятся случайные изменения состава сырья, температуры теплоносителя, характеристика технологического оборудования. Возмущающее воздействие на технологический процесс вызывают изменение технологического режима, что приводит в свою очередь к изменению технико-экономических показателей, производительность, качества продукта, расход сырья и энергии. Управление – это воздействие, направленное на какой-либо объект, для достижения определённой цели (цели управления). Объект, на который направлено управление (или управляющее воздействие) называется объектом управления. Объект управления является составной частью системы управления. Управление может осуществляться как человеком, так и специальными техническими средствами. Вместе они образуют управляющую систему. 1.Основная часть 1.1. Краткое описание назначения установки Л-24-7 Типовая установка гидроочистки Л-24 /7 предназначена для удаления сернистых соединений из прямогонных дизельных фракций выкипающих в пределах 180-350°С, с содержанием среды до 2.4% массы, смесей прямогонных дизельных фракций с дизельными фракциями вторичных происхождений в отношении не более чем 1:1 с содержанием серы до 1.5% массы. 1.2. Описание процесса реакторного блока установки 24-7 Исходное сырьё из резервуарного парка поступает на прием насосов Н-1, Н-2 и под давлением до 60 кгс/см2 подаётся в узел смешения сырья и циркуляционного водородсодержащего газа. Постоянство расхода сырья в тройник смешения поддерживается автомати-чески регулятором расхода, клапан которого расположен на линии выкида насосов Н-1,Н-2. Газосырьевая смесь из узла смешения направляется в межтрубное пространство теплообменников Т-1,2,1-а, в которых нагревается до температуры 300-330°С за счёт тепла газопродуктовой смеси, выходящих из реакторов. После теплообменников газосырьевая смесь двумя потоками проходит конвекционную и радиантную части печи П-1, где дополнительно подогревается до температуры не выше 425°С. Температура сырья на выходе из печи П-1 поддерживается автоматически регуляторами температуры клапаны, которых установлены на линиях подачи топливного газа на форсунки печей. Далее газосырьевая смесь в газожидкостной фазе поступает в два последовательно работающих реактора Р-1,2 . Газопродуктовая смесь из последнего реактора Р-2 направляется трубное пространство Т-1,2,1-а, где охлаждается до температуры не выше 190 градусов Цельсия. Далее газопродуктовая смесь поступает в холодильники типа АВ3-Х-14,Х-1охлаждается до температуры не выше 50°С и направляется в сепаратор высокого давления С-1 (С-2). В сепараторе С-1 (С-2) при давлении не выше 45 кгс/см2 происходит разделение гидрогенизата и водородсодержащего газа. Жидкий гидрогенизат выводится с низа сепаратора С-1 (С-2) и поступает в сепаратор низкого давления, где происходит отделение углеводородов газов за счёт снижения давления до 7 кгс/см2. Реакция гидроочистки протекает в атмосфере избыточного водородосодержащего газа, который постоянно циркулирует в системе. 1.3. Факторы влияющие на ход процесса Объемная скорость подачи сырья Объемная скорость – это отношение объема жидкого сырья, подаваемого в реактор в течение 1 часа, к объему катализатора. Для всех видов сырья степень обессеривания возрастает с понижением объемной скорости сырья. Чем больше производительность по сырью при постоянном объеме катализатора в реакторах, тем выше объемная скорость. С увеличением объемной скорости уменьшается время контакта сырья с катализатором, при этом глубина превращения снижается. При выборе объемной скорости учитывают температуру, давление, состав сырья и состояние катализатора. Температура Правильно выбранный интервал рабочих температур обеспечивает как требуемое качество, так и длительность без регенерационного пробега и общего срока службы катализатора. Для всех видов сырья сохраняется закономерность - степень обессеривания возрастает с повышением температуры при том же уровне активности катализатора. Наиболее благоприятным для загруженных катализаторов является интервал рабочих температур 320-380 °С. Рост степени обессеривания пропорционален повышению температуры до определенных пределов. Каждый вид сырья имеет свой максимум температур, после которого увеличивается скорость реакций разложения и насыщения непредельных углеводородов по сравнению со скоростью реакций гидрирования сернистых соединений, в связи, с чем уменьшается избирательность действия катализатора по отношению к сере и рост степени обессеривания замедляется, возрастает выход газа, легких продуктов и кокса. Увеличивается расход водорода и количество образовавшегося на катализаторе кокса. Слишком занижать температуру также не следует, так как при этом значительно замедляется скорость реакций обессеривания. Давление Повышение давления при неизменных прочих параметрах процесса вызывает изменение степени превращения в результате увеличения парциального давления водорода и углеводородного сырья и содержания жидкого компонента в системах, находящихся при давлениях и температурах соответственно выше и ниже условий начала конденсации. Первый фактор способствует увеличению степени превращения, второй - замедляет протекание реакции. С ростом общего давления в процессе, при прочих равных условиях, растет парциальное давление водорода. Поскольку водород является одним из основных химических реагентов, то повышение его парциального давления ускоряет реакции гидрирования и способствует уменьшению возможности отложения кокса на катализаторе, что увеличивает его срок службы. Суммарное влияние парциального давления водорода слагается из раздельных влияний: - общего давления; - концентрации водорода в циркуляционном газе. Требование к содержанию водорода в циркулирующем газе определяется качеством сырья: - прямогонные фракции очищаются при меньшей концентрации; - крекинговые - при большей концентрации водорода. С понижением концентрации водорода в циркуляционном газе несколько уменьшается без регенерационный цикл работы катализатора. Кратность циркуляции В промышленной практике объемное отношение "водород : сырье" (или кратность циркуляции) выражается отношением объема водорода при нормальных условиях к объему сырья. С точки зрения экономичности процесса заданное отношение целесообразно поддерживать циркуляцией водородсодержащего газа. В этом случае большое влияние приобретает концентрация водорода в циркуляционном газе: Концентрация водорода, % об. 90 80 70 Отношение "Н : С" 220 250 286 Увеличение отношения "циркуляционный газ: «сырье» в значительной степени определяет энергетические затраты. Заметное возрастание скорости реакций при увеличении кратности циркуляции происходит только до определенного предела. Увеличение давления в системе до уровня выше давление начала конденсации, при неизменной температуре реакции способствует образованию жидкой фазы, что приводит к замедлению основных реакций процесса. Сильное увеличение давления ухудшает сепарацию водородсодержащего газа и увеличивает потерю его с сухим газом. Быстрое понижение давления может привести к повреждению катализатора. Понижение давления без предшествующего понижения температуры может вызвать образование отложений кокса. 1.4. Краткая характеристика технологического оборудования Таблица 1- Техническая характеристика технологического оборудования
Продолжение таблицы 1
Продолжение таблицы 1
|