Автоматизированная система управления процессом атмосферной перегонки нефти. Автоматизация перегонки нефти


4.3.2. Функциональная схема асу тп установки атмосферной перегонки нефти

На установках атмосферной перегонки нефть обычно разделяет на четыре дистиллятные фракции - легкий и тяжелый бензин, керосин, дизельное топливо и остаток – мазут. Установка (рис.4.12) состоит из двух колонн - простой К1 и сложной К2. Сложная имеет две отпарных секции КЗ, К4. Перед поступлением в первую колонну К1, обессоленная нефть подогревается в теплообменниках (рис.4.13) г- утилизи­руя тепло. Верхним продуктом первой колонны является легкая бен­зиновая фракция и небольшое количество газа. Остальные продукты по­лучаются во второй колонне. Обе колонны обслуживаются общей трубчатой печью П (рис.4.12).

Обессоленная нефть (см.рис.4.13) подается насосом в колонну К1, нагретая предварительно до температуры 200...220°С. Перед этим она делится на два потока. Первый поток утилизирует тепло промежу­точного орошения сложной колонны (рис.4.13) последовательно - вер­хней и нижней ступеней. Второй поток утилизирует тепло сначала ке­росиновой фракции, затем фракции дизельного топлива и, наконец, мазута.

Рис.4.12. Функциональная схема АСУ ТП установки атмосферной перегонки нефти: П – трубчатая печь; К1, К2 – ректификационные колонны; К3, К4 – отпарные колонны; Н1 – Н6 – насосы; С1, С2 – газосепараторы – водоотделители; Т1 – Т13 – теплообменные аппараты различного назначения.

- 77, 78 -

Рис.4.13. Функциональная схема АСУ ТП нагрева обессоленной нефти путем утилизации тепла продуктов установки перегонки нефти.

- 79 -

После смешения оба потока поступают в среднюю часть колонны К1. Пары легкого бензина по выходе из К1 конденсируются и охлаждают­ся в теплообменных аппаратах Т1 и Т2 (рис.4.12) и разделяются в газосепараторе С1. Сконденсированная и отделенная в сепараторе С1 фракция легкого бензина частично отводится из системы насосом Н2, а частично используется в качестве орошения в колонну К1. Частич­но отбензиненная нефть из колонны К1 забирается насосом Н1 и по­дается в змеевик трубчатой печи П. Нагретая в змеевиках печи нефть поступает в парожидкостном состоянии, в основную колонну К2, часть её используется в качестве "горячей струи" в колонне К1. Верхним продуктом колонны К2 является более тяжелая бензиновая фракция. Она так же конденсируется охлаждается в теплообменниках ТЗ, Т4 и после сепарации в С2,отводится из системы насосом Н6. Часть её возвращается в колонну в качестве орошения. Следующие фракции – керосиновая и дизельного топлива - выводятся из отпарных колонн КЗ, К4 насосами Н5, Н4. После охлаждения до необходимой температуры в теплообменниках -утилизаторах Т5, Т8, воздушных холодильниках Т6, Т9 и холодильниках Т7, Т10 эти фракции выводятся из системы. Под нижние тарелки отпарных колонн К3, К4 вводится перегретый пар. Тяжелый, неиспаренный остаток нефти, - стекающей с последней тарел­ки колонны К2, продувается перегретым водным паром. Мазут, освобожденный таким образом от низкокипящих фракций, с низа колонны К2 направляется насосом НЗ для утилизации тепла и охлаждения в теплообменники Т11, Т12, Т13.

Предусмотренное функциональной схемой АСУ ТП автоматическое уп­равление уменьшает вероятность снижения качества продуктов, сокращает потребление энергии, улучшает эксплуатационные показатели ра­боты оборудования. Значительное снижение энергозатрат может быть достигнуто за счет опережающего управления параметрами процесса. Нужно предусмотреть режим управления по ограничениям, который не только защищает технологическое оборудование, но и обеспечивает нормальное его функционирование при соблюдении определенных критериев. Работа установки основана на принципе двукратного испарения. Общий расход нефти стабилизирован по расходу с регистрацией температуры. Распределение нефти по потокам и аппаратам производится на установке открытием исполнительными механизмами соответствующих регулирующих органов. Температурный контроль теплообменных аппаратов позволяет выявлять эффективность работы каждого из них расчетным путем.

- 80 -

studfiles.net

Автоматизация ректификации нефти, первичная перегонка нефти, Автоматизация технологических процессов

Пример готовой курсовой работы по предмету: Автоматизация технологических процессов

Содержание

Перегонка нефти — процесс разделения нефти ректификацией на отдельные фракции. Выходная нефть перекачивается насосом через группу теплообменников, где она нагревается до температуры 100−135 ° С (рис.1).

Использование такой системы нагрева нефти позволяет создать более эффективный теплообмен. После теплообменников для усреднения температуры потоки нефти смешиваются в общем коллекторе. Далее нефть направляется в электродегидратор (блок ЭЛОУ).

По выходе из блока ЭЛОУ обезвоженная и обессоленная нефть нагревается до 200−250 ° С и поступает в отбензинивающую колонну по 2-му тангенциальным вводам.

Установка подготовки сырья можно разделить на блок электрическое обезвоживания и

обессоливания (ЭЛОУ), блок

теплообменников 8 (рис.1), где нефть

нагревается до температуры 135 ° С и проходит три

степени электродегидратора

1. между ступенями в

нефть подается оборотная вода.

Обезвоженная и обессоленная нефть нагревается в теплообменниках 8 до 250 ° С и поступает в колонну предварительного отбензинивания 2.

Технологическая схема установки электрообессоливания нефти приводится на рис.

2. Нефть, в которую введены промывочная вода, деэмульгатор и щелочь, насосом Н-1 прокачивается через теплообменник 7−1 и пароподогреватель Т-2 в электродегидратор первой степени Е-1.

Здесь удаляется основная масса воды и солей (содержание их снижается в 8−10 раз.) На некоторых установках ЭЛОУ перед Э-1 находится термохимическая ступень. С Е-1 нефть поступает в электродегидратор второй степени Е-2 для повторной обработки. Перед Е-2 в нефть вновь подается вода. Общий расход воды на обессоливания составляет

10. от обрабативаемой нефти. На некоторых установках свежая вода подается только на вторую ступень обессоливания, а перед первой ступенью с нефтью смешиваются промывные воды второй ступени. Так удается снизить расход воды на обессоливания вдвое

Выдержка из текста

Введение

Добыча нефти занимает важное место как в топливно-энергетической системе страны, так и в экономике. Эффективность добычи и, предварительной подготовки и начальной транспортировки нефти позволяют серьезно снизить себестоимость, что позволяет уменьшить цену и конечного продукта.

На современном этапе развития стало возможным добиться оптимального управления любого процесса с появлением и внедрением автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), созданных на базе микропроцессорных комплектов. Актуальность создания автоматизированных систем управления значительно выросла за последнее время в связи с повышением стоимости нефти, энергоресурсов, реагентов, расходов на содержание обслуживающего персонала и поддержки экологии окружающей среды.

Целями создания автоматизированной системы контроля и управления технологическим процессом установки предварительной очистки нефти есть (АСУ ТП УПОН):

  • Повышение надежности работы системы управления;
  • Повышение точности измерения и регулирования технологических параметров;
  • Повышение качества ведения технологического режима и его безопасности;
  • Снижение количества постоянно находится на объекте технического персонала и повышение оперативности его действий;
  • Интеграция АСУ ТП УПН с автоматизированными системами управления печами и электродегидраторами.
  • Список использованной литературы

Список используемой литературы

1. Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие. 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1990. 464с.

2. ПБ 09−540−03 Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств.

3. Правила устройства электроустановок ПУЭ.

4. Технологический регламент установки деминерализации воды производства метанола ОАО «Метафракс».

referatbooks.ru

Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ

Поиск Лекций

Автоматизация процессов первичной переработки нефти

В этой и следующих главах приведено описание схем автоматизации некоторых основных технологических процессов без учета систем противоаварийной защиты процессов, защиты отдельных видов оборудования и оснащения технологических процессов в соответствии с требованиями действующих технических регламентов, норм и правил. В описании приведены основные типовые контуры регулирования, которые для лицензионных процессов могут быть дополнены контурами, требуемыми Лицензиарами.

 

Автоматизация процессов обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ

Поступающая с промыслов нефть в зависимости от группы содержит хлористые соли (в количестве 100-900 мг/дм3), включая до 10 мг/дм3 хлоридов во фракции, выкипающей до 204 °С, пластовые воды (до 1 %масс.) и механические примеси (до 0,05 %масс.). Данные параметры регламентируется ГОСТ Р 51858- 2002 «Нефть. Общие технические условия».

При этом нефть и вода образуют трудноразделимые эмульсии (в основном эмульсию воды в нефти). Для дальнейшей переработки нефти требуется снизить содержание солей до 0,1 %масс. и менее, а воды — до 3...5 мг/л.

Требования к ограничению содержания солей и воды в нефти обусловлены необходимостью увеличения межремонтного пробега атмосферных и атмосферно-вакуумных установок, уменьшения коррозии оборудования и аппаратуры, а также улучшения качества котельных топлив, коксов и битумов. Кроме того, на установках переработки нефтяных фракций повышенное содержание воды и солей приводит к повышенному расходу топлива и катализаторов.

Большая часть воды в нефти находится в виде эмульсий. На поверхности капелек воды адсорбируются смолистые вещества, асфальтены, водорастворимые органические кислоты и высокодисперсные частицы твердых парафинов. Для разрушения поверхностной адсорбционной пленки, а также для улучшения условий коагуляции в нефть добавляют деэмульгаторы. Для ускорения данный процесс обычно проводят при повышенных температурах (100-120 °С). Наиболее стойкие мелкодисперсные нефтяные эмульсии разрушаются под действием электрического поля. Таким образом, процессу электрообезвоживания способствуют как деэмульгаторы, так и повышенная температура. Для снижения испарения нефти процесс электрообессоливания проводят при повышенном давлении.

Процесс глубокого обезвоживания и обессоливания осуществляется на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ), которые входят в состав ЭЛОУ-АТ (атмосферно-трубчатой установки) или ЭЛОУ-АВТ (атмосферновакуумной трубчатой установки перегонки нефти).

На практике зачастую применяют двухступенчатые схемы электро-обессоливания с использованием переменного электрического тока с напряжением 22-44 кВ. При этом на I ступени в электродегидраторах удаляется 75-80 %масс. воды и 95-98 %масс. солей, а на II ступени удаляется 60-65 %масс. оставшейся эмульсионной воды и 89-93 %масс. оставшихся солей.

Процесс обессоливания нефти связан с промывкой ее свежей водой, при этом для снижения расхода воды в качестве свежей воды используют обратную (рециркуляционную) воду, конденсат, очищенную воду технологических процессов и дренажную воду. Процессы обезвоживания нефти осуществляются в электродегидраторах I и II ступеней. Для разрушения эмульсии (деэмульгации) в сырую нефть вводят деэмульгатор (20...25 г/т), а для снижения кислотности воды до значений, близких к нейтральным, после теплообменников вводят щелочь.

Электродегидратор представляет собой горизонтальный аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти в электрическом поле высокого напряжения (20...44 кВ). Расстояние между двумя горизонтальными электродами, расположенными в средней части по всей длине аппарата, составляет 200...400 мм. Обезвоженная нефть выводится через верхнийколлектор, а выделившаяся из нефти вода — с низа аппарата. Нефть в электродегидраторе движется вверх, проходя через слой воды со скоростью 5...7 м/ч, и далее через зону слабого электрического поля, расположенную между уровнем воды и нижним электродом. Затем нефть поступает в зону сильного электрического поля между двумя электродами, в которой происходит процесс интенсивного обезвоживания, и далее через верхний коллектор отводится в электродегидратор II ступени. Устройство оризонтального электродегидратора представлено на рис. 8.1. Перед электродегидратором второй ступени нефть смешивается с подогретой до 60...70 °С водой и с выхода электродегидратора после дополнительного подогрева поступает в ректификационную колонну атмосферного блока АТ или АВТ.

 

Схема автоматизации вухступенчатой установки ЭЛОУ, выполненная в стандарте ISA 55.1-84 (92), приведена на рис. 8.2. В некоторых контурах в схемах автоматизации технологических процессов (см. последующие главы) обозначения преобразователей опущены.

 

Автоматизация процесса обезвоживания и обессоливания нефти на установках ЭЛОУ-АТ и ЭЛОУ-АВТ, а также автоматизация других технологических процессов, описываемых в данном пособии, предполагает определение показателей эффективности процесса (ПЭ), цели и критериев управления процессом (ЦУ и КУ соответственно). Ограничения переменных состояния (температуры, давления, уровня и т. п.) обусловлены требованиями пожаровзрывобезопасности процессов, а также требованиями к показателям качества целевого продукта. К ограничениям относят также содержание примесей в сырье и целевом продукте.

Под эффективностью технологического процесса понимают технологическую и экономическую эффективность. Технологическая эффективность подразумевает зависимость между затраченными ресурсами и полученной продукцией и оценивается критериями min затрат на единицу продукции и max полученной продукции при минимуме затраченных ресурсов на ее производство.

Экономическая эффективность процесса означает стоимостную зависимость между расходами на производство и доходами от реализации продукции. Критерием экономической эффективности является получение максимальной (max) прибыли на единицу затрат на производство. Интегральным критерием экономической эффективности может служить себестоимость продукции, учитывающая затраты на единицу продукции.

Для большинства процессов показатель эффективности может быть представлен как состав целевого продукта (например, дистиллята или кубового остатка при ректификации) или содержание выходного компонента (например, выход ацетилена в процессе пиролиза или концентрация извлекаемого компонента в процессе абсорбции), полученные при минимизации затрат на единицу продукции.

Целью управления процессом при этом является поддержание заданного состава или выходного компонента на определенном значении — например, поддержание заданного состава целевого продукта в процессе ректификации или поддержание выхода ацетилена на заданном значении в процессе пиролиза. Для многих процессов целью управления является стабилизация основных регулируемых параметров — температуры, давления, уровня, расхода, концентрации, pH раствора и т. д. Критерии оптимизации процесса имеют минимаксные значения и определяются технологическими или экономическими требованиями. К технологическим критериям управления (КУ) относят min CKO (среднеквадратичного отклонения) или дисперсии регулируемых параметров, максимум быстродействия переходных процессов и т. д. Экономические критерии оптимизации предполагают min себестоимости, min приведенных затрат на единицу продукции, min содержания примесей, max прибыли от реализации продукции и т. п.

Основными технологическими параметрами, подлежащими контролю, регулированию и оптимизации, являются температура, давление, расход промывной воды и ее распределение между различным числом ступеней электрообессоливания, расход деэмульгатора, уровень воды и другие параметры.

Сырая нефть смешивается с циркулирующим солевым раствором и свежей водой и с добавлением деэмульгатора подается насосом Н-1 двумя параллельными потоками через систему теплообменников Т-1 + Т-6, в которых нагревается до температуры 100... 120 °С за счет тепла нефтепродуктов блока АТ. Далее сырая нефть поступает к инжекторному смесителю, где смешивается с раствором щелочи и солевым раствором со II ступени обессоливания. Далее смесь подается в коллектор нижней части горизонтальных электродегидраторов I ступени ЭД-1-нЭД-З, работающих параллельно.

Количество электродегидраторов определяется общим солесодержанием перерабатываемой нефти, производительностью установки и выбранным типоразмером электродегидраторов.

Для определения качества сырой нефти на вводе в установку проводится контроль качества нефти на содержание в ней воды и солей и определение плотности (контуры 1-3).

Распределение на два потока обеспечивается двумя контурами регулирования расхода с коррекцией по уровню в отбензинивающей колонне К-1 (контуры 4 и 5) блока АТ. Осуществляется также контроль температуры нефти после теплообменников на входе и выходе из электродегидраторов ЭД-1-ЭД-3 (контуры 6 и 7).

Для нагрева сырой нефти в теплообменниках Т- 1...Т-4 используется циркуляционное орошение (ЦО) от блока АТ, которое через теплообменники возвращается в колонну АТ. Регулирование температуры на выходе из теплообменников осуществляется изменением расхода клапанами на линиях байпаса (контуры 8 и 9).

Частично обессоленная и обезвоженная нефть из электродегидраторов I ступени поступает в общий коллектор и затем в электродегидраторы II ступени ЭД-4-ЭД-6, работающие параллельно.

Для подавления хлористоводородной коррозии в коллекторы перед электродегидраторами ЭД-1...ЭД-3 и ЭД-4...ЭД-6 подается 1ч-2%-ный раствор щелочи. Расход раствора щелочи, подаваемой на входы электродегидраторов, стабилизируется (контуры 10 и 11).

На прием насосов подачи нефти Н-1 и в смесительные клапаны перед электродегидраторами ЭД-4-ЭД-6 подается свежая вода, расход которой стабилизируется (контуры 12 и 13).

Нефть в электродегидраторы поступает снизу через маточники, создающие равномерный поток нефти снизу вверх в электрическом поле переменного тока и высокого напряжения по всему сечению аппарата. Обезвоженная и обессоленная нефть выводится из электродегидраторов ЭД-4...ЭД-6 и направляется в блок АТ.

Солевой раствор с низа электродегидраторов автоматически сбрасывается: из ЭД-1-ЭД-3 — в емкость-отстойник Е-1, а из ЭД-4-ЭД-6 — в емкость-отстойник Е-2. Уровень раздела фаз в электродегидраторах ЭД-1-ЭД-3 и ЭД-4-ЭД-6 поддерживается изменением расхода выводимого из электродегидраторов солевого раствора (контуры 14 и 15).

Солевой раствор из емкости-отстойника Е-1 охлаждается в воздушном холодильнике Хв-1 и направляется на очистные сооружения завода. Уровень в емкости Е-1 поддерживается изменением расхода солевого раствора, поступающего на очистные сооружения (контур 16). Часть солевого раствора из емкости-отстойника Е-1 возвращается в сырую нефть. Расход солевого раствора поддерживается постоянным (контур 17). Расход солевого раствора, выводимого из отстойника Е-1 в очистные сооружения, контролируется (контур 24).

Температура солевого раствора на выходе из холодильника Хв-1 регулируется изменением частоты вращения электродвигателя вентиляторов воздушных холодильников с помощью преобразователя частоты (контур 18).

Солевой раствор из емкости-отстойника Е-2 насосами Н-2 подается на промывку нефти на входе в каждый электродегидратор I и II ступени. Расход солевого раствора, подаваемого в каждый электродегидратор, стабилизируется (контуры 19 и 20). Вместе с солевым раствором в емкости-отстойники может частично увлекаться эмульсия нефти. По мере накопления отстоявшаяся нефть выводится из емкостей-отстойников через холодильник Х-1 на прием сырьевых насосов Н-1.

Для определения эффективности работы блока обессоливания на выходе с блока ЭЛОУ (контуры 21 и 23) проводится контроль обессоленной и обезвоженной нефти на содержание воды и солей с учетом температуры нефти, выводимой из электродегидратора (контур 22).

В последнее время при строительстве новых и реконструкции действующих производств находят применение и инновационные технологии, позволяющие обрабатывать большие объемы сырья в аппаратах с высокой удельной производительностью и совмещать две ступени обессоливания в одном аппарате. Такая технология разработана компанией Natco Group (США) и называется технологией EDD®(«Технология двойной полярности»®).

Термин «Двойная полярность»® относится к эксклюзивной электростатической системе, разработанной компанией Natco Group, которая вместо традиционной электрической системы с использованием переменного тока использует для более эффективного извлечения воды как поле переменного, так и поле постоянного тока.

Применение электродинамических обессоливателей EDD® позволяет довести удельную производительность электродегидраторов до 3 м3/ч на 1 м-электродегидратора и добиваться требуемого качества обессоленной нефти (не более 2 мг солей/л в одном аппарате).

Совмещение двух ступеней электрообессоливания в одном аппарате позволяет также исключить из схемы насосы рециркуляции промывной воды.

Схема автоматизации блока электрообессоливания с использованием технологии двойной полярности, выполненная упрощенным способом по ГОСТ 21.404-85 и ГОСТ 21.408-93, приведена на рис. 8.3. Средства автоматизации для данной технологической схемы аналогичны средствам автоматизации по рис. 8.2.

Сырая нефть насосами Н-1 подается через теплообменники Т-1 и Т-2, нагреваясь за счет тепла конденсации верхних потоков отбензинивающей колонны К-1 и фракционирующей колонны К-2. Распределение по потокам

осуществляется регулированием расхода с коррекцией по уровню в отбензинивающей колонне К-1 блока АТ (контуры 1 и 2).

Сырая нефть после теплообменников Т-1 и Т-2 нагревается в теплообменнике Т-3 верхним циркуляционным орошением колонны К-1. Температура нагрева нефти поддерживается изменением расхода потока циркуляционного орошения колонны К-1 через соответствующий теплообменник Т-3 с помощью клапана, установленного на байпасе охлаждающего потока (контур 8).

В приемный трубопровод сырьевых насосов Н-1 подается нефтерастворимый деэмульгатор.

На входе в установку производится контроль качества сырой нефти на содержание в ней воды и солей, а также контроль плотности (контуры 5, 6 и 7).

После теплообменника Т-3 нагретая до 115-125 °С нефть разделяется на два параллельных потока и поступает в электродегидраторы ЭД-1 и ЭД-2. Распределение по потокам осуществляется регулированием давления в каждом потоке с помощью регуляторов перепада давления (контуры 9 и 10).

Перед электродегидраторами в каждый поток нефти вводится промывная вода (контуры 11 и 12), а другая часть промывной воды подается непосредственно внутрь электродегидраторов через специально разработанные распределители, расположенные над электродами в верхней части электродегидраторов (контуры 13 и 14).

Нефть в электродегидраторы поступает снизу через маточники, создающие равномерный поток нефти сниз> вверх в низкоградиентном поле переменного тока, где коалесцируется большая часть воды. Эмульсия с мелкими каплями воды поднимается вверх в высокоградиентное поле постоянного тока, которое способствует коалес- цированию и отделению мельчайших капель воды.

Солевой раствор с содержанием нефтепродукта до 500 мг/л выводится из нижней части электродегидраторов ЭД-1 и ЭД-2, охлаждается в воздушных холодильниках Хв-1 и выводится с установки.

Поддержание уровня солевого раствора в электродегидраторах ЭД-1 и ЭД-2 осуществляется изменением расхода выводимого солевого раствора (контуры 15 и 16).

Температура солевого потока на выходе из воздушного холодильника регулируется изменением частоты вращения электродвигателя вентилятора с помощью преобразователя частоты (контур 17).

Для определения эффективности процесса обессоливания и обезвоживания производится контроль качества обессоленной и обезвоженной нефти на выходе электродегидраторов по содержанию в ней воды и солей и определению плотности (контуры 18, 19 и 20).

Таким образом, показателем эффективности процесса является степень обезвоживания и обессоливания сырой нефти. Цель управления установкой ЭЛОУ — поддержание заданного значения содержания в нефти водь и соли. Критерий управления — min среднего квадратичного отклонения (СКО) этих параметров от заданны> значений.

Целью управления установкой ЭЛОУ является поддержание заданного значения содержания в нефти водь и соли, а критерием управления или целевой функцией — минимизация этих параметров.

В качестве примера рассмотрим средства автоматизации двухступенчатой установки ЭЛОУ (рис. 8.2) с ис пользованием применяемых на нефтеперерабатывающих заводах приборов и регуляторов компаний Emerson Siemens и др.

В схеме автоматизации использованы следующие средства автоматизации:

• на полевом уровне — преобразователи расхода 3051 SFC и диафрагмы камерные стандартные ДКС 10—20С компании Emerson; преобразователи избыточного давления 30515 с мембранным разделителем 1199 компаниг Emerson; измерители уровня раздела фаз KSR компании KSR KUEBLER или ID 201 компании AGAR Согр.; термо пары ТХКУ 205 Ехіа НПП компании «Элемер»; анализатор плотности проточного типа MicroMotion 7835 ком пании Emerson; анализатор содержания соли типа 44561 группы компаний РАС; поточный анализатор содержа ния воды типа ВТН-1; пневматические регулирующие клапаны easy-e в комплекте с электроiuiевматически\ позиционером серии DVC6000 компании Emerson; станция распределенного ввода-вывода и управления Simatu ЕТ 200М или Simatic ЕТ2005 компании Siemens;

• на контроллерном уровне — модульный программируемый логический контроллер Simatic 57-300 или Si matic 57-400;

• на диспетчерском уровне — промышленные 19-дюймовые ПК стоечного исполнения Simatic Rack PC (ин терфейсы Ethernet, Profibus DP, PROFINET) c ZCD-монитором серии SCD и SCAD А-система Simatic WinCC V7.0.

В примере автоматизации двухступенчатого блока ЭЛОУ выбраны преобразователи с выходным сигналоь 4...20 мА и исполнительные устройства (регулирующие клапаны с позиционером) с входным сигналом 4...20 мА Сигналы от первичных преобразователей и сигналы на исполнительные устройства обрабатываются станцией распределенного ввода-вывода Simatic ЕТ 200М, связанной по локальной сети PROFINET с модульным ПЛК Si matic 57-300.

Станция ЕТ-200М включает до 8-12 сигнальных, функциональных и коммуникационных модулей ПЛБ 57-300. Интерфейсный модуль IM 153-4 PN10 предназначен для подключения станции ЕТ-200М к сети PROFI NET и имеет встроенный двухканальный коммутатор Industrial Ethernet РВ и два гнезда /(/45 для расширения то пологий сети.

 

Сеть распределенного ввода-вывода PROFINET Ю, разработанная на основе сетей Profibus и Ethernet, представляет собой промышленный вариант сети Ethernet 100 Base ТХ. Физический канал — экранированная витая пара 5-й категории.

Для ввода-вывода сигналов от 23 контуров схемы автоматизации двухступенчатого блока ЭЛОУ используются в станции ЕТ-200М, два сигнальных модуля аналогового ввода SM 331 (8 AI, 16 бит, 4...20 мА), два сигнальных модуля аналогового вывода SM 332 (8 АО, 12 бит, 4...20 мА), один сигнальный модуль ввода сигналов от термопреобразователей SM 331 (8 AI ТС), интерфейсный модуль IM153-4 PN10. Кроме того, станция ЕТ-200М комплектуется блоком питания, который устанавливается на первое слева посадочное место. Справа от блока питания устанавливается интерфейсный модуль, а за ним — сигнальные модули. Порядок размещения сигнальных модулей контроллера 57-300 может быть произвольным.

Измерение расхода осуществляется методом измерения перепада давления на сужающем устройстве (диафрагма) с помощью преобразователя расхода 3051SFC.

Выходной сигнал преобразователя в диапазоне 4...20 мА поступает на вход модуля SM 331 станции распределенного ввода-вывода Simatic ЕТ 200М, связанной по локальной сети PROFINET с модульным ПЛК Sima- tic 57-300. При отклонении расхода от заданного значения выходной сигнал ПИД-регуляторов от ПЛК Simatic 57-300 поступает через восьмиканальный модуль аналогового вывода SM 332 на вход позиционера DFC6000 (4...20 мА/HART), регулирующего клапан easy-e компании Emerson (контуры 4, 5, 10-13, 17,19-20).

Для поддержания уровня в электродегидраторах предусмотрены контуры регулирования уровня. Уровень воды в электродегидраторе измеряется гидростатическим методом с помощью преобразователя избыточного давления типа 30515 и мембранного разделителя 1199 компании Emerson. Выходной сигнал преобразователя в диапазоне 4...20 мА поступает на вход модуля SM 331 станции распределенного ввода-вывода Simatic ЕТ 200М. Поддержание уровня осуществляется изменением расхода солевого раствора, поступающего от электродегидраторов в емкости Е-1 и Е-2, с помощью регулирующего клапан easy-e с позиционером DVC6000 (контуры 14 и 15). Поддержание уровня в емкости Е-1 осуществляется изменением солевого раствора, поступающего на очистное сооружение (контур 16).

Контроль температуры нефти после теплообменников Т-1...Т-6 на входе и выходе электродегидраторов ЭД-1...ЭД-3 осуществляется с помощью термопар типа ТХКУ-205 Exia с выходным сигналом 4...20 мА НПП «Элемер» (контуры 6 и 7). Данные термопреобразователи используются в контурах 8 и 9 поддержания температуры теплоносителя от I и II ЦО блока АТ. В качестве исполнительных механизмов также применены пневматические регулирующие клапаны easy-e с позиционером DVC6000. Для поддержания температуры поступающего на очистные сооружения солевого раствора после воздушного холодильника Хв-1 в контуре 18 используется преобразователь частоты, изменяющий скорость вращения электродвигателя вентилятора.

Качество сырой нефти оценивается по содержанию в ней солей и воды, а также путем измерения плотности нефти. Для контроля плотности нефти могут быть использованы поточные плотномеры типа MicroMotion 7835 компании Emerson или поточный плотномер ED900 компании Thermo Scientific (контур 3). Для контроля содержания воды в нефти может использоваться поточный влагомер товарной нефти ВТН-1 или анализатор воды в нефти типа OW 302 компании AGAR Corp. Ltd. с выходным сигналом 4...20 мА (контуры 1 и 21). Контроль содержания солей в пробе нефти (контуры 2 и 22) может определяться солемерами САН-Л, АУМ 101, Herzog 5С960 фирмы Walter Herzog GmbH или солемером 44561 группы компаний РАС, характеристики которых приведены в главе 3.

Распределение сырой нефти по потокам через теплообменники Т-1 и Т-2 осуществляется регулированием расхода с коррекцией по уровню в стабилизационной колонне блока АТ К-1. Регулирование температуры нагрева нефти в теплообменниках Т-1-Т-3 проводится регулирующим контуром, клапан которого установлен на охлаждающем потоке на байпасе теплообменников

Распределение по потокам нагретой до 120 °С нефти после теплообменника Т-3 перед электродегидраторами ЭД-1 и ЭД-2 осуществляется регулятором перепада давления по потокам. В качестве датчиков перепада давления применены датчики 3051 компании Emerson в комплекте с мембранным разделителем. В качестве исполнительных механизмов применены пневматические регулирующие клапаны компании Emerson в комплекте с элек- тропневматическим позиционером серии DVC6000 (4-20 mA/HART).

Регулирование подачи промывной воды из емкости Е-5 осуществляется с помощью контуров регулирования расхода.

Солевой раствор из электродегидратора выводится с регулированием уровня в электродегидраторах ЭД-1 и ЭД-2. Температура солевого потока на выходе из воздушного холодильника регулируется изменением частоты вращения электродвигателя вентилятора.

Большое число контуров регулирования в схемах автоматизации процессов представляют собой каскадные схемы регулирования, в которых вспомогательным параметром, оказывающим наибольшее воздействие на основной выходной параметр (температуру, уровень, концентрацию и др.), является расход жидкости или газа, регулируемый с помощью пневматического регулирующего клапана. Выбор каскадных схем регулирования обусловлен тем, что в основном контуре при использовании

пневматических регулирующих клапанов наблюдается запаздывание ввиду удаленности клапанов от места отбора основного параметра (при применении пневмотрасс) и невысокой скорости перемещения клапана. Вспомогательным параметром, расположенным в непосредственной близости от регулирующего клапана и являющегося возмущением из-за изменения давления или влагосодержания жидкости или газа, является расход. Таким образом, каскадная система содержит два связанных регулятора, один из которых (корректирующий) регулирует основной выходной параметр (например, температуру, уровень и т. п.) и выдает корректирующее воздействие на другой регулятор (стабилизирующий), который поддерживает значение расхода жидкости или газа на заданном значении при возникновении возмущений (например, при изменении давления и других неконтролируемых параметров).

В качестве приборов, регуляторов, и систем распределенного ввода-вывода могут быть использованы и другие приборы и системы, обзор которых приведен в работе [30]. Там же приведены сведения о большинстве зарубежных и отечественных ПЛК и распределенных системах управления.

 

8.2. Автоматизация процессов перегонки нефти на установках АТ и АВТ

От работы установок первичной перегонки нефти зависят качество и выходы компонентов различных видов топлива, а также качество сырья для вторичных процессов облагораживания нефтяных фракций и сырья для нефтехимических производств.

Разделение нефти на фракции, выкипающие в различных температурных пределах, проводят с применением процессов нагрева, ректификации, конденсации и охлаждения. Фракции, выкипающие до температуры 400...420 °С, выделяют при атмосферном или несколько повышенном давлении, а остатков — под вакуумом. Установки АТ и АВТ могут быть организованы по схеме однократного или двукратного испарения.

Разнообразие перерабатываемых видов нефти, широкий ассортимент и качество получаемых продуктов определяет разнообразие технологических схем. Широко распространены установки с предварительной отбен- зинивающей колонной и основной ректификационной атмосферной колонной, работоспособные в широком диапазоне изменений содержания в нефти бензиновых фракций и растворенных газов.

Для удаления легких компонентов из дистиллятных фракций при прохождении через отбензинивающие или отпарные колонны используется перегретый водяной пар. На некоторых установках для этого используются кипятильники.

В ректификационных секциях установок АТ и АВТ широко применяют промежуточное циркуляционное орошение (ЦО). В вакуумных колоннах для создания вакуума применяют барометрический конденсатор и двух- или трехступенчатые эжекторы. Двуступенчатые эжекторные системы обеспечивают вакуум 6,7...13,3 кПа, а трехступенчатые — в пределах 6,7 кПа и ниже.

На установках первичной переработки нефти достигнута высокая степень автоматизации. На заводских установках используются автоматические поточные анализаторы, определяющие содержание воды и солей в сырой нефти, температуру вспышки авиационного керосина, дизельного топлива, масляных дистиллятов, температуру выкипания, соответствующую 90 или 95%-ной точке отбора светлых нефтепродуктов, вязкость масляных фракций и т. д. Подача водяного пара в куб отпарной колонны автоматически корректируется по температуре вспышки дизельного топлива. Для автоматического непрерывного определения и регистрации состава газовых потоков применяют хроматографы.

Показателем эффективности процесса является фракционный состав целевых продуктов — стабильного бензина, керосиновых и дизельных фракций. Цель управления — поддержание заданного состава целевых продуктов при стабилизации параметров процесса: расхода, температуры, уровня, давления. Критерий управления — min CKO параметров процесса при максимальном отборе целевых продуктов.

Схема автоматизации процесса перегонки нефти на установке АТ приведена на рис. 8.4.

Обессоленная и обезвоженная нефть из верхней части электродегидраторов ЭД-1 и ЭД-2 проходит тремя параллельными потоками через теплообменники, нагреваясь за счет тепла отходящих потоков блока атмосферной перегонки, тепла основных отходящих потоков вакуумного блока и тепла циркуляционных орошений обеих секций:

• первый поток последовательно проходит теплообменники Т-4...Т-7, где нагревается соответственно теплом верхнего циркуляционного орошения (ВЦО) отбензинивающей колонны К-1, тяжелого вакуумного газойля, дизельной фракции и легкого вакуумного газойля;

• второй поток последовательно проходит теплообменники Т-8...Т-10, где нагревается соответственно теплом первого циркуляционного орошения (I ЦО) колонны К-2, легкого вакуумного газойля и второго циркуляционного орошения (II ЦО) колонны К-2;

• третий поток последовательно проходит теплообменники Т-11...Т-14, где нагревается соответственно теплом I ЦО колонны К-2, дизельной фракции, гудрона и II ЦО колонны К-2.

Расход обессоленной нефти по потокам теплообменников регулируется изменением потока обессоленной нефти (контуры 1, 2 и 3) с клапанами, установленными на трубопроводах подачи нефти в теплообменники

с коррекцией по давлению (контур 4) в трубопроводе обессоленной нефти после электродегидраторов. Контроль температуры потоков на выходе из теплообменников осуществляется с помощью соответствующих контуров 5...15.

Затем три потока нефти объединяются и поступают в теплообменник Т-15, где они нагреваются теплом тяжелого вакуумного газойля. Регулирование температуры обессоленной нефти на выходе из теплообменника Т-15 осуществляется изменением скорости потока через теплообменник (контуры 16 и 17).

Для защиты от коррозии перед теплообменниками нагрева обессоленной нефти предусмотрена подача в каждый поток 1-2% водного раствора щелочи. Для хорошего распределения раствора щелочи в потоках рекомендуется использовать статические смесители.

После теплообменников нагретая нефть с температурой 245-255 °С поступает в нижнюю часть отбензини- вающей колонны К-1.

С верха отбензинивающей колонны К-1 отбираются пары бензина с растворенными газом и водяным паром, которые конденсируются и охлаждаются в теплообменнике нагрева сырой нефти Т-1, а затем поступают в емкость Е-1. Из емкости Е-1 бензиновая фракция направляется в емкость суммарного бензина Е-3, а отделившаяся кислая вода выводится на прием насосов Н-13 для откачки с установки.

Регулирование температуры верхнего продукта после теплообменника Т-1 осуществляется изменением потока через теплообменник клапаном, установленным на байпасе теплообменника по верхнему продукту отбензинивающей колонны К-1 (см. контур 3 на рис. 8.3). Расход бензиновой фракции из емкости Е-1 регулируется изменением расхода жидкой фазы в емкость суммарного бензина Е-3 с коррекцией по уровню в емкости Е-1 (контуры 18 и 19). Уровень кислой воды в зоне отстойника поддерживается изменением расхода кислой воды (контур 20). Предусматривается постоянный контроль pH кислой воды (контур 21). Регулирование давления в емкости орошения Е-1 осуществляется сбросом газовой фазы из емкости орошения Е-1 в топливную сеть к горелкам печей (контур 22).

Избыточное тепло в колонне К-1 снимается верхним циркуляционным орошением, которое забирается из колонны К-1 насосами Н-3. Верхнее циркуляционное орошение отдает свое тепло на нагрев обессоленной нефти в теплообменнике Т-4, на нагрев сырой нефти в теплообменнике Т-3, доохлаждается в воздушном холодильнике Хв-2 и возвращается в колонну К-1 на верхнюю тарелку.

Температура на верхней тарелке регулируется каскадной схемой с коррекцией к регулятору расхода верхнего ЦО отбензинивающей колонны К-1 с помощью клапана, установленного на линии ВЦО из Т-3 блока АТ (контуры 23 и 24).

Регулирование температуры на выходе из холодильника Хв-2 происходит путем изменения частоты вращения электродвигателя вентиляторов воздушного холодильника с помощью преобразователя частоты (контур 25).

Отбензиненная нефть из куба отбензинивающей колонны К-1 забирается насосами Н-2, нагревается в теплообменниках Т-16 и Т-17 теплом тяжелого вакуумного газойля и гудрона и подается в печь нагрева отбензиненной нефти П-1.

Уровень в отбензинивающей колонне К-1 регулируется каскадной схемой с коррекцией к регулятору расхода подачи нефти блока ЭЛОУ с помощью клапанов, установленных на линиях подачи сырой нефти к теплообменникам Т-1 и Т-2 (см. контуры 1 и 2 на рис. 8.3 и контур 26 на рис. 8.4).

Нагретая в печи до 370-375 °С 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 конденсируются 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 потока 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 Н-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 °С и дизельная фракция 180-360 °С. Керосиновая фракция температурой 140-220 °С 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).

poisk-ru.ru

Автоматизация дистилляции - Справочник химика 21

    Глава по технологии первичной перегонки (дистилляции) нефти посвящена общим принципам простой перегонки и ректификации, Б ней дано описание схем установок атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки нефти, а также режимов работы основных аппаратов этих установок. Здесь же даются сведения о материальном балансе переработки нефти на АВТ, характеристиках качества получаемых дистиллятов, четкости их разделения и о путях дальнейшего использования. В этой главе рассмотрены также технологические расчеты основных аппаратов АВТ (ректификационных колонн, трубчатых печей и теплообменных аппаратов), вопросы контроля и автоматизации работы этого оборудования. [c.19]

    Наиболее распространенным методом очистки сульфатного скипидара-сырца от сернистых соединений является вакуумная ректификация. На предприятиях используют ректификационные установки периодического и непрерывного действия. Технология очистки скипидара-сырца на ректификационных установках периодического действия включает следующие основные стадии дистилляцию скипидара-сырца под атмосферным давлением с отбором легкого погона, обогащенного сернистыми соединения-ми (около 15 %) вакуумную ректификацию под остаточным давлением 25—30 кПа и температуре ПО—130 °С с отбором сначала головной фракции, обогащенной сернистыми соединениями (5—10%), используемой для повторной ректификации и получения одоранта сульфана, и основной товарной фракции скипидара (около 60%)- Хвостовая фракция (кубовый остаток в количестве 18—20%) и головная собираются в сборник промежуточных фракций для повторной ректификации. При переработке этих фракций получают дополнительно 15—20 % очищенного скипидара. Общий выход очищенного скипидара составляет 78—80 % количества переработанного скипидара-сырца. Кубовые остатки используются для получения флотационного масла. Недостатками периодического способа очистки скипидара являются большой расход греющего пара, малая производительность установки, переменный состав и температурный режим, затрудняющие автоматизацию технологического процесса. [c.164]

    При рассмотрении истории создания отечественных промышленных установок производства ВАФ с применением СФК - Кт установлено, что потенциальные преимущества этой технологии используются далеко не полностью из-за невысокой эффективности подготовки Кт и сырья, несоблюдения оптимальных параметров процесса алкилирования, несовершенства оборудования для дистилляции (ректификации) алкилата, недостаточного уровня автоматизации управления работы установки и т.п. В то же время на установках Новогорьковского и Новокуйбышевского НПЗ указанные недостатки сведены к минимуму. [c.23]

    Чтобы точно отрегулировать подачу необходимого количества известкового молока в аппараты дистилляции и сократить до минимума потери окиси кальция, концентрация известкового молока должна быть постоянной. Это достигается при автоматизации процесса приготовления известкового молока. [c.118]

    Регулирование процесса абсорбции в настоящее время производится на основе частичной автоматизации и дистанционного управления и путем контроля за работой отдельных аппаратов. Автоматизация отделения абсорбции тесно увязана с управлением и регулированием процесса дистилляции. Ведущим параметром системы автоматизации обоих отделений является поток фильтровой жидкости в дистилляционную колонну, который одновременно определяет нагрузку аппаратов абсорбции по количеству поглощаемого аммиака. Остальные потоки, включая подачу очищенного рассола на абсорбцию и количество воды, поступающей на охлаждение аппара- [c.77]

    Большая дистилляция. Автоматизация большой дистилляции должна обеспечить практически полную отгонку Шз и СОг из фильтровой жидкости при минимально возможных затратах тепла (пара) и известкового молока. Это обеспечивается установкой регуляторов расхода фильтровой жидкости, пара и известкового молока. Кроме того, имеются вспомогательные регуляторы регулятор давления пара в общем паровом коллекторе и регулятор уровня фильтровой жидкости в напорном резервуаре. Для обеспечения минимальных затрат пара и известкового молока принимаются следующие меры. [c.226]

    Книга представляет собой монографию, содержащую новейшие материалы по методам, аппаратуре и технике проведения цроцессов дистилляции и ректификации. Приведены методы расчета лабораторной ректификационной аппаратуры, способы определения ее эффективности, а также сведения по автоматизации процессов ректификации. Монография снабжена большим количеством рисунков и чертежей различных аппаратов для перегонки, часть из которых стандартизована. [c.4]

    Ведущим потоком станции дистилляции является -поток фильтровой жидкости, в соответствии с которым регуляторы уровня а устанавливают нагрузку станции дистилляции. Регуляторы б поддерживают требуемое соотношение потоков известкового молока и пара. Благодаря автоматизации процесса гашения извести и станции карбонизации состав известкового молока и фильтровой жидкости изменяется в узких пределах. [c.474]

    Разрабатываются и будут внедряться в ближайшие годы новые, более мощные и экономичные аппараты для отделений дистилляции, абсорбции, карбонизации новые типы известковых и содовых печей автоматически действующие центрифуги и т. д. создаются цехи по использованию отходов содового производства. Намечено перейти от автоматизации отдельных технологических процессов к комплексной автоматизации—созданию полностью автоматизированного производства кальцинированной соды. [c.14]

    Автоматизация загрузки реакторов древесным углем. Автоматизация работы сорбционных установок, дистилляции, складов сероуглерода, утилизационных установок. [c.252]

    В книге рассматриваются конструкции и принципы действия оборудования, применяемого в производствах основного органического синтеза (мономеров, спиртов, кислот и др.) и синтетических каучуков. Даются методы расчета аппаратуры, в Частности реакционных устройств и таких важных процессов, как разделение многокомпонентных систем, азеотронная и экстрактивная дистилляция, адсорбция, экстракция, хемосорбция. Приводятся примеры расчетов, даются необходимые сведения по составлению материальных и тепловых балансов, а также автоматизации производств. [c.757]

    Специальной проблемой, имеющей большое промышленное значение, является контроль и автоматическая регулировка процессов, использующих газообразные углеводороды. В настоящее время имеется много сообщений об эффективном использовании для этих целей хроматографов, обеспечивающих контроль и автоматизацию многих производственных процессов в нефтяной промышленности [16,85, 121, 94,280—282,481, 497, 538—540, 555, 556, 597—599, 602—636]. Анализ работы заводских установок, в частности для регулировки дистилляции сжиженных газообразных углеводородов [610, 615, 637], для определения газов процессов алкилирования (611, 623], производства этилена [544, 617], окиси этилена [634], полимеризации олефинов, производства искусственных удобрений [610], приводит, без всякого сомнения, к следующему выводу устойчивость и экономичность не только быстро меняющихся процессов небольшой мощности, но также и крупнотоннажных производств могут быть значительно улучшены, порой с совершенно неожиданной высокой степенью эффективности. Следует отметить, что стоимость внедрения промышленных хроматографов во многие процессы окупается в несколько недель или месяцев. [c.277]

    Все остальные материальные и энергетические потоки по количеству и качеству подчинены потоку смолы, поступающему на дистилляцию. Непрерывность технологического процесса и взаимозависимость работы аппаратов обусловливают возможность автоматизации технологического процесса. [c.107]

    Автоматизация станции дистилляции (рис. 185). Фильтровая жидкость через резервуар 8 направляется в напорный бак 1 и далее самотеком последовательно проходит конденсатор 2, теплообменник 3, смеситель 5, дистиллер 4 и испаритель 6. [c.473]

    Автоматизация процесса приготовления известковой суспензии по косвенным параметрам (например, по плотности) не получила распространения в содовой промышленности. Подачу жидкости на гашение регулируют вручную по данным аналитического контроля концентрации СаО (акт.) в известковой суспензии, который осуществляют не реже 1 раза в 30 мин. При этом для суспензии, подаваемой на дистилляцию, норма составляет 190—220 н.д., на химводоочистку — 100—110 н.д., на очистку рассола — до ПО н. д. На некоторых заводах, где для приготовления известковой суспензии для рассолоочистки используют сырой рассол, концентрация ионов С1 в суспензии достигает 100—105 н. д. В табл. 1.12 приведены составы известковой суспензии, направляемой на дистилляцию, и отходов гашения. [c.83]

    В целом схему автоматизации получения известкового молока можно представить следующим образом. Изменение количества расходуемого известкового молока в отделении дистилляции отражается на его уровне в сборнике-мешалке, что воздействует на регулирующие приборы, управляющие подачей извести и воды в гаситель. При этом изменяется производительность гасителя. По разности температуры воды на выходе из конденсатора и на входе в него автоматически корректируют количество поступающей воды и стабилизируют состав известкового молока. Количество слабого известкового молока и его состав стабилизируют, используя в качестве ведущего показателя его плотность. [c.94]

    В качестве примера приведем определение жирных кислот в пищевых продуктах посредством метилирования с последующим газохроматографическим разделением Обычно определяют весь ряд эфиров кислот, от до g - Процесс разделения до их полного разрешения может занимать до 5 ч Проведение анализа в автоматическом режиме в нерабочее время в пять раз увеличивает производительность прибора. Примером подхода другого типа является исследование лекарственных препаратов типа настоек и эссенций на содержание в них спирта, подлежащего обложению пошлиной. Первоначальный метод и фактически узаконенный аналитический метод (Торп и Холмс [15]) включают трудоемкие и длительные стадии дистилляции и очистки. Харрис [16] описал газохроматографический метод с использованием колонки с набивкой из шариков пористого полимзра (порапак Q ). Лля определения содержания этано-la идеально подходит пламенно-ионизационный детектор, так как он слабо реагирует на воду. К пробе добавляют пропанол-1, служащий внутренним стандартом, и вводят ее в колонку. Строят градуировочный график объемная концентрация этилового спирта - отношение площадь пика этанола/плошадь пика пропанола-Ь С помощью этого рафика затем определяют концентрацию спирта в неизвестной пробе. Производительность метода приблизительно 20 анализов в день. Автоматизация этого процесса позволяет освободить опера юра для решения более важных задач. [c.252]

    Автоматизация отделения дистилляции [c.345]

    На содовых заводах регулирование потоков в отделении дистилляции частично автоматизировано. В основу автоматизации положено следующее. [c.345]

    Структура схемы автоматизации по методу фирмы Мицуи Тоацу и Тойо Инжиниринг Корпорейшн (см. рнс. II-6I) определяется технологической схемой трехступенчатой дистилляции плава карбамида и трехступенчатой абсорбции для утилизации аммиака, а также наличием отделения кристаллизации, плавления и дальнейшей грануляции. Схема нключает автоматическое регулирование (стабилизацию) следующих параметров производства  [c.286]

    На рис. 149. (стр. 34S) приведена схема автоматизации элемента дистилляции с дистанционным управлением потоками и регистрацией отдельных показателей. По такой примерно схеме работают некоторые содовые заводы. [c.345]

    При автоматизации процесса получения известкового молока должны быть решены две задачи 1) соответствие нагрузки отделения гашения потребности в известковом молоке отделения дистилляции, 2) получение постоянной концентрации гидроокиси кальция в известковом молоке. [c.96]

    Повышения степени использования оборудования, или, иначе говоря, повышения его производительности можно достичь допускаемым увеличением нагрузки благодаря, например, улучшению качества сырья и вспомогательных продуктов, введению автоматического контроля и регулирования, внедрению технических усовершенствований, росту квалификации кадров и т. д. Производительность карбонизационных колонн, например, увеличивается зимой, когда низкая температура охлаждающей воды позволяет интенсифицировать в колоннах работу холодильников. Внедрение автоматизации контроля и управления повышает производительность колонн на 2—5%, пропускная способность аппаратуры станции дистилляции в результате автоматизации увеличивается на 5—9%, и т. д. [c.273]

    При автоматизации контроля и регулирования особенно важен такой элемент автоматики, как автоблокировка основных узлов технологического потока. В современном агрегате остановка, например, таких аппаратов, как колонна дистилляции первой ступени или конденсатор аммиака, без немедленного изменения или прекращения подачи и выдачи соответствующих материальных потоков невозможна, поскольку это привело бы к резким нарушениям режима в каждом аппарате в отдельности и всей системы в целом. [c.156]

    Автоматизация контроля и управления в цехе отсутствует. Перевод дистилляции на непрерывный способ, не был завершен (отделение хлорбензола от полихлоридов ведется в аппаратах периодического действия). [c.103]

    С введением автоматизации происходит также снижение расходных норм сырья и всех видов энергии. При ручном управлении процессом расходные нормы на сырье и энергию представляют собой среднюю величину между результатами работы лучших и худших аппаратчиков, в то время как при автоматическом управлении непрерывно поддерживается оптимальный режим. Так, при ручном управлении 1-й дистилляцией реакционной массы в цехе № 2 количество хлорбензола в обратном бензоле колеблется от 0,5 до 9%. Повышенное содержание хлорбензола в обратном бензоле вызывает не только ухудшение состава реакционной массы, но и повышенные потери сырья и пара при возвращении готового продукта в производственный цикл. В цехе № 1 при автоматическом управлении процессом дистилляции содержание хлорбензола в бензоле колеблется в пределах 0,1—0,6%, т. е. постоянно находится на уровне результатов работы лучших аппаратчиков цеха № 2. [c.108]

    Уровень автоматизации технологических процессов достигает 75—76 %, в том числе основных процессов 90—95 % (кальцинация, дистилляция) уровень механизации труда в основных цехах составляет 71—72 %. [c.18]

    В период пуска и освоения содового производства введен ряд дополнительных усовершенствований — внедрение автоматического дозирования кокса при составлении шихты для известковых печей, замена коксовой насадки теплообменников дистилляции и промывателей на деревянную и кольца Рашига с целью снижения сопротивления аппаратов, улучшение газоотделения в конденсаторах дистилляции автоматизация подачи углекислого газа в карбонизационные колонны реконструкция топок содовых печей с увеличением их производительности. Были также введены в действие силос для хранения соды и машины для зашивки мешков с затарепным продуктом. [c.91]

    В содовом производствое разработана и внедрена схема автоматизации отделения абсорбции. По этой схеме работа отделения абсорбции полностью увязана (по производительности) с работой смежных отделений с отделением рассолоочистки—по потреблению очищенного рассола с отделением карбонизации—по расходу аммонизированного рассола с отделением дистилляции—по количеству поступающего на абсорбцию газа. [c.197]

    Развитие препаративной газовой хроматографии происходило параллельно и на основе развития аналитической газовой хроматографии, когда, с одной стороны, возникла настоятельная необходимость в получении множества индивидуальных соединений достаточно высокой степени чистоты, а с другой стороны, выяснились ограниченные возможности таких распространенных методов, как дистилляция, экстракция, кристаллизация и т. д. Первоначально препаративное направление развилось именно как дополнение к этим общепризнанным методам. Очень быстро выяснились и достоинства, и ограничения метода препаративной газовой хроматографии. К числу достоинств относятся универсальность, обеспечение высокой селективности и эффективности разделения, возможности выделения одного или нескольких компонентов из сложных смесей с достижением за один цикл высоких степеней обогащения, простота процесса и возможность его полной автоматизации. К числу недостатков относятся сравнительно низкая удельная производительность и трудности улавливания веществ из газового потока. Препаративная хроматография применяется в настоящее время главным образом как лабораторный метод разделения веществ, и поэтому ее преимущества бесспорны, а недостатки не столь существенно важны. Следует ожидать, что препаративный хроматограф станет такой же неотъемлемой принадлежностью химических лабораторий, как аналитический газовый хроматограф в настоящее время и ректификационная колонка в прошлом. [c.5]

    Регулирование процесса дистилляции в значительной мере автоматизировано. В основу применяемой схемы автоматизации положены постоянство нагрузки отделения по количеству перерабатываемой фильтровой жидкости и соответствие потоков известкового молока и пара при соблюдении установленных норм технологического режима. Подача фильтровой жидкости в элемент дистилляции регулируется дистанционно, автоматическим включением сервомотора, открывающего или закрывающего заслонку на трубе, по которой подается жидкость через расходомер. Нагрузка элемента по количеству фильтровой жидкости фиксируется другим расходомером. Регулирование подачи известкового молока производится также дистанционно на основе результатов кнализа жидкости, выходящей из дистиллера, на содержание СаО. Количество подаваемого пара регулируется автоматически по температуре газа, выходящего из конденсатора дистилляции. Расход пара регистрируется соответствующим прибором. Автоматически поддерживается также давление поступающего в дистиллер пара путем регулирования его подачи из турбин в коллектор смешанного пара. На щите управления отделением дистилляции фиксируются температуры газа и жидкости, дав-лёние и другие показатели режима работы аппаратов, а также имеется сигнализация о работе насосов и мешалки смесителя. [c.122]

    На рис. 58 приведена схема автоматизации отделения приготовления известкового молока. Изменение потребления известкового молока в первую очередь скажется на изменении уровня в сборнике 7. Если в отделении дистилляции увеличится потребление известкового молока, то запас его в сборнике 7 уменьшится и уровень суспензии в нем понизится. Специальный датчик 7а измеряет уровень известкового молока в сборнике 7, а результаты измерения фиксирзтотся вторичным прибором 76. Вторич- [c.121]

    В результате внедрения автоматизации в отделениях дистилляции значительно облегчился труд аппаратчиков и повысилась лроизводительность аппаратуры, одновремэнно улучшились ка-чественныг показатели процесса. [c.347]

    Как видно из приведенного обширного обзора методов дистилляции, промышленность пока еиш не выпускает надежные дистилляцион-ные системы с хорошей воспроизводимостью. Большая часть работ по последовательному аначизу выполнялась с непрерывными системами и в этом разделе отмечается, что улучшения аналитических результатов можно добиться только путем усовершенствования конструкции дистилляционного устройства и учета химии системы. В поточной системе имеется много взаимосвязанных переменных, и для повышения воспроизводимости более целесообразно использовать дискретные системы. На этой стадии исследователь или просто аналитик должен затратить много усилий для получения работаюшей системы. Здесь нельзя ограничиваться приведенным обсуждением, поскольку очевидно, что только в случае полной информации о химии системы можно браться за автоматизацию аналитического метода. [c.340]

    В отличие от других непрерывных процессов, таких, как каталитическое производство водорода, дистилляция, крекинг нефти, процесс кристаллизации не поддается полной автоматизации. Нет прибора, который мог бы надежно контролировать уровень в аппарате и скорость движения растворов, являющихся насыщенными или пересыщенными или же содержащих твердые частицы. Следовательно, все кристаллизаторы необходимо периодически осматривать, чтобы заранее предупредигь возможные нарушения процесса, например появление мелкой соли, забивку и др. [c.207]

chem21.info

Автоматизированная система управления процессом атмосферной перегонки нефти

Разработка функциональной и структурной схемы автоматизированной системы управления процессом атмосферной перегонки нефти. Разработка соединений и подключений. Программно-математическое обеспечение системы. Расчет экономического эффекта от внедрения АСУ. Краткое сожержание материала:

Размещено на

Федеральное агентство по образованию РФ

Омский государственный технический университет

Кафедра Автоматизация и робототехника

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

на тему: Автоматизированная система управления процессом атмосферной перегонки нефти

Студента Хреновой Юлии Анатольевны

группы А-512

Шифр проекта ДП-2068998-А1-25-00.00.000.ПЗ

Специальность 220301

Автоматизация технологических процессов и производств

Омск 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Анализ вопроса и постановка задачи

1.1 Состав установки и описание основных технологических узлов

1.2 Примеры автоматизации в нефтегазовой промышленности

1.2.1 АСУ ТП УПВСН Акташского товарного парка

1.2.2 САУ газовоздушного тракта парового котла

1.3 Выводы по результатам обзора и составление технического задания

2. Разработка функциональной схемы АСУ ТП

2.1 Описание объекта автоматизации

2.2 Автоматизируемые функции

2.2.1 Функции регулирования

2.2.2 Противоаварийная защита блока

2.2.3 Индикация технологического процесса

2.3 Выбор измерительных средств и исполнительных механизмов

3. Разработка структурной схемы АСУ ТП

3.1 Основные особенности

3.2 Нижний уровень системы управления

3.3 Верхний уровень

4. Разработка схемы электрической принципиальной

5. Разработка схемы соединений и подключений

6. Расчетная часть

6.1 Исследование и настройка контура регулирования

6.1.1 Функциональная схема контура регулирования

6.1.2 Описание элементов передаточными функциями

6.1.3 Структурная схема контура регулирования

6.1.4 Исследование контура регулирования

6.1.5 Выводы по результатам исследования

7. Программно-математическое обеспечение

7.1 Разработка алгоритмов управления

7.2 Программное обеспечение STEP7Lite

7.3 Графический интерфейс оператора

7.3.1 Обзор существующих SCADA- систем

7.3.2 Анализ и выбор среды разработки интерфейса оператора

7.3.3 Описание графического интерфейса оператора

8. Расчет экономического эффекта от внедрения АСУ процессом атмосферной перегонки нефти

8.1 Затраты на проектирование конструкторской документации

8.1.1 Расчет численности разработчиков

8.1.2 Расчет заработной платы разработчиков

8.2 Затраты на комплекс технических средств АСУ

8.3 Затраты на монтаж КТС и пусконаладочные работы

8.4 Затраты на программное обеспечение АСУ

8.5 Затраты на обучение персонала

8.6 Затраты на обслуживание АСУ

8.7 Расчет результатов внедрения АСУ

8.8 Расчет экономического эффекта

9. Безопасность жизнедеятельности

9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте оператора АСУ атмосферной перегонки нефти

9.1.1 Неблагоприятные параметры микроклимата

9.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны

9.1.3 Повышенный уровень электромагнитного излучения

9.1.4 Опасность поражения электрическим током

9.2 Меры по снижению и устранению опасных и вредных факторов

9.3 Расчет напряженности трудового процесса

9.3.1 Нагрузки интеллектуального характера

9.3.2 Сенсорные нагрузки

9.3.3 Эмоциональные нагрузки

9.3.4 Монотонность нагрузок

9.3.5 Режим работы

9.4 Определение категории помещения по пожаровзрывобезопасности

Заключение

Библиографический список

Приложения

автоматизированная система управление нефть перегонка

АННОТАЦИЯ

В дипломном проекте разрабатывается автоматизированная система управления технологическим процессом атмосферной перегонки нефти.

В настоящее время системы подобного уровня широко распространены в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Данная АСУ ТП осуществляет контроль, визуализацию, управление технологическим процессом и выполняет функции противоаварийной защиты. В системе управления используются аппаратные и программные средства Simatic, предлагаемые фирмой Siemens.

Дипломный проект содержит пояснительную записку и графическую часть.

Графическая часть проекта состоит из девяти листов: функциональная схема автоматизации объекта управления (1 лист формата А1), структурная схема (1 лист формата А1), схема электрическая принципиальная (1 лист формата А1), схема соединений и подключений (2 листа формата А1), схема алгоритмов управления (1 лист формата А1), настройка системы регулирования (1 лист формата А1), программно-математическое обеспечение (1 лист формата А1), графический интерфейс оператора (1 лист формата А1).

ANNOTATION

The diploma project, a computerized system for management techniques atmospheric distillation of petroleum. Currently, the level of such widespread in the petrochemical and refining industry. The PCS monitors, imaging, management techniques and act as anti-crash protection. The control system uses hardware and software Simatic proposed by Siemens. Diploma project contains an explanatory note and graphic part. Graphics part of the project consists of nine sheets: functional design automation facility management (1 sheet format A1), Outline (1 page A1 format), electric scheme in principle (1 sheet format A1), connections and connections (2 leaf format A1), the design of algorithms (1 sheet format A1) Configuration management systems (1 page A1 format), software (1 sheet format A1), a graphical operator (1 sheet format A1). The explanatory note is 129 pages, 33 figures, 14 tables, 24 bibliography, 4 enclosures;

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация различных видов производства является важным направлением научно-технического развития общества. Автоматизация ведет к повышению производительности труда, устранению человека из производственного процесса, к повышению качества процесса и к более полному удовлетворению потребностей общества.

Актуальность темы дипломного проекта объясняется требованиями по обеспечению безопасности протекания технологических процессов во взрывопожароопасных объектах, к которым относится процесс атмосферной перегонки нефти. Задача обеспечения безопасности может быть решена только с помощью автоматизированной системы контроля, управления и защиты технологического производства с использованием высоконадежных современных средств автоматизации.

АСУ процессом атмосферной перегонки нефти позволит увеличить объемы первичной перегонки нефти, обеспечить совершенствование технологии нефтепереработки, внедрение новых технологических процессов, эффективных катализаторов, прогрессивного оборудования. Внедрение автоматизации позволит сократить брак и отходы производства, уменьшить затраты на сырье и энергию, уменьшить численность основных рабочих, обеспечить глубокую переработку нефти.

Целью данного дипломного проекта является разработка автоматизированной системы управления процессом атмосферной перегонки нефти. Основой разрабатываемой системы управления является набор аппаратных и программных средств управления Simatic фирмы Siemens. Компоненты Simatic отвечают самым высоким современным требованиям к производительности, надежности, безопасности и удобству управления.

1. АНАЛИЗ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Состав установки и описание основных технологических узлов

Установка предназначена для фракционирования нефти, с целью получения светлых нефтепродуктов. Состав установки:

§ колонна отбензиневания

§ емкость орошения

§ 4 воздушных конденсатора холодильника

§ теплообменник

§ 5 насосов

Рассмотрим технологический процесс атмосферной перегонки нефти:

Потоки нефти нагретой обессоленной и обезвоженной нефти поступаю в ректификационную колонну. Здесь происходит процесс ректификации - это тепло - и - массообменный процесс разделения жидкостей, различающихся по температуре кипения, за счет противоточного, многократного контактирования паров и жидкости. В колонне через каждую тарелку противотоком проходят 2 потока:

1. жидкость - флегма, стекающая с вышележащей на нижележащую тарелку;

2. пары, поступающие с нижележащей на вышележащую тарелку;

Пары и жидкость, поступающие на тарелку, не находятся в состоянии равновесия, однако, вступая в равновесие стремятся к этому. Жидкий поток с вышележащей тарелки поступает в зону более высокой температуры, и...

www.tnu.in.ua