Автоматизація процесу селективного очищення масел

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

  1. Літературний огляд

  1. Автоматизація процесів селективного очищення за кордоном

  1. Депарафінізації селективними розчинниками

Фірма «Ікотрон»

Автоматизована система управління процесом депарафінізації селективними розчинниками призначена для максимізації виходу депарафинированного масляних фракцій і зниження питомої витрати енергоресурсів. Засоби управління з обмежень на основі математичної моделі процесу дозволяють довести до максимуму подачу сировини, оптимізувати витрати розчинника і зменшити енерговитрати. Схема керування представлена ​​на малюнку 1 [1].

Система регулювання температури і відносини розчинник / сировина встановлює подачу розведеного розчинника і його температуру в кристалізаторі. Засоби управління на основі моделі процесу визначають оптимальну температуру і ставлення розчинник / сировина виходячи з властивостей сировини.

Система регулювання в'язкості сировини оптимізує подачу розбавляють розчинником для забезпечення заданої в'язкості суміші. Засоби охолодження керують профілем температури в кристалізаторі з метою підвищення швидкості фільтрації та покращення умов процесу кристалізації.

Система управління подачею сировини і перемиканням апаратів передбачає вибір умов, які забезпечують максимальну подачу сировини в межах, обмежених процесами фільтрації, охолодження і поділу продуктів. Засоби управління перемикання сировини засновані на використанні пакету програм динамічного регулювання по ключовому компоненту сировини і відповідним технологічним параметрам.

Система регулювання процесу фільтрації управляє промиванням і подачею розбавляють розчинником в оптимальній кількості виходячи з властивостей сировини, що переробляється і технологічних умов. Навантаження фільтра оптимізують зміною швидкості фільтрації або подачею рецикла. На установках депарафінізації, оснащених фільтрами малої продуктивності, проводять оптимізацію процесу гарячої фільтрації.

I - холодоагент, II - розчинник на промивання, III - парафін на зберігання, IV - депарафинированного масло на зберігання; 1 - секція охолодження, 2 - секція кріогенного охолодження, 3 - секція фільтрації, 4 - секція відділення парафіну, 5 - осушення розчинника, 6 - управління подачею сировини / максимилизация, 7 - обмеження, 8 - регулювання рівномірності подачі сировини та рівня фільтрату в приймачі, 9 - регулювання подачі розчинника, 10 - регулювання температури і подачі розчинника, 11 - регулювання в'язкості сировини, що подається на фільтр, 12 - регулювання швидкості охолодження, 13 - регулювання режиму промивки фільтра, 14 - оптимізація вузла очищення парафіну, 15 - регулювання навантаження

Малюнок 1 - Схема управління установкою депарафінізації селективними розчинниками «Ікотрон» [1]

Система управління секцією поділу продуктів знижує питома витрата енергії шляхом оптимізації умов розділення депарафинированного масляної фракції і парафінової коржі, змінюючи тиск, подачу рецикла і пари на відпарювання. Оптимізація печі проводиться методом попереджувального регулювання та регулювання з обмеженням.

Регулювання системи охолодження дозволяє знизити питома витрата енергії та збільшити продуктивність установки. Продуктивність системи охолодження може бути максимізації з урахуванням обмежень процесу. Для захисту компресора при низьких навантаженнях системи охолодження використовують кошти протилежної регулювання.

Економічні показники. Коли вдається збільшити подачу сировини на 10%, вихід депарафінізірованного масла зростає зазвичай на 1-2%. Середній термін окупності - від 4 місяців до 2 років.

  1. Депарафінізації селективними розчинниками

Фірма «КОМБАСТШН ЕНДЖІНІРІНГ СІМКОН»

Система SSDES / OT (Simkon Solvent Dewaxing Expert System and Optimization Technology), що реалізує експертну систему і технологію оптимізації, забезпечує максимальне вилучення відповідного ТУ обеспарафіненного продукту при мінімальному витраті енергії. Вона застосовується для підвищення продуктивності по сировині та оптимізації використання розчинника. Схема управління установкою представлена ​​на малюнку 2 [1].

Система максимізації подачі сировини діє в межах, що допускаються обмеженнями. Засоби локальної оптимізації максимізують охолодження і продуктивність фільтрів в реальному масштабі часу.

Система перемикання сировини знижує час, необхідний для досягнення нових робочих умов при перемиканні потоків сировини, щоб зменшити кількість некондиційного продукту і підвищити тривалість робочого циклу.

Система регулювання температури застигання депарафінізірованного продукту забезпечує задану якість його за цим параметром при максимально допустимій температурі фільтрації, доводячи до мінімуму витрату хладагента.

I - сировина (рафінат), II - холодоагент, III - депарафинированного масло,

IV - парафіновий гач; 1 - секція відділення депарафинированного масла, 2 - теплообмінники труба-в-трубі, 3 - холодильники труба-в-трубі, 4 - фільтри для відділення парафіну, 5 - секція виділення парафінового гачу, 6 - повторне фільтрування, 7 - максимізація подачі сировини, 8 - регулювання перемикання подачі сировини, 9 - регулювання температури втрати текучості, 10 - лінійне вимірювання завдання, 11 - регулювання розведення, 12 - регулювання в системі охолодження, 13 - регулювання коефіцієнта рециркуляції фільтрату, 14 - регулювання промивки фільтра

Рисунок 2 - Схема управління установкою депарафінізації селективними розчинниками «КОМБАСТШН ЕНДЖІНІРІНГ СІМКОН» [1]

Регулювання температури в системі охолодження забезпечує рівномірну кристалізацію парафіну завдяки підтримці заданої швидкості охолоджування сировини. Засоби попереджувального регулювання встановлюють потоки холодного фільтрату і тиск хладагента в холодильниках.

Система регулювання подачі розбавляють розчинником забезпечує підтримку в'язкості на заданому рівні для протікання процесів кристалізації і фільтрації в оптимальних умовах, підвищуючи до максимуму продуктивність встановлених фільтрів і знижуючи витрати на регенерацію розчинника.

Програма управління завантаженням розчинника допомагає оператору визначати порушення балансу у виробництві сухого і вологого розчинника, а також виключає надмірні втрати розчинника.

Засоби управління подачею зрошення і відпарки у вузлі поділу знижують витрату енергоресурсів, забезпечуючи зміст розчинника в продукті на заданому рівні. Засоби управління співвідношенням потоків і контури попереджувального регулювання компенсують зміна подачі сировини у отпарную колону.

Система керування компресорами для стиснення холодоагенту та інертного газу мінімізує витрату енергії шляхом зниження рециркуляції газів при знижених навантаженнях.

Економічні показники. Максимізація подачі сировини дозволяє підвищити продуктивність установки на 5%. Зниження продуктивності виходу некондиційного продукту при перемиканнях сировини і збільшення ступеня вилучення підвищують виходи цільових продуктів у середньому на 2%. Можливо скорочення витрати енергії на 6%.

Система реалізована на декількох установках [1].

  1. Верхній рівень АСУТП

1.2.1 SCADA-системи на верхньому рівні АСУТП

Самий верхній рівень будь-якої автоматизованої системи - це, звичайно, людина. Проте в сучасній технічній літературі під верхнім рівнем розуміється комплекс апаратних і програмних засобів, що виконують роль напівавтоматичного диспетчерського вузла АСУТП, ядром якого є ПК або більш потужний комп'ютер. Людина-оператор входить в систему як одне з функціональних ланок верхнього рівня управління. Такий підхід має і позитивні, і негативні сторони. Позитивний момент полягає в тому, що коло обов'язків оператора в такому випадку заздалегідь визначений, і від нього не вимагається детального знання технологічного процесу. Іншими словами, керувати процесом зможе не тільки кваліфікований технолог. Негативні ж сторони - наслідок того, що зменшується гнучкість управління за рахунок зниження впливу на процес [2].

У зв'язку з цим розробникам АСУТП доводиться враховувати додаткові вимоги. Необхідно не тільки прийняти до уваги апаратну складову процесу, не тільки підібрати режими роботи устаткування, але і розробити надійне і коректно працює ПЗ. Звичайно, оптимальний варіант - це така організація роботи, коли одна і та ж група розробників відповідає і за технологічну карту процесу, і за підбір і налагодження обладнання, і за розробку ПЗ. У такому випадку розробники повинні бути однаково сильні і в технології конкретного процесу, і в застосуванні спеціального обладнання, і в написанні складних керуючих, сервісних та комунікаційних програм. Проте підібрати таку команду буває важко.

Для спрощення розробки програмної складової АСУТП зараз використовуються так звані програми ММI (Man-Machine Interface - інтерфейс людина-машина) і SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - диспетчерське управління і збір даних). Застосування цих пакетів дозволяє вести автоматизовану розробку ПО АСУТП; здійснювати в реальному часі контроль і управління технологічним процесом; отримувати та обробляти інформацію про процес у зручному вигляді.

Самий захоплюючий і на перший погляд простий етап при використанні SCADA-систем - це моделювання технологічного процесу на екрані монітора. Графічний аналогічний Windows інтерфейс системи інтуїтивно зрозумілий і простий. Для установки виконавчих механізмів, електродвигунів, клапанів, ємностей, трубопроводів та іншого використовуваного в технологічному процесі устаткування досить клацання мишею. Прив'язка параметрів обладнання до потреб процесу також проста, виконується за декілька кліків мишею. Глобальні та «тактичні» параметри процесу заносяться до форми, організовані у вигляді таблиць або баз даних. Встановлюються стандартні органи управління процесом, організується опитування датчиків контролю. Після чого можна клацнути мишею по кнопці «Пуск» і запустити роботу технологічного процесу. Так відбувається в теорії або при демонстрації можливостей конкретної SCADA-системи. Але на практиці все складніше [2].

Розробка АСУТП, що використовують SCADA-системи, незалежно від процесу і конкретного пакета SCADA передбачає такі основні етапи:

  • розробка архітектури системи в цілому. АСУТП будується в клієнт-серверній архітектурі. Визначається функціональне призначення окремих вузлів автоматизації та їх взаємодію;

  • створення прикладної системи управління кожним вузлом автоматизації (вірніше, алгоритму автоматизованого управління цим вузлом);

  • аналіз і усунення аварійних ситуацій;

  • вирішення питань взаємодії між рівнями АСУТП; підбір ліній зв'язку, протоколів обміну; розробка алгоритмів логічного взаємодії різних підсистем;

  • вирішення питань можливого нарощування або модернізації системи;

  • створення інтерфейсів оператора;

  • програмна та апаратна налагодження системи.

Всі ці питання необхідно вирішувати на етапі проектування і створення саме верхнього рівня АСУТП, інакше можуть виникнути ситуації, коли різноманітні функціональні модулі технологічного процесу буде важко пов'язати з єдиною по ідеології й технічному втіленню системою управління. Використання системи SCADA дозволяє цілком успішно провести всі перераховані вище етапи проектування та налагодження.

1.2.2 Як працюють SCADA-системи

SCADA-пакети складаються з декількох програмних блоків: модулі доступу і управління, сигналізації, бази даних реального часу, бази даних і модулі введення-виведення і аварійних ситуацій.

Головна вимога до SCADA-систем - коректна робота в режимі реального часу. Причому головним пріоритетом при передачі та обробці мають сигнали, що надходять від технологічного процесу або на нього і впливають на його перебіг. Вони мають пріоритет навіть більший, ніж звернення до диска або дії оператора по переміщенню миші або згортання вікон. Для цих цілей багато пакунків реалізовані із застосуванням операційних систем ОС реального часу, проте останнім часом все більше розробників створює свої SCADA-продукти на платформі Microsoft Windows NT, вбудовуючи в неї підсистеми жорсткого реального часу RTX (Real Time Extension). При такому підході можна використовувати Windows NT як єдину ГР при створенні багаторівневих систем, задіяти стандартні функції Win32 API і будувати інтегровані інформаційні системи - АСУП [2].

Джерела даних у системах SCADA можуть бути наступними.

  • Драйвери зв'язку з контролерами. Дуже важлива надійність драйверів зв'язку. Драйвери повинні мати засоби захисту та відновлення даних при збої, автоматично повідомляти оператора і систему про втрату зв'язку, при необхідності подавати сигнал тривоги.

  • Реляційні бази даних. SCADA-системи підтримують протоколи, незалежні від типу бази даних, завдяки чому в якості джерела даних може виступати більшість популярних СУБД: Access, Oracle і т. д. Такий підхід дозволяє оперативно змінювати налаштування технологічного процесу і аналізувати його хід поза систем реального часу, різними , спеціально створеними для цього програмами.

  • Додатки, що містять стандартний інтерфейс DDE (Dynamic Data Exchange) або OLE-технологію (Object Linking and Embedding), що дозволяє включати і вбудовувати об'єкти. Це дає можливість використовувати в якості джерела даних навіть деякі стандартні офісні програми, наприклад Microsoft Excel.

Введення вступників та висновок переданих даних організовані як система спеціальних функціональних блоків. Поточна інформація про процес зберігається в спеціальних базах введення-виведення. Вхідні блоки отримують інформацію і приводять їх у вид, придатний для подальшого аналізу та обробки. Блоки обробки реалізують алгоритми контролю і керування, такі як ПІД-регулювання, затримка, підсумовування, статистична обробка; над цифровими даними можуть проводитися операції булевої алгебри та ін Вихідні блоки передають керуючий сигнал від системи до об'єкта. Для зв'язку з об'єктами використовуються широко поширені інтерфейси RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet. Для збільшення швидкості передачі застосовуються різні методи кешування даних, що усуває перевантаження низькошвидкісних мереж. Іншими словами, якщо два різних клієнта одночасно запитують у сервера одні й ті ж дані, він посилає контролеру не два запиту, а лише один, повертаючи другий клієнту дані з кеш-пам'яті.

Чи не найважливіший момент при створенні АСУТП - це організація такої системи управління, яка забезпечувала б надійність і оперативне відпрацювання аварійних ситуацій як у самій системі управління, так і в технологічному процесі. Аварійне сигналізування і відпрацювання аварійних ситуацій у технологічному процесі в більшості SCADA-систем виділяються в окремий модуль з найвищим пріоритетом. Надійність ж системи управління досягається за рахунок гарячого резервування. Можна зарезервувати все: сервер, його окремі завдання, мережеві з'єднання і окремі (або всі) зв'язку з апаратурою. Резервування відбувається з інтелектуального алгоритму: щоб не створювати подвоєну навантаження на мережу, основний сервер взаємодіє з апаратурою і періодично посилає повідомлення резервному серверу, що зберігає в пам'яті поточний статус системи. Якщо основний сервер виходить з ладу, резервний бере керування на себе і працює до тих пір, поки основний не приступить до роботи. Відразу після цього бази даних основного сервера оновлюються даними резервного та управління повертається основного сервера [2].

Всі SCADA-системи відкриті для подальшого розширення і удосконалення і мають для цих цілей вбудовані мови високого рівня, найчастіше Visual Basic, або допускають підключення програмних кодів, написаних самим користувачем. Крім того, до систем можна підключати розробки інших фірм, об'єкти ActiveX, стандартні бібліотеки DLL Windows. Для реалізації цих технологій розроблені спеціальні інструментальні засоби та спеціалізований інтерфейс.

SCADA-система може бути інтегрована з самими різними мережами: іншими SCADA-системами, офісними мережами підприємства, що реєструють і сигналізують мережами (наприклад, охорона і пожежна сигналізація) і т.п. Для ефективної роботи в цій різнорідної середовищі SCADA-системи використовують стандартні протоколи NETBIOS і TCP / IP. Одне тільки згадка протоколу TCP / IP вже говорить про те, що SCADA-системи можуть працювати і в Інтернеті, тим більше що все більш актуальною стає передача оперативної та статистичної інформації про процес на Web-вузли.

На закінчення хотілося б сказати, що поняття АСУТП спочатку ширше, ніж SCADA. Коли в літературі іноді говорять про SCADA-системах, маючи на увазі АСУТП, це не зовсім правильно. SCADA розроблялися саме як системи, що дозволяють надавати оператору інформаційні послуги на верхньому рівні управління технологічним процесом. Але вони не можуть забезпечити повністю автоматизоване управління зверху до низу хоча б з тієї простої причини, що це всього лише програмний продукт, що встановлюється на персональному комп'ютері. А будь-який технологічний процес вимагає, крім того, ще різноманітного специфічного обладнання і відбувається він в реальному житті, а не у віртуальному середовищі.

Проте що склалася практика побудови автоматизованих систем управління достатньої складності свідчить про те, що застосування SCADA-систем в проектуванні АСУТП значно спрощує життя розробникам і дозволяє організувати надійне і якісне управління при експлуатації систем.

2. Технологічна частина

2.1 Призначення процесу

Установка селективного очищення масел призначена для видалення з масляних фракцій смолистих речовин, поліциклічних і нафтено - ароматичних вуглеводнів з короткими бічними ланцюгами, сірковмісних сполук шляхом екстракції полярними розчинниками з метою поліпшення їх хімічного складу, в'язкісно - температурних і антиокислювальних властивостей, підвищення їх індексу в'язкості і зниження коксівність і нагаро - лако - утворюючих властивостей [4].

Початковою сировиною для виробництва нафтових олій служать масляні дистиляти, одержувані при вакуумній перегонці мазутів [5].

У цих фракціях містяться [6]: парафінові вуглеводні (алкани нормального і изостроения); нафтенові вуглеводні, що містять 5-ти і 6-тічленние кільця з парафіновими ланцюгами різної довжини; ароматичні вуглеводні (арени моно-і поліциклічні); смолисто-асфальтенових речовини; сіро-, азот - і кисневовмісні гетероорганіческіе з'єднання.

Гудрон піддається деасфальтизації з метою видалення смолистих речовин і поліциклічних вуглеводнів з підвищеною коксованість і низьким індексом в'язкості (малі кількості можуть бути видалені при селективній очищенню).

Ароматичні вуглеводні, в більшості випадків містять нафтенові кільця і бічні парафінові ланцюга різної довжини, ароматичні вуглеводні з короткими бічними ланцюгами, а також кисневмісні сполуки, представлені у вигляді похідних фенолу, і сірковмісні сполуки видаляються в процесі селективного очищення.

Видалення парафінових вуглеводнів, що мають у порівнянні з іншими вуглеводнями найменшу в'язкість і кристалізуються при знижених температурах, здійснюють у процесі депарафінізації з метою отримання високозастивающіх масел.

Таким чином, після облагороджування масляна основа нафтових масел являє собою концентрат нафто-парафінових вуглеводнів, зміст яких в залежності від походження нафти становить 50-75%.

Цільові продукти селективного очищення масел - рафінат в порівнянні з сировиною мають менші щільність, в'язкість, кислотність коксованість і більш високу температуру застигання. З метою поліпшення низькотемпературних властивостей масел рафінат спрямовуються на депарафінізації і далі використовуються для приготування масел.

Побічні продукти селективного очищення - екстракти, що містять нізкоіндексние поліциклічні ароматичні вуглеводні і смолисті сполуки, використовуються в якості сировини для виробництва бітумів, технічного вуглецю, нафтових коксів, як компонент мазуту, газойлевой фракції, в якості палива печей на бітумної установки і для приготування пластифікаторів каучуків у гумовій та шинної промисловості.

2.2 Теоретичні основи

Процес селективної очистки відноситься до фізичних методів очищення масел, які передбачають поділ масляної фракції на дві частини без зміни хімічної будови вуглеводнів вихідної сировини.

Селективна очищення - масообмінних екстракційний процес, заснований на виборчій розчиненні окремих груп вуглеводнів, що входять до складу олій. [3-5].

Процес екстракції полягає в послідовному перемішуванні розчинника та вихідної сировини і поділі отриманих співіснуючих екстрактний і рафінатной фаз.

Поділ фаз відбувається внаслідок різниці їх густини, обумовленої відмінністю щільності розчинника і сировини [3, 7].

У верхній фазі - рафінатной - знаходиться масло з невеликою кількістю розчинника.

У нижній фазі - екстрактний - знаходиться основна маса розчинника з невеликою кількістю небажаних компонентів олії з невеликою кількістю небажаних компонентів олії, які в основному складаються з поліциклічних ароматичних вуглеводнів з негативними значеннями індексу в'язкості і смолистих речовин.

Фізико-хімічну сутність, механізм і кількісні закономірності екстракційних процесів в даний час трактують з позицій молекулярної теорії розчинів (МТ). Згідно МТ розчинів, стан системи визначається двома протилежно-діючими факторами: з одного боку, міжмолекулярним взаємодією, що обумовлює потенційну енергію молекул, і, з іншого боку, тепловим рухом, який визначає їх кінетичну енергію. Тяжіння між молекулами речовин, що пояснює їх взаємну розчинність, створюється за рахунок сил Ван-дер-Ваальса (трьох типів) і водневих зв'язків.

У разі розчинення двох полярних речовин має місце ориентационное взаємодія постійних диполів. У цьому випадку навколо молекули утворюється електричне поле, і вони прагнуть один щодо одного. Це призводить до їх тяжінню, в результаті чого одна речовина розчиняється в іншому. Ця взаємодія короткий і виражається рівнянням

, (1.1)

де m 1, m 2 - дипольні моменти молекул відповідно розчинника і сировини;

k - константа Больцмана;

r - відстань між взаємодіючими молекулами;

T - абсолютна температура.

У разі розчинення двох речовин, одне з яких полярно, а інше неполярних, має місце взаємодія індукованих диполів в неполярних молекулах і постійних диполів молекул розчинника. Під дією електростатичного поля полярних молекул відбувається зміна електронної структури молекул неполярного речовини. При цьому центр ваги негативно-заряджених частинок зміщується по відношенню до ядра на відстань l, що призводить до виникнення індукованого дипольного моменту m і в молекулах неполярного речовини. Індукування дипольний момент пропорційний напруженості поля

, (1.2)

де a - показник, що визначає природу речовини і званий полярізуємостью; Е - напруженість поля.

Деформація електронних хмар неполярних молекул пов'язана з їх внутрішнім опором зміни структури і тому практично не залежить від температури.

Якщо обидві речовини неполярних, то взаємодія їх молекул визначається дисперсійними силами, відкритими Є. Лондоном Дисперсійні сили тяжіння викликаються взаємними короткими, періодично виникаючими диполями. Молекули неполярних речовин володіють флуктуирующими диполями (це такі коливання, які викликають миттєві відхилення розподілу електронної щільності від середнього розподілу). Положення електрона щодо ядра можна розглядати як короткочасний обертається диполь, що змушує молекулу іншої речовини в дану мить орієнтуватися щодо цієї молекули.

При зближенні молекул неполярних речовин рух флуктуирующими диполів стає узгодженим, зумовлюючи їх тяжіння і узгоджену орієнтацію. Це призводить до появи постійно поновлюються сил тяжіння, що обумовлює взаємну орієнтацію неполярних молекул. Енергія Од дисперсійного взаємодії виражається рівнянням Є. Лондона, виведеним методом квантової механіки:

, (1.3)

де h - постійна Планка;

n о - частота коливань електричного осцилятора.

На енергію дисперсійного взаємодії температура вплив не надає.

До найбільш значимим параметрами, визначальним вигляд і інтенсивність міжмолекулярних взаємодій, слід віднести відстань між взаємодіючими молекулами. Від цієї відстані залежать величини сил тяжіння або відштовхування, числа зіткнень різнойменних молекул, міцність які виникають зв'язків.

Облік тільки ван-дер-ваальсових взаємодій призводить до дуже спрощеної моделі розрахунку потенційної енергії системи. У механізмах орієнтаційного, індукційного і дисперсійного ефектів закладені лише парні взаємодії без обліку утворення проміжних сполук та асоціації молекул. При взаємодії високомолекулярних сполук у розчинах, як показав О.З. Біккулов, енергія зв'язку помітно змінюється в залежності від розташування окремих ділянок сусідніх молекул (зв'язків радикал-радикал, радикал - функціональна група, функціональна група - функціональна група).

При математичному описі дальнодействующей взаємодії важливо враховувати асоціацію молекул за допомогою водневих зв'язків, які проявляються внаслідок здатності деяких елементів (F, O, N, Cl, S) відтягувати електрон від сусіднього атома водню, який у свою чергу в деякій мірі набуває властивостей протона H + і стає здатним до взаємодії з електронами електронегативних атомів зазначених елементів. Утворюється так звана воднева зв'язок: XH ... X. Водневі зв'язки утворюються при знижених температурах, тому що підвищення температури призводить до їх розриву внаслідок теплового руху молекул. Енергія водневого зв'язку становить 16,8 - 29,4 кДж / моль, а енергія всіх типів ван-дер-ваальсових взаємодій »41,9 кДж / моль, тобто міжмолекулярної взаємодії обумовлено силами Ван-дер-Ваальса і водневої зв'язком, причому в водневого зв'язку істотну роль грає і донорно-акцепторної взаємодії.

При розчиненні компонентів нафтової сировини в розчинниках можуть тією чи іншою мірою виявлятися всі складові сил міжмолекулярної взаємодії. Очевидно, з підвищенням температури роль орієнтаційної взаємодії та водневих зв'язків зменшується і роль дисперсійних сил зростає.

Міжмолекулярні сили взаємодії при розчиненні компонентів масляних фракцій у полярних і неполярних розчинниках різні. Неполярні розчинники, як наприклад, низькомолекулярні рідкі або зріджені вуглеводні або з'єднання з невеликим дипольним моментом (хлороформ, етиловий спирт, тощо) характеризується тим, що тяжіння між молекулами розчинника і вуглеводнів нафтових фракцій, яка обумовлює освіта розчинів, відбувається за рахунок дисперсійних сил. Неполярні розчинники змішуються з рідкими вуглеводнями нафти в будь-яких співвідношеннях.

Тверді вуглеводні масляних фракцій обмежено розчиняються в неполярних розчинниках. Розчинність їх підкоряється загальним законам теорії розчинності твердих вуглеводнів у неполярних розчинниках, у тому числі в рідких компонентах масляних фракцій, - зменшується із збільшенням їх концентрації та молекулярної маси, а також температури кипіння фракцій. Розчинність твердих вуглеводнів збільшується при підвищенні температури, при температурі плавлення парафіни і церезини, так само як і рідкі вуглеводні, необмежено розчиняються в неполярних розчинниках.

У виробництві нафтових олій найбільш широко використовуються полярні розчинники. Під дією орієнтаційної взаємодії в полярному розчиннику будуть в першу чергу розчинятися смолисті сполуки і гетеросоедіненія. При подальшому збільшенні кількості полярного розчинника під дією індукційних сил будуть розчинятися поліциклічні. При підвищенні температури системи її кінетична енергія зростає, що призводить до збільшення дисперсійної складової, так як в цьому випадку з-за зростання теплового руху молекул орієнтація їх під дією електричного поля молекул розчинника може. Під впливом дисперсійних сил переважно розчиняються нафтенові і парафінові вуглеводні.

З підвищенням температури розчинність компонентів масляних фракцій у полярних розчинниках збільшується і при критичній температурі розчинення (КТР) настає повне розчинення їх у даній кількості розчинника. Типова крива розчинності для системи масло - розчинник представлена ​​на малюнку 2.1.

Малюнок 2.1 - Залежність КТР для системи масло - розчинник від вмісту розчинника (розчинник - фурфурол)

Освіта однофазної системи при температурах вище КТР порозуміються тим, що в цих умовах кінетична енергія молекул достатня для подолання відмінності в енергіях міжмолекулярної тяжіння однотипних молекул компонентів, що входять до складу масляної фракції, і взаємного тяжіння молекул самого розчинника. При температурах нижче КТР тепловий рух молекул перевищує сили тяжіння молекул не всіх компонентів масляної фракції. У результаті чого система поділяється на дві рідкі фази. КТР залежить від структури вуглеводнів і природи розчинника.

Розчинність вуглеводнів масляних фракцій у полярних розчинниках залежить від дипольного моменту молекул розчинника, здатності молекул вуглеводню поляризуватися під дією електричного поля молекул розчинника, що, у свою чергу пов'язане з внутрішньою будовою вуглеводнів, і дисперсійних сил, обумовлених наявністю вуглеводневої радикала в молекулі розчинника.

Найбільшим значенням середньої молекулярної поляризації характеризуються ароматичні вуглеводні, найменшим - парафінові; нафтенові за здатністю поляризуватися займають проміжне положення. Внаслідок цього ароматичні вуглеводні мають найнижчі значення КТР в полярних розчинниках, а парафінові - найвищі.

Крім хімічної природи на величину КТР і будова молекул вуглеводнів. Так, зі збільшенням числа кілець у вуглеводнях їх КТР різко зменшується, з зростанням довжини алкільних ланцюгів - підвищується.

Вирішальними експлуатаційними властивостями при виборі ефективного розчинника для екстракційних процесів є растворяющая здатність і вибірковість.

Під розчинювальною здатністю розуміють абсолютну розчинність компонентів масляних фракцій у певній кількості розчинника; вибірковість характеризує здатність розчинника розчиняти речовини тільки певної структури, що дозволяє відокремлювати одні компоненти від інших і отримувати продукти, що розрізняються за властивостями.

Розчинювальну здатність оцінюють по виходу розчиненого компонента сировини при однаковій кратності розчинника, за значенням КТР при однаковій кратності розчинника і кількістю розчинника, необхідному для добування одного і того ж розчиненого компонента сировини.

Про вибірковості розчинника можна судити по різниці (градієнту) таких показників, як щільність, індекс в'язкості, коефіцієнт заломлення або анілінова крапка.

Стосовно до процесів селективного очищення масел користуються коефіцієнтом розподілу (К), визначеними із співвідношення об'ємних концентрацій видобутих компонентів в екстракті (З екс) і рафінат (Сраф):

К = . (1.4)

Для характеристики вибірковості розчинника для цього ж процесу можна користуватися рівнянням О.З. Біккулова:

Вибірковість = (1.5),

де Аекс, Арафа, Бекс, Брафім - вміст в екстракті і рафінат відповідно ароматичних і парафіно-нафтенових вуглеводнів.

Розчиняють і виборчі властивості полярних розчинників обумовлюються енергією і співвідношенням дисперсійних і електростатичних ван-дер-ваальсових сил. Дисперсійне взаємодія відображає розчиняють властивості розчинників. Електростатична ж складова (орієнтаційна і індукційна) ван-дер-ваальсових сил зумовлює переважно виборчі властивості полярних розчинників.

Асиметричність структури зумовлює електростатичну складову загальних ван-дер-ваальсових сил взаємодії молекул розчинника і сировини.

Асиметричність молекулі розчинника додає не тільки радикал, але і функціональна група. Дисперсійна складова загальних сил взаємодії визначається будівлею радикала: аліфатична ланцюг і симетричність радикала посилюють цю складову.

Введення до складу молекули розчинника метильної або фенільну групи значно знижує КТР, підвищуючи розчинювальну здатність розчинника. Карбоксильна та нітрогрупа підвищує КТР. Найбільший ефект зменшення розчинювальною здатності розчинника дають функціональні групи, що утворюють водневий зв'язок. Друга функціональна група в молекулі розчинника ще помітніше знижує його розчинювальну здатність. За впливом на вибірковість розчинення функціональні групи можна розташувати в ряд:

NO 2> CN> CHO> COOH> OH> NH 2.

Введення в молекулу розчинника гетероатомів і груп атомів (O, N, CO, F, CN) призводить до підвищення вибірковості розчинника по відношенню до вуглеводнів з донорно-акцепторними властивостями.

Перехід від аліфатичних сполук до циклічних і гетероциклическим аналогам сприяє помітному збільшенню вибірковості розчинника по відношенню до ароматичних і ненасичених вуглеводнів; до такого ж ефекту призводить ізомеризація молекул розчинника далеко від електрофільного центру. Перехід від сільноассоціірованних розчинників до слабоассоціірованним призводить до підвищення розчинювальною здібності.

2.3 Опис технологічної схеми установки

2.3.1 Екстракція

Депарафинированного дистилят прокачується насосом Н-1 через теплообмінник Т-1, де нагрівається за рахунок тепла екстракту до температури

110 ° С і подається на верхню тарілку абсорбера К-7, в якому змонтовані 18 тарілок клапанного типу. Температура верху дорівнює 112 ° С, тиск в абсорбері 0,13 МПа. Водяні пари з верху до-7 конденсуються в АВО-8 і спрямовуються на водоблок.

Під нижню тарілку абсорбера подаються пари води з розчинником з осушувальної колони К-9 з температурою 105-115 ° С.

Сировина з абсорбований розчинником перетікає в буферну ємність Е-2, з якої забирається насосом Н-2 і прокачується через холодильник Т-2, в якому відбувається охолодження водою, апарат повітряного охолодження АВО-6 і прямує під третю тарілку екстракційної колони К-1 з температурою 60 ° С.

N-метілпірролідон з ємності Е-3 насосом Н-12 подається у верхню частину колони з температурою 65 ° С.

Екстракційна колона К-1 призначена для очищення N-метілпірролідоном олійної сировини від небажаних компонентів і працює за принципом протитечії. У екстракційної колоні змонтовані 6 тарілок (насадки з кілець «Рашига»), тиск у колоні 0,12 МПа, температура верху (65 ° С) і низу (55 ° С) колони підтримується за рахунок температури подаються до колони сировини та розчинника.

При регулюванні відбору рафината передбачено створення необхідного температурного градієнта за рахунок регулювання температури низу. Для цього здійснюється циркуляція екстрактивних розчину з низу колони К-1 від насоса Н-3 через АВО-7 під першу нижню тарілку К-1.

2.3.2 Регенерація рафінатного розчину

Розчин очищеного депмасла з верху екстракційної колони К-1 самопливом надходить у проміжну ємність Е-1, звідки насосом Н-4 прокачується через теплообмінники Т-4 (нагрівається за рахунок конденсації парів N-метілпірролідона з випарної колони К-2), Т-3 (нагрівається за рахунок тепла рафината, що відкачується з К-3 в проміжний товарний парк) піч П-1, і далі надходить на четверту тарілку випарної колони К-2 з температурою 260-300 ° С.

Тут відганяється основна маса N-метілпірролідона від розчину очищеного депмасла.

У випарної колоні К-2 змонтовані 6 жолобчастих тарілок. Ця колона працює під вакуумом з залишковим тиском не менше 0,01 МПа, температура верху дорівнює 220 ° С, температура низу 270-280 ° С.

Вакуум створюється за рахунок конденсації парів з верху випарної колони К-2 в теплообміннику Т-4, циклоні Ц-1 (конденсація за рахунок змішування з холодним розчинником, що подається насосом Н-8 з ємності

Е-3), АВО-1, 2 і з температурою 60-90 ° С надходять в ємність сухого розчинника Е-3.

З низу випарної колони К-2 очищене депмасло з розчинником перетікає на сімнадцятому тарілку отпарной колони К-3.

У отпарной колоні К-3 змонтовані 20 клапанних тарілок. Температура верху отпарной колони К-3 - 190 ° С, а температура низу - 230-260 ° С.

Після відгону основної кількості розчинника в випарної колоні К-2 у розчині очищеного депмасла залишається невелика кількість N-метілпірролідона, яке видаляється в отпарной колоні К-3 водяною парою. Водяна пара подається в низ колони в кількості не менше 200 кг / ч. Відпарювання в колоні здійснюється під вакуумом з залишковим тиском не менше 0,1 кгс / см 2 (76 мм рт. Ст.). Вакуум створюється в барометричному конденсаторі А-1, де здійснюється конденсація парів води і розчинника циркулюючим зрошенням.

Обводнених розчинник з низу барометричного конденсатора А-1 надходить у барометрическую ємність Е-0, з якої насосом Н-6 забирається і прокачується через апарат повітряного охолодження АВО-5, а потім, охолоджений до 50 ° С, знову прямує в барометричний конденсатор А- 1.

Балансове кількість обводненого розчинника в барометричної ємності Е-5 насосом Н-6 відкачується в середню частину осушувальної колони К-9 і далі виводиться із системи через абсорбер К-7.

Очищене депмасло з низу отпарной колони К-3 з температурою 230-260 ° С відкачується насосом Н-5 через теплообмінник Т-3 в товарні резервуари проміжного парку.

2.3.3 Регенерація екстрактивних розчину

Екстрактний розчин з низу екстракційної колони К-1 забирається насосом Н-3, прокачується через теплообмінник Т-7, нагрів в якому здійснюється за рахунок тепла парорідинних суміші N-метілпірролідона після рібойлера Т-8, що надходить з випарної колони К-4 під тиском 0 , 27 МПа і потрапляє шосту тарілку випарної колони К-5. У колоні К-5 змонтовані 12 тарілок клапанного типу.

Екстрактний розчин стікає вниз на глуху тарілку, з якої перетікає в міжтрубний простір рібойлера Т-8.

Нагрівання в рібойлере до 215-245 ° С здійснюється за рахунок прихованої теплоти конденсації парів розчинника з випарної колони К-4.

Утворилися пари N-метілпірролідона з міжтрубного простору рібойлера відводяться під глуху тарілку колони К-5, рідка честь подається в низ колони.

Для підтримки необхідної температури низу колони К-5 частина екстрактивних розчину з другого потоку після П-2, прямує через теплообмінник Т-6 (де підігріває розчинник, що циркулює з низу колони К-9) у К-5. Потік гарячого струменя в низ К-5 забезпечується за рахунок перепаду різниці тисків у колонах К-5 і К-4.

Пари N-метілпірролідона і води з верху К-5 направляються на третю тарілку осушувальної колони К-9.

Тиск у осушувальної колоні К-9 - 0,12 МПа, температура верху і низу відповідно 112 та 230 ° С. У колоні 18 жолобчастих тарілок.

Збезводнений екстрактний розчин, що відсмоктується насосом Н-12 з низу колони К-5 двома потоками проходить піч П-2 і надходить на третю тарілку випарної колони К-4, де відбувається відділення максимальної кількості N-метілпірролідона від екстракту. Колона працює під тиском 0,25 МПа. Температура верху і низу відповідно 230 і 300 ° С. У колоні 10 тарілок клапанного типу.

Екстрактний розчин з низу випарної колони К-4 насосом Н-13 прокачується через піч П-3 і нагрітий до температури 300 ° С поступає в «нижній акумулятор» випарної колони К-4.

Пари N-метілпірролідона з верху випарної колони К-4 проходять через трубний пучок рібойлера, потім по міжтрубному просторі теплообмінника Т-7, через АВО-1, 2 в ємність сухого розчинника Е-3, звідки насосом Н-8 наверх екстракційної колони К- 1.

Далі екстракт під дією надлишкового тиску випарної колони К-4 з «нижнього акумулятора» колони перетікає в отпарную колону К-6, де відганяється розчинник, що залишився в екстракті, водяною парою і під вакуумом (вакуум абсолютний не менше 0,1 кгс / см 2 ), витрата пара не менше 250 кг / ч.

Екстракт з низу отпарной колони К-6 з температурою не менше 220 ° С відкачується насосом Н-14 через теплообмінник Т-1, АВО-9 і з температурою не більше 120 0 С в товарні резервуари проміжного парку.

Пари води і N-метілпірролідона з верху отпарной колони К-6 направляються в низ барометричного конденсатора А-1, на верхню полицю якого подається холодне вологе розчинник з барометричною ємності Е-0, звідки забирається насосом Н-6 і через апарат повітряного охолодження АВО- 5 повертається в барометричний конденсатор.

Для зменшення винесення олії з верху К-6 передбачена подача зрошення (легке масло з Е-0 насосом Н-7).

2.3.4 Осушення розчинника

У колоні К-9 здійснюється змішання парів розчинника з водним розчином. За рахунок теплоти конденсації парів випаровується вода і частина розчинника. У нижню частину колони К-9, під другу тарілку надходять пари розчинника з першої випарної колони К-5 з температурою 200 ° С.

Частина парів з верху колони К-9 конденсуються в АВО-3, 4, охолоджуються в теплообміннику водяного охолодження і направляються в ємність обводненого розчинника Е-4.

Для підтримки температури верху К-9 105-115 ° С подається зрошення насосом Н-10 з Е-4.

Також зрошення з Е-4 подається на верх К-5 насосом Н-11.

Балансове кількість водяної пари зі слідами розчинника з К-9 направляється під нижню тарілку абсорбера К-7.

З низу К-9 розчинник відкачується насосом Н-9 через АВО-1, 2 в ємність Е-3.

3. Автоматизація процесу

Засоби автоматизації дозволяють здійснити моніторинг якості продукції на кожній стадії технологічного процесу.

Установка селективного очищення масляних дистилятів по ПБ 09-170-97 відноситься до третьої категорії.

Нафтопродукти, що переробляються і одержувані на установці, є пожежонебезпечними.

Тому необхідно проводити контроль всіх технологічних параметрів, які впливають на безпеку проведення процесу. Цьому сприяють засоби контролю та автоматизації, які застосовуються в даний час на установці селективного очищення масел.

3.1 Вибір та обгрунтування параметрів контролю, регулювання та сигналізації

У екстракційної колоні К - 1 регулюється температура, так як вона впливає на якість рафината.

Регулюється витрата сировини, що надходить у колону і витрата розчинника. Від кратності розчинника до сировини залежить ступінь очищення масла, якщо вона перевищить задану, то знизиться вихід олії, якщо кратність розчинника буде нижче заданої, то рафінат буде очищений не до кінця.

У всіх інших колонних апаратах регулюється тиск, тому що від нього буде залежати ступінь вилучення з рафінатного та екстрактивних розчинів розчинника. З цієї ж причини регулюється температура верху і низу в колонах.

У колонах К-2, К-3, К-6, що працюють під вакуумом передбачена сигналізація нижнього значення залишкового тиску (0,01 МПа).

Рівень кубовою рідини в колонах регулюється шляхом зміни подачі сировини або зміни витрати кубовою рідини. Рівень регулюється для того, щоб запобігти аварійним ситуаціям на установці. Якщо рівень буде занадто великий, то рідина заллє тарілки і порушиться процес масообміну, а якщо рідини в кубі не залишиться, то може вийти з ладу насоси, що відкачують цю рідину.

У печах контролюється витрата подається сировини, так як це визначає продуктивність установки. Також за допомогою зміни витрати можна змінювати тиск сировини в печі. У печах регулюються температури виходу сировини з печі, при досягненні 300 ° С включається світлова сигналізація. Температура регулюються шляхом подачі більшої чи меншої кількості палива печі. Також контролюється температура над перевалами печей, тобто рівномірність розподілу теплонапруженості топкового простору печей.

Температури потоків підтримуються за рахунок зміни витрат теплоносіїв у теплообмінних апаратах.

У ємностях регулюється рівень, для уникнення переливу і виходу з ладу откачивающих насосів.

3.2 Вибір і обгрунтування засобів контролю, регулювання та сигналізації

Прилади для контролю і регулювання повинні бути швидкодіючими, надійними в роботі і забезпечувати необхідну точність вимірювання. Необхідно враховувати властивості об'єктів регулювання та регуляторів, щоб забезпечити стійкість системи регулювання в процесі.

Для здійснення схем контролю та регулювання обрано такі прилади.

3.2.1 Датчики температури

В якості чутливого елемента при вимірюванні температур над перевалами печей застосовуються термоелектричні термометри градуювання хромель-алюмель (ТХА), діапазон вимірювань ТХА: Т = 50 ... 1100 о С і градуювання хромель-крапель (ТХК), діапазон вимірювання яких

Т = - 50 ... 600 о С, при вимірюванні температур по решті позицій, що відповідає умовам технологічного режиму.

3.2.2 Датчики тиску

Як датчики тиску використовуються термоелектричні перетворювачі типу Сапфір 22 МДІ - для вимірювання перепаду тиску і Сапфір 22 МДГ - для вимірювання тиску стовпа рідини, Сапфір-22 МДВ - для вимірювання розрядження.

3.2.3 Датчики витрати

В якості датчиків витрати використовуються діафрагми камерні типу ДК. Вона розрахована на перепад тисків від 0,6 до 10,0 МПа. Перепад тиску перетворюється за допомогою тензометричного перетворювача різниці тисків Сапфир-22ДД в стандартний струмовий сигнал, пропорційний цьому витраті.

3.2.4 Датчики рівня

Як датчики рівня використовуються вимірювальні термоелектричні перетворювачі Сапфір-22 МДГ з уніфікованим вихідним сигналом.

3.2.5 Регулюючий контролер

Як регулюючий контролера використовується Ремиконт Р-130 - це комплекс універсальних мікропроцесорних технічних засобів широкого призначення, який може застосовуватися при автоматизації найрізноманітніших технологічних процесів. Ремиконт Р-130 відноситься до класу малолокальних засобів управління, розрахованих на вирішення завдань автоматичного регулювання (від одного до чотирьох контурів) і логічного управління (з 10-30 входами і виходами).

На базі Ремиконт Р-130 ефективно вирішуються як порівняно прості, так і складні завдання управління. Відмінною особливістю Ремиконт є те, що засоби підключення до локальної мережі виключно дешеві і не знижують надійності контролерів при виконанні основних функцій управління. До складу Ремиконт Р-130 входять 3 види моделей: регулююча, логічна і безперервно-дискретна.

3.2.6 Вторинний прилад

Дисплейна станція ДС-130 призначена для роботи з контролерами типу Ремиконт Р-130 і являє собою програмно-технічний комплекс, що складається з ПЕОМ, сумісної з IBM / AT / XT, укомплектованої кольоровим дисплеєм типу EGA, принтером, клавіатурою загального призначення і спеціальним пакетом програм .

3.2.7 Виконавчий механізм

Виконавчий механізм призначений для безпосереднього зміни кількості речовини або енергії, що підводяться до об'єкту регулювання або відводяться від нього.

В якості виконавчих механізмів застосовуються клапани для агресивних середовищ марки 25ч30нж, такий вибір зумовлений фізико-хімічними властивостями потоків.

3.2.8 Перетворювачі проміжні

  • функціональний електропневматичний перетворювач типу ЕПП-М; призначений для перетворення сигналу струмового сигналу в пневматичний;

  • вимірювальний перетворювач марки Ш 9322, який використовується для перетворення сигналу термо-ЕРС в стандартний струмовий сигнал Iвих = 0 ... 5 мА.

3.3 Опис схем контролю, регулювання та сигналізації

3.3.1 Регулювання температури потоку, що виходить з АВО-6

Температура потоку сприймається термоелектричним термометром типу ТХК-0193-02а (поз. 4-1), який перетворює температуру в термо-ЕРС. ТЕДС за допомогою вимірювального перетворювача типу Ш 9322 (поз. 4-2) перетворюється на стандартний струмовий сигнал дистанційної пердачи. Струмовий сигнал надходить на дисплейних станцію ДС-130 (поз.4-3) і регулюючий контролер типу Р-130 (поз. 4-4), який виробляє командний сигнал. Цей сигнал через функціональний перетворювач типу ЕПП-М (поз. 4-5) у вигляді пневмосігнала надходить на виконавчий механізм типу 25ч30нж (поз. 4-6), встановлений на лінії подачі повітря в апарат.

Аналогічне регулювання по позиціях 28, 34 і 16, 35, 46 з сигналізацією верхнього значення 300 ° С (сигнальна лампа ЛС-4).

3.3.2 Контроль температури низу К-2

Температура низу колони сприймається термоелектричним термометром типу ТХК-0193-02а (поз. 24-1), який перетворює температуру в термо-ЕРС. ТЕДС за допомогою вимірювального перетворювача типу Ш 9322 (поз. 24-2) перетворюється на стандартний струмовий сигнал дистанційної пердачи. Струмовий сигнал надходить на дисплейних станцію ДС-130 (поз. 24-3).

Аналогічно контролюються температури по позиціях 3, 10, 15, 24, 29, 30, 32, 38, 41, 44, 48.

3.3.3 Регулювання та сигналізація тиску в К-9

Тиск в колоні з допомогою тензометричного перетворювача типу Сапфір - 22 МДІ (поз. 27-1) перетворюються в стандартний струмовий сигнал, який надходить на регулюючий контролер типу Р-130 (поз. 27-3) і на дисплейних станцію типу ДС-130 ( поз. 27-2). У регулюючому контролері виробляється командний сигнал, який через функціональний перетворювач типу ЕПП-М (поз. 27-4) у вигляді пневматичного сигналу надходить на виконавчий механізм типу 25ч30нж (поз. 27-5), який змінює витрата пари з верху колони. При значенні тиску 0,17 МПа сигнал з ДС-130 надходить на сигнальну лампу ЛС-4 (поз. 27-6).

Аналогічне регулювання - позиція 36 і по позиціях 19, 21 (тензометричний перетворювач типу Сапфір - 22 МДВ, сигналізація нижнього значення 0,01 МПа).

3.3.4 Контроль і сигналізація розрідження в К-6

Тиск в колоні з допомогою тензометричного перетворювача типу Сапфір - 22 МДВ (поз. 40-1) перетворюються в стандартний струмовий сигнал, який надходить на дисплейних станцію типу ДС-130 (поз. 27-2). При значенні тиску 0,01 МПа сигнал з ДС-130 надходить на сигнальну лампу ЛС-4 (поз. 40-3).

3.3.5 Регулювання рівня в ємності Е-5

Вимірювання рівня виробляється за допомогою манометра типу Сапфір 22 МДГ (поз. 2-1), який сприймає тиск гідравлічного стовпа рідини. Токовий нормований сигнал з манометра надходить на дисплейних станцію типу ДС-130 (поз. 2-2) і регулюючий контролер Р-130 (поз. 2-3). У контролер виробляється командний сигнал, який через функціональний перетворювач типу ЕПП-М (поз. 2-4) у вигляді пневмосігнала надходить на виконавчий пристрій типу 25ч30нж (поз. 2-5), який змінює витрата відкачуваної з ємності рідини.

Аналогічне регулювання по позиціях 9, 12, 18, ​​22, 25, 26, 37, 43.

По позиціях 26, 37, 43 передбачена сигналізація нижнього значення.

      1. Контроль і сигналізація рівня в К-5

Вимірювання рівня виробляється за допомогою манометра типу Сапфір 22 МДГ (поз. 33-1), який сприймає тиск гідравлічного стовпа рідини. Токовий нормований сигнал з манометра надходить на дисплейних станцію типу ДС-130 (поз. 33-2). При мінімальному значенні сигнал з ДС-130 надходить на сигнальну лампу ЛС-4 (поз. 33-3).

Аналогічний контроль поз. 31

3.3.7 Регулювання витрати сировини в колону К-7

Параметр витрати за допомогою перетворювача діафрагми камерної типу ДКС (поз. 1-1) перетворюється на перепад тиску, який сприймається тензометричних датчиків типу Сапфір 22МДД (поз. 1-2) і перетворюється на стандартний струмовий сигнал. Сигнал надходить на дисплейних станцію типу ДС-130 (поз. 1-3) і регулюючий контролер Р-130 (поз. 1-4). У контролер виробляється командний сигнал Цей сигнал через функціональний перетворювач типу ЕПП-М (поз. 1-5) у вигляді пневмосігнала надходить на виконавчий механізм типу 25ч30нж (поз. 1 - 6).

Аналогічно регулювання 6, 20, 39, 42, 47.

3.3.8 Контроль витрати розчинника в колону К-1

Параметр витрати за допомогою перетворювача діафрагми камерної типу ДКС (поз. 7-1) перетворюється на перепад тиску, який сприймається тензометричних датчиків типу Сапфір 22МДД (поз. 7-2) і перетворюється на стандартний струмовий сигнал. Сигнал надходить на дисплейних станцію типу ДС-130 (поз. 7-3).

Аналогічно регулювання 5, 8, 13, 14, 17, 23, 45.

Специфікація засобів автоматизації наведена в таблиці 1.

Таблиця 1 - Специфікація засобів автоматизації

Позиція

Найменування та технічна характеристика середовища

Найменування та технічна характеристика приладу

Марка приладу

Кількість

Примітка

1

2

3

4

5

6

15-1, 48-1

Температура, о С

Т = 900 о С; Р = 0,3 МПа

нафтопродукти

Термоелектричний термометр; градуювання ХА; межа вимірювань

0 ... 1100 о С;

клас точності 0,5

ТХА-0193-02Т

2

За місцем

3-1, 4-1, 10-1, 11-1-1, 11-1-2, 16-1, 24-1, 28-1, 29-1, 30-1, 32-1, 33 ' -1, 34-1, 35-1, 41-1, 44-1

Температура, о С

Т = 40 ... 300 о С

нафтопродукти

Термоелектричний термометр; градуювання ХК;

межа вимірів 0 ... 600 о С

клас точності 0,5

ТХК-0193-2А

16


3-2, 4-2, 10-2, 11-2-1, 11-2-2, 11-4, 15-2, 16-2, 24-2, 28-2, 29-2, 30 - 2, 32-2, 33'-2, 34-2, 35-2, 41-2, 44-2, 48-2

Температура

Вимірювальний перетворювач;

клас точності 0,5;

вихідний сигнал

Iвих = 0 ... 5 мА

Ш 9322

18


27-1, 36-1

Тиск

до 0,17 МПа

Тензометричний перетворювач;

клас точності 0,5;

верхня межа вимірювань 2,5 МПа;

вихідний сигнал

Iвих = 0 ... 5 мА

Сапфір 22МДІ

2


19-1, 21-1, 40-1

Розрядження

не менше 0,01 МПа


Тензометричний

перетворювач

клас точності 0,5;

вихідний сигнал Iвих = 0 ... 5 мА


Сапфір 22 МДВ

3


2-1, 9-1, 12-1, 18-1,

22-1, 25-1, 26-1, 31-1,

33-1, 37-1, 43-1

Рівень

40 кПа

Тензометричний перетворень-тель клас точності 0,5;

РСТ = 4 МПа

верхня межа вимірювань

60 кПа

Сапфір 22 МДГ

11


1-1, 5-1, 6-1, 7-1, 8-1,

13-1, 14-1, 17-1, 20-1, 23-1, 39-1, 42-1, 45-1, 47-1

Витрата

0,9 МПа

Первинний перетворювач діафрагма камерна; клас точності 0,5;

Ду = 100 мм;

Ру = 10 МПа

ДКС-10-100-А1Б1

ГОСТ 8.563.1-97

14


1-2, 5-2, 6-2, 7-2, 8-2,

13-2, 14-2, 17-2, 20-2,

23-2, 39-2, 42-2, 45-2, 47-2

Витрата

Тензометричний перетворень-тель клас точності 0,5;

РСТ = 16 МПа

верхня межа вимірювань 1,6 МПа

Iвих = 0,5 мА

Сапфір 22 МДД

14


1-3, 2-2, 3-3, 4-3, 5-3,

6-3, 7-3, 8-3, 9-2, 10-3,

11-3, 12-2, 13-3, 14-3, 15-3, 16-3, 17-3, 18-2, 19-2, 20-3, 21-2, 22-2, 23 - 3, 24-3, 25-2, 26-2, 27-2, 28-3, 29-3, 30-3 31-2, 32-2, 33-2, 34-3, 47-3, 35 -3, 36-2, 37-2, 38-3, 39-3, 40-2, 41-3, 42-3, 43-2, 44-3, 45-3, 46-3, 48-3

Рівень, температура,

тиск, витрата

Дисплейна станція

число кілець до 16;

контролерів

в кільці до 15,

швидкість обміну інформацією


ДС-130

2

На щиті

1-4, 2-3, 4-4, 6-4, 9-3, 11-4, 12-3, 16-4, 18-3, 19-3, 20-4, 21-3, 25 - 3, 26-4, 27-3, 28-4, 34-4, 35-4, 36-3, 37-3, 39-4, 42-4, 43-3, 46-4

Рівень, температура,

тиск, витрата

Мікропроцесорний

регулюючий контроллер

обмін ведеться на частоті 4800 біт / с

Ремиконт Р-130

2


1-5, 2-4, 4-5, 6-5, 9-4, 11-5, 12-4, 16-5, 18-4, 19-4, 20-5, 21-4, 25 - 4, 26-5, 27-4, 28-5, 34-5, 35-5, 36-4, 37-4, 39-5, 42-5, 43-4, 46-5

Рівень, температура,

тиск, витрата

Функціональний електропневматичний

перетворювач

вхід I = 0 ... 5 мА

вихід Р = 0,02-0,1 МПа;

клас точності 0,5


ЕПП-М

24

За місцем

1-6, 2-5, 4-6, 6-6, 9-5, 11-8, 12-5, 16-6, 18-5, 19-5, 20-6, 21-5, 25 - 5, 26-6, 27-5, 28-6, 34-6, 35-6, 36-5, 37-5, 39-6, 42-6, 43-5, 46-6

Рівень, температура, тиск, витрата

Регулюючий клапан для агресивних середовищ

Ду = 150 мм;

Ру = 6,3 МПа

25ч30нж

24

За місцем

11-7, 16-7, 19-6, 21-6, 26-6, 27-6, 31-3, 33-3, 35-7, 36-6 37-6, 40-3, 43-6 , 46-7

Рівень, температура,

тиск, витрата

Сигнальна лампа

ЛС-4

14


У операторної


Список використаних джерел

  1. «Нафта, газ і нафтохімія за кордоном». Справвочнік сучасних автоматизованих систем управління технологічними процесами. - 1989. - № 4

  2. Давидюк Ю. SCADA-системи на верхньому рівні АСУТП / / Платформи і технології. - 2001. - № 13 (електронний журнал, режим доступу http://www.iemag.ru/articles/detail.php?ID=2663&phrase_id=1251)

  3. Ахметов С. А. Технологія глибокої переробки нафти і газу: навчальний посібник для вузів. Уфа: Гільом, 2002. - 672 с.

  4. Сотникова Т. А., Соснова Н. А. / / Хімія і технологія палив і олив .- 2004 .- № 2 .- С. 38-39.

  5. Александрова С. Л., Таушев В. В., Валявін Г. Г. І ін / / Нафтопереробка і нафтохімія .- 1997 .- № 5 .- С. 14-19.

  6. Старовойтова Н.Р. Автомобільні моторні масла. Тенденції виробництва та споживання / / Світ нафтопродуктів. - 2002. - № 1. - С. 23.

  7. Ластовкін Г.А., Радченко О.Д., Рудін М.Г. Довідник нафтопереробника. - Л.: Хімія, 1986. - 648 с.

  8. Черножуков Н.І. Технологія переробки нафти і газу. Ч. 3 - М.: Хімія, 1978 - 408 с.

  9. Нігматуллін Р.Г., Золотарьов П.А., Сайфуллін Н.Р. Селективна очищення олійної сировини - М.: Нафта і газ, 1998. - 208 с.

  10. Казакова Л.П., Крейн С.Е. Фізико-хімічні виробництва нафтових олій - М.: Хімія. 1978. - 320 с.

  11. Колесник І.О. Процес селективної очистки олійної сировини N-метіпірролідоном / / Хімія і технологія палив і олив. - 2003. - № 2. - С. 4.

  12. Гурвич В.Л., Сосновський Н.П. Виборчі розчинники в переробці нафти. - М. - Л.: Госнаучтехіздат, 1953. - 320 с.

  13. Альтшулер А.Є. Коротков П.І., Казанський В.Л., Герасименко М.М. Виробництво мастил - М.: Гостоптехіздат. - 1959. - 186 с.

  14. Фаїз А.Р., Нігматуллін В.Р., Нігматуллін Р.Г. Розвиток процесу селективного очищення олійної сировини N метілпірролідоном у ВАТ «Ново-уфимський НПЗ» / / Світ нафтопродуктів. - 2003. - № 2. - С. 9.

  15. Автоматичне управління в хімічній промисловості: Підручник для вузів / Під ред.Е.Д.Дуднікова.: - М.:-Хімія, 1987 .- 368 с.

  16. Дадаян Л.Г., Кабанова Л.К., Ямалов Р.Р., Баклан Т.М., Автоматизація технологічних процесів: Методичний посібник .- Уфа, 1985.-22 с.

  17. Дисплейна станція ДС -130 / / Прилади і системи управління. - № 10. - С. 34-37.

  18. Пезнер В.В., Лахова Н.В., Нікольська І.В. та ін Мікропроцесорний контролер Ремиконт Р - 130. - НДІ Теплоприбор, 1990. - 330 с.

  19. Номенклатурний каталог продукції «Промислової групи Метран» за 2001р.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
158.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Технологія регенерації очищення й освітлення відпрацьованих масел
Удосконалення процесу очищення соняшникової олії електромагнімним способом
Удосконалення процесу очищення соняшникової олії електромагнімним способом
Автоматизація процесу змішування
Автоматизація процесу обліку
Автоматизація процесу підготовки шихти
Автоматизація та моделювання технологічного процесу
Автоматизація процесу складання і друку листів
Автоматизація процесу оцінювання персоналу на підприємстві
© Усі права захищені
написати до нас