Розробка системи автоматизації технологічного процесу на прикладі установки ЕЛОУ-АВТ

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

скачати

Міністерство Освіти і Науки Республіки Казахстан

Атирауська Інститут Нафти і Газу

Факультет «Економіки та Інформаційних систем»

Кафедра: «Інформаційні системи»

До У Р З Про У А Я Р А Б Про Т А

На тему: «Розробка системи автоматизації електрообессолівающей установки»

З дисципліни «Системи автоматизованого проектування»

Виконав: ст. гр. АУ-05 до \ про

Мухамедіяров Д.

Перевірила: к.т.н., доцент

Габбасова. Д.

Атирау - 2008

ЗМІСТ

  1. Введення.

Основні поняття та визначення автоматики.

  1. Основний розділ. Електрообессолівающее пристрій.

    1. Процес знесолення нафт.

    2. Основні види електрообессолівающіх установок.

    3. Установка ЕЛОУ-АВТ-6.

    4. Розрахунок електродегідратори.

  1. Висновок.

  2. Список літератури

Введення

Автоматизація грає вирішальну роль при організації промислового виробництва за принципом: випуск заданої кількості продукції при мінімумі матеріальних витрат і затрат ручної праці. Особливо актуальною автоматизація стає в галузях промисловості, кінцева продукція яких знаходить масовий попит у споживача і використовується практичний в усіх виробничих процесах. Автоматизовані системи управління технологічними процесами (у металургії, машинобудуванні, нафтогазової промисловості та ін) є вищим етапом комплексної автоматизації і покликані забезпечити істотне збільшення продуктивності праці, поліпшення якості продукції та інших техніко-економічних показників виробництва, а також захист навколишнього середовища. Особливістю побудови будь АСУ є системний підхід до всієї сукупності металургійних, теплотехнічних, екологічних та управлінських питань. Фахівець у галузі розробки АСУТП повинен володіти теорією автоматичного регулювання та керування, розбиратися в конструкціях і основи технології виробничих агрегатів, досить вільно орієнтуватися в роботі ЕОМ, математичному і алгоритмічній забезпечення, вміти правильно застосовувати засоби інформаційної і керуючої техніки.

Розвиток сучасного виробництва йде по шляху створення високоефективних промислових установок, супроводжується інтенсифікацією технологічних і виробничих процесів і систем управління ними. При цьому поступово був здійснений перехід від ручного управління технологічними процесами до автоматизованих і далі - до повністю автоматичним.

Різке збільшення видобутку нафти при скороченні витрат праці робітників, а також зменшення суми капіталовкладень в нафтовидобувну промисловість можливо тільки при всебічному вдосконаленні технології і техніки видобутку нафти з залученням новітніх досягнень в області автоматизації і телемеханізації. Сучасне нафтовидобувне підприємство представляє собою складне багатогалузеве господарство, розосереджене на великих площах і в цілому є сукупністю основних і допоміжних технологічних об'єктів.

Основні технологічні об'єкти - це об'єкти безпосередній видобутку, транспорту та первинної підготовки нафти і газу.

Допоміжні технологічні об'єкти - це об'єкти забезпечення нормальної роботи основних технологічних об'єктів, тобто газокомпресорні і насосні станції, котельні установки, енергогосподарство, водопостачання, об'єкти підтримки пластових тисків та ін

У зв'язку з рассредоточенностью свердловин та інших нафтопромислових об'єктів на великих площах, а також безперервністю і певної технологічної однотипністю роботи нафтових промислів разом з необхідністю майже цілодобового контролю за роботою нафтовидобувного підприємства питання автоматизації і телемеханізації технологічних процесів видобутку нафти і попутного газу набувають дуже важливе значення.

В даний час розроблений ряд систем і засобів автоматизації та телемеханізації процесів видобутку нафти, які дозволяють здійснювати нормальний перебіг технологічних процесів та забезпечують дистанційний контроль за роботою основних і допоміжних об'єктів нафтового промислу в цілому.

Для безперервного роду економіки нашої країни вирішальне значення має безперервний і швидке зростання продуктивності праці. Однією з головних передумов цього зростання є комплексна механізація та автоматизація виробництва - найважливіший напрям економічної політики нашої держави.

Під комплексної механізацією і автоматизацією розуміють такий виробничий процес, при якому всі операції виконуються машинами або механізмами, а їх управління спеціальними пристроями - автоматами, що діють без безпосередньої участі людини.

Якщо при механізації робіт полегшується фізична праця, то автоматизація до того ж звільняє працівника від безпосереднього управління машинами і механізмами. Вона також дозволяє істотно підвищити продуктивність праці і якість продукції, безпека робіт та культуру виробництва. Однак вартість засобів автоматизації і. витрати з їх налагодження та регулювання в ряді випадків можуть виявитися досить високими. Тому автоматизація виробничих процесів повинна застосовуватися тільки за умови економічної доцільності, а також для звільнення людини від тяжкого або шкідливої ​​праці. Передумовою для автоматизації виробничих процесів є повна механізація всіх ручних операцій, а також широке застосування контрольно-вимірювальних приладів.

Автоматика-галузь науки і техніки про управління різними процесами і контролі їх перебігу, здійснюваних без безпосередньої участі людини.

Розвиток автоматики сприяло в основному сучасному технічному прогресу і визначило його головні риси.

Факторами розвитку автоматики з'явилися: необхідність все більш розширеного відтворення і підвищення якості продукції, а також потреба у вдосконаленні праці людини.

Сучасне виробництво характеризується різноманіттям зв'язків між окремими процесами і необхідністю їх чіткої послідовності. Безперервне і поточне виробництво, а також високі швидкості протікання окремих операцій викликають необхідність у скороченні часу переходу від однієї операції до іншої, підвищують вимоги до швидкодії, точності та об'єктивності управління, яке стало практично нездійсненним для людини.

Масове виробництво високоякісної продукції вимагає контролю практично на всіх операціях технологічного процесу і при необхідності швидкої перебудови параметрів обладнання, що, безумовно, не під силу людині і має бути здійснено без його участі.

У цих умовах на допомогу людині в управлінні сучасним виробництвом (отримання інформації, її обробка і вплив на відповідні елементи процесу) прийшли спеціальні пристрої звані автоматами. Роль людини при цьому зводиться тільки до спостереження за роботою автоматів, їх налагодження та регулювання.

Одним з основних шляхів підвищення ефективності нафтопереробного виробництва є створення автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСУ ТП) на базі сучасних засобів автоматизації та обчислювальної техніки. Управління технологічними процесами з використанням автоматичних пристроїв включає в себе вирішення наступних основних завдань: контроль параметрів процесів (температури і тиску в апаратах, складу та якості рідин і газів і т.д.); регулювання параметрів (підтримання їх в заданих значеннях); сигналізацію ( оповіщення, попередження) про відхилення значень параметрів за допустимі межі; блокування (заборону) неправильного включення обладнання; захист обладнання в аварійних ситуаціях (виключення, переклад на безпечний режим). Автоматизація виробничих процесів починається з постановки завдання, що визначає рівень (ступінь) автоматизації конкретного об'єкта, наприклад, технологічної установки. Цим визначається напрямок всієї подальшої роботи, її обсяг і вартість витрат, зокрема, на придбання та впровадження засобів автоматизації. Важливим у вирішенні завдання автоматизації є вибір керуючої системи, тобто визначення ступеня участі людей у процесі управління, використання автоматичних пристроїв, засобів обчислювальної техніки.

Всі ці питання вирішуються на підставі ретельного вивчення підлягають автоматизації процесів. Вивчаються властивості вихідних, проміжних і готових продуктів - їх вибухо-і пожежонебезпека, токсичність, фізико-хімічні властивості. Досліджуються (або задаються) статичні та динамічні характеристики технологічних апаратів, визначаються класи і категорії виробничих приміщенні по вибухо-і пожежонебезпеки. На підставі поставленого завдання і вихідних даних розробляється проект автоматизації. При цьому може враховуватися досвід автоматизації аналогічних процесів або установок.

У розробці керуючої системи для технологічної установки можна виділити наступні основні напрями:

  1. вирішення питання організації управління. Воно може бути місцевим або централізованим. Управління роботою технологічних установок, як правило, централізоване і здійснюється з операторських пунктів. З урахуванням цього вирішуються й інші питання;

  2. вибір контрольованих параметрів, що має забезпечити отримання найбільш повної вимірювальної інформації про технологічний процес, про роботу обладнання. Контролю, як правило, підлягають основні параметри процесу - температура. тиск, рівень та ін Для можливості оцінки техніко-економічних показників роботи технологічної установки і виконання обліково-розрахункових операцій необхідно вимірювати витрати і кількість сировини, готового продукту, теплоносіїв і т.д. Там, де це можливо, необхідно використовувати аналізатори якісних показників - хроматографи, газоаналізатори, концентратомірів, густиноміри, віскозиметри та інші, в тому числі аналізатори стічних вод і газових викидів в атмосферу;

  3. вибір регульованих параметрів і каналів внесення регулюючих впливів;

  4. Вибір параметрів сигналізації, блокування і захисту. Цю частину розробляють, виходячи з вимог безпечного ведення технологічного процесу з урахуванням багатьох факторів: технологічного регламенту, інструкцій з пуску, ведення та зупинку процесу, ознак аварійних ситуацій. При цьому повинні бути враховані різні діючі вказівки, норми, правила, технічні умови і т.д., що поширюються на даний процес або технологічну установку.

  1. вибір засоби автоматизації. Засоби автоматизації повинні вибиратися згідно з прийнятими рішеннями щодо контролю, регулювання та сигналізації параметрів процесу, а також з урахуванням забезпечення автоматичного захисту та блокування. При цьому повинні враховуватися такі основні вимоги:

а) прилади повинні вибиратися з числа серійно випускаються приладобудівної промисловістю, тобто згідно з діючими номенклатурним довідників;

б) засоби автоматизації повинні задовольняти вимогам безпечної експлуатації їх (наприклад, з урахуванням вибухонебезпечності процесів прийняти прилади з пневматичною системою дистанційної передачі, електричні прилади в іскробезпечних виконанні і т.д.)

в) за технічними характеристиками прилади та інші засоби автоматизації повинні вибиратися з урахуванням умов експлуатації: тиску, температури, фізико-хімічних властивостей контрольованого середовища.

У нашій країні теоретичним та практичним питанням автоматики надається велике значення. Створено ряд науково-дослідних інститутів у складі Академії наук РК, розробляють теоретичні та прикладні питання автоматики, а також інститути, конструкторські бюро та об'єднання у складі галузей промисловості, які розробляють прикладні питання автоматизації виробництва.

Поставлені Урядом РК завдання щодо подальшого зростання продуктивності праці, збільшення кількості та поліпшення якості продукції, що випускається можливо вирішити тільки на основі широкого впровадження автоматики у виробничі процеси і впровадити автоматизовані системи в різні сфери господарської діяльності, і в першу чергу в проектування, управління обладнанням і технологічними процесами . Підняти рівень автоматизації виробництва приблизно в 2 рази. Створювати комплексно-автоматизовані виробництва, які можна швидко та економічно перебудовувати.

    1. Основні поняття та визначення автоматики

Формування автоматики як самостійної галузі науки і техніки супроводжувалося встановленням певних загальноприйнятих понять. Визначеність понять і їх точне розуміння мають важливе значення, тому що методи та засоби автоматики знайшли широке застосування в різних галузях народного господарства.

Автоматика - галузь науки і техніки про управління і контроль протікання різних процесів, що діють без безпосередньої участі людини. Більш конкретне (вузьке) визначення автоматики - це сукупність методів і технічних засобів, що виключають участь людини при виконанні операцій конкретного процесу.

Автоматизація - процес, при якому функції управління і контролю здійснюються методами і засобами автоматики. У застосуванні до будь-якого виробництва автоматизація характеризується звільненням людини від безпосереднього виконання функцій управління виробничими процесами та передачею цих функцій автоматичним пристроям. Поняття автоматизації має ширший зміст, що включає комплекс технічних, економічних і соціальних питань. Технічна спрямованість автоматизації дозволяє організувати технологічні процеси з такою швидкістю, точністю, надійністю і економічністю, які людина забезпечити не може. Економічна спрямованість дозволяє отримати порівняно швидку окупність початкових витрат за рахунок зниження експлуатаційних витрат і підвищення обсягу та якості продукції, що випускається, а соціальна спрямованість дозволяє змінити характер і поліпшити умови праці людини.

За ступенем автоматизації виробництва розрізняють часткову, комплексну і повну автоматизацію.

Часткова автоматизація - це автоматичне виконання окремих виробничих операцій, що здійснюється в тих випадках, коли певні технологічні процеси внаслідок своєї складності або швидкодії нездійсненні для людини. Функції людини при частковій автоматизації визначаються технологічним процесом і зводяться до участі у виробничих операціях, контроль і управління. Частково автоматизується, як правило, що діє виробниче обладнання, причому найбільш ефективно автоматизувати технологічний процес, який порівняно легко можна функціонально виділити із загального виробництва.

Комплексна автоматизація - автоматичне виконання всіх основних виробничих операцій ділянки, цеху, заводу, електростанції і т. д. як єдиного взаємопов'язаного комплексу. Функції людини при комплексній автоматизації обмежуються контролем і загальним управлінням. При комплексній автоматизації окремі автоматичні регулятори та програмні пристрої повинні бути пов'язані між собою, і утворювати єдину систему управління.

Повна автоматизація - це найвищий ступінь, при якій автоматизуються всі основні і допоміжні ділянки виробництва, включаючи систему управління і контролю. Управління та контроль автоматизуються за допомогою обчислювальних машин або спеціалізованих автоматичних пристроїв. Функції людини при повній автоматизації зводяться до спостереження за роботою обладнання та усунення виникаючих несправностей.

При визначенні ступеня автоматизації слід враховувати перш за все економічну ефективність і технічну доцільність в умовах конкретного виробництва.

У залежності від виконуваних функцій автоматизація класифікується на такі основні види: управління, контроль, сигналізація, блокування, захисту і регулювання.

Управління - це сукупність дій, спрямованих на підтримку функціонування об'єкта відповідно до заданої програми, які виконуються на основі певної інформації про значення параметрів керованого процесу (наведене визначення терміна «управління» має в основному технічний зміст стосовно досліджуваного предмета).

Будь-який процес управління в кожний момент часу характеризується одним або декількома показниками, які відображають фізичний стан керованого об'єкта (температура, швидкість, тиск, електрична напруга, струм, електромагнітне поле і т. д.). Ці показники в процесі управління повинні змінюватися за будь-яким законом чи залишатися незмінними при зміні зовнішніх умов і режимів роботи керованого пристрою. Такі показники називаються параметрами керованого процесу.

З точки зору автоматизації виробництва управління поділяється на автоматичне та напівавтоматичне.

При автоматичному управлінні подача команд на керований об'єкт здійснюється від спеціальних пристроїв або за заданою програмою, або на підставі інформації контрольованих параметрів. При напівавтоматичному управлінні контроль роботи керованого об'єкта та подання команд здійснюється частково оператором. Напівавтоматичне управління може бути місцевим або дистанційним. При місцевому управлінні апарати

управління та контролю розміщуються поряд з об'єктом, при дистанційному - на будь-якій відстані від об'єкта.

Автоматичний контроль - автоматичне отримання і обробка інформації про значення контрольованих параметрів об'єкта з метою виявлення необхідності керуючого впливу. Автоматичний контроль можна розглядати як складову частину автоматичного управління, так як для протікання процесу за заданою програмою необхідно мати інформацію про значення параметрів, що контролюються, з тим щоб надавати при необхідності керуючий вплив. Контроль може бути безперервним і дискретним. Безперервний контроль - це контроль, при якому контрольовані параметри постійно зіставляються з заданими значеннями. Дискретний контроль - це контроль, при якому зіставлення параметрів здійснюється періодично. Контроль також класифікується на місцевий і дистанційний. Місцевий контроль - це контроль, при якому спостереження за станом параметрів здійснюється безпосередньо у об'єкту, при дистанційному контролі спостереження за станом параметрів здійснюється на відстані від об'єкта.

Сигналізація - це перетворення інформації про функціонування об'єкта контролю (про значення характерних параметрів) в умовний сигнал, зрозумілий черговому або обслуговуючому персоналу. Сигналізація зазвичай поділяється на технологічну і аварійну. Технологічна сигналізація сповіщає персонал про хід процесу при можливих допустимих відхиленнях контрольованих параметрів. Повідомлення може бути у вигляді світлових сигналів (загоряння або миготіння ламп, табло і т. д.), а також поєднанням світлових і звукових сигналів. Аварійна сигналізація сповіщає про відхилення контрольованих параметрів технологічного процесу за допустимі межі та необхідність втручання персоналу. Аварійне сповіщення має відрізнятися від. Технологічного по свого логічного сприйняття. Зазвичай воно виконується у вигляді світлових і звукових сигналів.

Приклад технологічної та аварійної сигналізації - це функціонування релейного захисту електричної станції. При заданих значеннях напруги і струму постійно горить світлове табло свідчить про нормальному режимі роботи високовольтного обладнання. При відхиленні напруги і струму електричної мережі за допустимі значення спрацьовує релейний захист та світлове табло починає блимати в супроводі звукових переривчастих сигналів.

Блокування - це фіксація механізмів, пристроїв в певному стані в процесі їх роботи. Блокування дозволяє зберегти механізм, пристрій у фіксованому положенні після отримання зовнішнього впливу. Блокування підвищує безпеку обслуговування і надійність роботи обладнання, забезпечує необхідну послідовність включення механізмів, пристроїв, а також обмежує переміщення механізмів у межах робочої зони. Прикладом блокування може служити пристрій високовольтного вимикача. Механізм блокування влаштований таким чином, що включення вимикача можливо тільки при закритій лицьовій панелі.

Автоматичний захист - це сукупність методів і засобів, які припиняють процес при виникненні відхилень за допустимі значення контрольованих параметрів. Так, наприклад, при перевантаженнях або коротких замиканнях в електричних мережах відбувається спрацьовування певного виду захисту (тепловий, максимального струму і т. д.) і автоматичне відключення аварійних ділянок. У ряді випадків пристрої захисту одночасно виконують функції управління. Наприклад, для підвищення рівня безперебійності електропостачання захисні пристрої з одночасним відключенням аварійної ланцюга автоматично включають резервні ланцюга.

Автоматичне регулювання - це автоматичне забезпечення заданих значень параметрів, що визначають необхідну перебіг керованого процесу відповідно до встановленої програми. Автоматичне регулювання можна розглядати як складову частину автоматичного управління.

Параметри керованого процесу, що підлягають заданим змін або стабілізації, називають регульованими параметрами.

Пристрій, апарат або виріб, у яких регулюються один або декілька параметрів, називають об'єктом автоматичного регулювання.

Пристрій, що забезпечує автоматичну підтримку заданого значення регульованого параметра в керованому об'єкті або його зміни за певним законом, називають регулятором.

Сукупність об'єкта регулювання і автоматичного регулятора називають системою автоматичного регулювання (САР).

У системі автоматичного регулювання розрізняють пряму і зворотний зв'язок.

Прямий зв'язок - це вплив кожного попереднього елемента регулятора на наступний.

Зворотній зв'язок - вплив однієї з наступних елементів регулятора на попередній. Зворотній зв'язок буває позитивною, коли напрям її впливу збігається з напрямом впливу попереднього елемента на наступний, і негативною в протилежному випадку.

Основний розділ

    1. Процес знесолення нафт

При глибокому зневодненні деяких нафт, в пластовій воді яких міститься мало солей, відбувається майже повне їх видалення. Однак більшість нафт потребує додаткового знесолюванні.

У деяких випадках для знесолення використовується термохимический метод, але частіше застосовується спосіб, що поєднує термохімічне відстоювання з обробкою емульсії в електричному полі. Установки останнього типу носять назву електрообессолівающіх (ЕЛОУ).

Технологічна схема установки електрознесолення нафти наводиться на рис. 1. Нафта, в яку введені промивна вода, деемульгатор і луг, насосом Н-1 прокачується через теплообмінник 7-1 і пароподогреватель Т-2 в електродегідратор першого ступеня Е-1. Тут видаляється основна маса води і солей (зміст їх знижується в 8-10 разів.) На деяких установках ЕЛОУ перед Е-1 знаходиться термохімічна щабель. З Е-1 нафта надходить у електродегідратор другого ступеня Е-2 для повторної обробки. Перед Е-2 в нафту знову подається вода. Загальна витрата води на знесолення становить 10% від оброблюваної нафти. На деяких установках свіжа вода подається тільки на другий ступінь знесолення, а перед першою сходинкою з нафтою змішуються промивні води другого ступеня. Так вдається знизити витрату води на знесолення вдвічі.

Обезсолена нафту з Е-2 проходить через теплообмінник Т-1, холодильник і подається в резервуари знесоленої нафти. Вода, відокремлена в електродегідратори, прямує в нефтеотделітель Е-1 для додаткового відстою. Вловлена ​​нафту повертається на прийом сировинного насоса, а вода скидається в промислову каналізацію і передається на очищення.

2.2. Основні види електрообессолівающіх установок

Головним апаратом установки є електродегідратор - ємність, забезпечена електродами, до яких підводиться змінний струм високої напруги. В експлуатації на промислових і заводських установках ЕЛОУ знаходяться електродегідратори різних конструкцій: вертикальні, кульові й горизонтальні.

Вертикальний електродегідратор (рис. 2) являє собою циліндричну посудину діаметром 3 м, висотою 5 м і об'ємом 30 м 3. Усередині знаходяться електроди - металеві пластини, підвішені на порцелянових ізоляторах. Струм подається до електродів від двох підвищують трансформаторів потужністю по 5 ква (кіловольтампер) кожен. Напруга між електродами від 15 до 33 кв.

Сировина вводиться в електродегідратор через вертикальну, вмонтовану по осі апарату трубу, яка на половині висоти дегідратору закінчується розподільчої голівкою. Головка влаштована так, що через її вузьку кільцеву щілину емульсія нафти і води вводиться у вигляді тонкої веерообразной горизонтальної струменя. Оброблена нафту виводиться в центрі верхнього днища електродегідратори, А обстояти вода - через нижнє днище.

Недоліком вертикальних електродегідратори, призвів до їх витіснення більш сучасними конструкціями, є низька продуктивність, недостатньо висока температура знесолення. Через низьку продуктивність на установках ЕЛОУ доводилося поєднувати паралельно 6-12 апаратів. На потужних електрообессолівающіх установках, побудованих в 1955-1970 рр.., Застосовуються шарові електродегідратори ємністю 600 м 3 і діаметром 10,5 м. Продуктивність такого дегідратору (рис. 3) дорівнює 300-500 м 3 / ч. Принцип його дії той же, що і вертикального апарату, але замість одного стояка з розподільчої головкою для введення сировини і однієї пари електродів в кульовому електродегідратори їх по три.

Кульові дегідратори мають у 10-15 разів більшу продуктивність, ніж вертикальні, але вони громіздкі і трудомісткі у виготовленні. Крім того, вони не можуть експлуатуватися при високому тиску. Підвищення розрахункового тиску електродегідратори призвело б до великої перевитрати металу на апарат.

За останні роки в нашій країні та за її межами набули поширення горизонтальні електродегідратори. Конструкція такого апарата, розрахованого на тиск до 18аг і температуру процесу 140-160 ° С, наведена на рис. 4. Горизонтальні електродегідратори мають діаметр 3-3,4 н і обсяг 80 і 160 м 3. Підвищення розрахункового тиску і температури відіграє велику роль, тому що дозволяє проводити глибоке зневоднення і знесолювання важко знесолюючої нафт.

Електроди в горизонтальному електродегідратори розташовані майже посередині апарату. Вони підвішені горизонтально один над одним. Відстань між ними становить 25-40 см.

Введення сировини в горизонтальний електродегідратор здійснюється через розташований уздовж апарату горизонтальний маточник. Вступаючи в апарат, нафта потрапляє в шар відстояної води, а потім - в зону під електродами, в межелектродное простір, і, нарешті, в зону над електродами. У верхній частині дегідратору розташовуються викидні колектори обробленої нафти. Перевагою цієї конструкції є великий шлях руху нафти і час її перебування в апараті, так як введення сировини розташований значно нижче, ніж в інших електродегідратори. При цьому поліпшуються умови відстоювання води.

Крім того, в горизонтальному електродегідратори великі частинки води випадають з нафти ще до потрапляння в зону сильного електричного поля, розташовану в міжелектродному просторі. Тому в ньому можна обробляти нафту з великим вмістом води, не побоюючись надмірного збільшення сили струму між електродами.

Порівняння ефективності електродегідратори різної конструкції показує безсумнівні переваги горизонтальних апаратів. Питома продуктивність останніх в 2,6 рази більше, ніж кульових, а питома витрата металу - на 25% менше.

Режим знесолення. Температура і тиск процесу знесолення багато в чому залежать від конструкції апарату. Велике значення мають властивості знесолюючої нафти. Багато нафти добре знесолюючої при 70-90 ° С. Однак для таких нафт, як Ромашкинского, особливо в тих випадках, коли вони надходять з промислів погано підготовленими, доводиться підвищувати температуру знесолення до ПО-160 ° С. Підвищення температури знесолення збільшує електричну провідність і силу струму, ускладнює умови роботи ізоляторів.

Важливе значення має рівномірна подача в нафту деемульгатора. Витрата деемульгатора на ЕЛОУ становить: НЧК-ог 500 до 5000 а / т, ОЖК-від 20 до 60 а / м. ВП-10 - від 35 до 50 г1т нафти. Деемульгатор НЧК подається в нафту в чистому вигляді, а неіоногенні деемульгатори - у вигляді 2-5%-них водних розчинів.

У нафту також подається луг, яка необхідна для створення при знесолюванні нейтральною або слабощелочной середовища. У такому середовищі прискорюється процес деемульсаціі, зменшується сила струму в електродегідратори і корозія апаратури. Витрата лугу становить до 50 г / т нафти.

    1. Установка ЕЛОУ-АВТ-6

Установка ЕЛОУ АВТ-6 проіводітельностью 6 млн.т / рік здійснює процеси зневоднення та знесолення нафти, її атмосферно-ваккуумную перегонку і вторинну перегонку бензину. Схема цієї установки представлена ​​на малюнку.

Вихідна нафту після змішування з деемульгатора, нагріта в теплообменніках1, чотирма паралельними потоками проходить через два ступені горизонтальних електродегідратори 2, де здійснюється знесолення. Далі нафту після додаткового нагрівання в теплообмінниках направляється в отбензінівающую колону 3. Тепло вниз цієї колони підводиться гарячим струменем XV, що циркулює через піч 4.

Частково отбензіненная нафту XIV з колони 3 після нагріву в печі 4 направляється в основну колону 5, де здійснюється ректифікація з отриманням парів бензину зверху колони, трьох бічних дистилятів VIII, IX і X з отпарних колон 6 і мазуту XVI знизу колони. Овід тепла в колоні здійснюється верхнім випаровуючий зрошенням і двома проміжними циркуляційними зрошеннями. Суміш бензинових фракцій XVIII з колон 3 та 5 направляють на стабілізацію в колону 8, де зверху відбираються легкі головні фракції (рідка головка), а знизу-стабільний бензин XIX. Останній у колонах 9 піддається вторинної перегоні з отриманням вузьких фракцій, які використовуються як сировина для каталітичного риформінгу. Тепло вниз стабілізатора 8 і колон вторинної перегонки 9 підводиться циркулюючими флегма XV, що нагріваються в печі 14.

Мазут XVI з основної колони 5 в атмосферній секції насосом подається у вакуумну піч 15, звідки з температурою 420 С направляється у вакуумну колону 10. У нижню частину цієї колони подається перегрітий водяний пар XVII. Зверху колони водяна пара разом з газоподібними продуктами розкладання надходить у поверхневі конденсатори 11, звідки гази розкладання відсмоктуються триступінчастими пароежекторним вакуумними насосами. Залишковий тиск у колоні 50 мм рт. Ст Боковим погоном вакуумної колони служать фракції XI і XII, які насосом через теплообмінник і холодильник направляються в ємності. У трьох перерізах вакуумної колони організовано проміжне циркуляційний зрошення. Гудрон XIII знизу вакуумної колони відкачується насосом через теплообмінник 1 і холодильник у резервуари.

Апаратура й устаткування АВТ-6 займають майданчик 265х130м, або 3.4га. У будівлі розміщені підстанція, насосна для перекачування води та компресорна. Блок ректифікаційної апаратури примикає до одноярусному залізобетонному постаменту, на якому, як і на установці АТ-6, встановлена ​​конденсаційно-холодильна апаратура і проміжні ємності. Під першим ярусом постаменту розташовані насоси технологічного призначення для перекачування нафтопродуктів. Як вогневих нагрівачів мазуту, нафти і циркулюючої флегми застосовані багатосекційні печі загальною тепловою потужністю близько 160 млн.ккал / год з прямим склепінням, горизонтальним розташуванням радіани труб двостороннього опромінення та нижньої конвекційної шахтою. Печі споживають рідке паливо, що спалюється в форсунках з повітряним розпилом. Передбачена можливість використання як палива газу. Нижче наведено техніко-економічні показники установок АВТ різної продуктивності (на 1т.нефті.):

Продуктивність, млн. т / рік

1

2

3

6

Паливо рідке, кг

38,5

30,7

32,4

27,7

Електроенергія, кВт.год

2,62

2,26

5,68

3,97

Вода, м3

21,7

15,5

8,51

4,47

Пар водяний (з боку), млн. ккал

0,11

0,09

0,008

-

Експлуатаційні витрати, руб / год

1,0

0,79

0,63

0,44

Капітальні витрати, крб

1,76

1,30

1,24

1,05

Витрата металу на апаратуру, кг

1,86

1,64

1,26

0,58

Продуктивність праці на 1 роб., Тис.т

33,6

66,7

75,0

66,7

Коротка характеристика технологічного обладнання

Печі трубчасті факельні

Теплопродуктивність печей: 30.3, 38.52, 20.85, 29.66 млн.ккал / год

Призначені для нагрівання сировини до температури випаровування необхідних фракцій при переході нагрітого сировини в ректифікаційної колони

Колона попереднього випаровування

Діаметр-5000мм, висота-32500мм; розрахункове давленіе-8кг/см;

розрахункова температура-240/360 C; 24 тарілки клапанні ,2-х потокові-10шт, 4-х ппоточние-14шт;

матеріал FG 36 TxTCr 13

Вакуумна колона

Висота-33600ммм; D ч-4500мм, D з-9000; D ф-3000мм;

Розрахунковий тиск-40 мм. рт.ст; розрахункова температура-400С;

Матеріал-FG 36 T / 12

Атмосферна колона

Довжина-5000мм, висота-52500мм; розрахунковий тиск-6 мм.рт. ст;

Розрахункова температура-290-400С, 50 тарілок 2-х потокові клапанні;

Матеріал-FG 36 TxCr 13

2.4. Розрахунок електродегідратори

В основі розрахунку елетродегідратора лежить вираз визначає швидкість руху крапель в електричному полі

, Де

x - електрична стала визначальна заряд рухається краплі; Е - градієнт електричного поля, В / м; D п - діелектрична проникність середовища; n - кінематична в'язкість, м 2 / с.

Для кращого відстоювання нафти в емульсію нафта-вода додають деемульгатор, який сприяє більш швидкому укрупнення крапель і, тим самим прискорює процес відстоювання. На УПН «Бистрінскнефть» використовується діпроксамін, як імпортного, так і російського виробництва. Кількість ПАР розраховують за такою формулою [8, с. 148]

, Де

Граничну концентрацію молекул ПАР визначають на основі рівняння Ленгмюра [8, с. 117]

, Де

з 0 - початкова концентрація осаждаемого речовини (вода); a - постійна Ленгмюра.

Величину Г знаходять за рівнянням Гіббса [8, с. 86]

, Де

R - питома газова стала, Дж / ​​(кг × К), Т - температура; Ds / D с - градієнт зміни поверхневого натягу на зміну концентрації реагенту. Постійна Ленгмюра a, визначається за ізотермі поверхневого натягу (приклад розрахунку ізотерми дані в роботі [8, с. 84]) або за формулою

, Де

d - товщина поверхневого шару, м; W - робота адсорбції, Дж / ​​кг; R 0 - питома газова стала, Т - температура.

Величину Г m можна знайти за формулою

, Де

S m - поперечний переріз частинки ПАР, м 2.

Коефіцієнт розподілу речовини дорівнює

, Де

N 0 - мольна частка ПАР; N в - мольна частка води.

Наступні величини позначають

S l - поперечний переріз крапель емульсії, м 2; c l - гранична концентрація емульсії; V непр - обсяг в якому йде безперервний процес деемулгірованія; V дист - обсяг дисперсного середовища.

Процес електрообезвожіванія та знесолення існує вже не один десяток років, і всі основні апарати стандартизовані. Якщо ще врахувати те, що в наявній літературі відсутні дані по розрахунку різних коефіцієнтів, необхідних для розрахунку електродегідратори. Умовно приймаємо елетродегідратор, як стандартизований апарат.

У таб. 1 наведені характеристики дегідраторів горизонтального типу в основному використовувані в Казахстані.

Характеристики горизонтальних електродегідратори.

Таблиця 1

Показник


Ємність, м 3

80

100

160

190

Діаметр, м

3

3

3,4

3,4

Довжина, м

11,6

14,2

17,6

21,0

Продуктивність, кг / год

68500

91300

114100

350700

Для обгрунтування вибору саме горизонтального електродегідратори наведена таб. 2. і таб. 3. Можна з упевненістю сказати, що горизонтальний дегідратор легше і дешевше коштує, а по продуктивності не відстає від своїх конкурентів.

Порівняльні показники роботи ЕГ.

Таблиця 2

Показник

Вертикальний

Кульовий

Горизонтальний

Горизонтальний-циліндричний

Перетин в місці установки електрода, м 2

8,14

98

33,2

33,2

Площа електродів, м 2

6,6

31,2

29,8

19,6

Для перетину апарату зона електродів,%

81,0

52,5

90,0

59,0

Час перебування, з:





в міжелектродному просторі

0,023

0,008

0,084

0,023

в апараті

0,163

-

0,013

0,013

Швидкість подачі нафти, м / год

-

10-15

3-3,4

3-3,4






Показники роботи електродегідратори різних типів. Таблиця 3

Найменування величини

Вертикальний

Кульовий

Горизонтальний

Продуктивність, м 3 / год

25

400

200

Об'єм, м 3

30

600

160

Перетин, м 2

7

86

60

Лінійна швидкість, м / год

4,3

7

2,7

Розміри, м:




діаметр

3

10,5

3,4

довжина (висота)

5

-

17,6

Робочий тиск, МПа

0,4

0,7

1,0

Маса апарата, кг

-

1 × 10 5

0,37 × 10 5

Всі основні параметри роботи електродегідратори приймаються наступні [9]:

  • продуктивність по рідини 350 кг / год;

  • робочий тиск 0,8 МПа;

  • витрата реагенту-деемульгатора (діпроксамін), 20-25 г / т;

  • оптимальну температуру нагріву нафти, 45-50 ° С;

  • струм зовнішньої фази електродегідратори 240А.

Основні розміри електродегідратори:

  • довжина області відстоювання 21000 мм;

  • загальна довжина апарату 23720 мм;

  • внутрішній діаметр 3400 мм;

  • товщина стінки 46 мм;

  • введення сировини Æ 300 мм;

  • висновок нафти Æ 250 '2;

  • висновок солоної води Æ 200 '1;

  • видалення шламу Æ 300 '3;

  • відкачка нафти Æ 150 '1;

  1. Висновок.

На закінчення курсового проекту можна сказати, що в процесі його створення були виконані наступні цілі:

  • викладені основні концепції появи і розвитку видобутку підготовки нафти;

  • викладені основні поняття про автоматиці в цілому і автоматизації технологічних процесів у нафтогазовій галузі зокрема;

  • викладені основні принципи поділу емульсії нафта-вода;

  • наведена і описана основна апаратура, яка використовується для зневоднення нафти;

  • приведена технологічна схема електрообессолівающей установки Атирауського НПЗ;

  • зображений принцип розрахунку електродегідратори і прийняті його основні розміри;

Всі ці цілі досягнуті з позитивним результатом. За час проробляє курсової роботи оволоділи новими знаннями в області первинної підготовки нафти, і отримали навички при розробці схеми автоматизації технологічних процесів.

  1. Список використаної літератури

  1. Левінтер М.Є., Ахметов С. А. Глибока переробка нафти. М., 1992.

  2. http://www.ngfr.ru/

  3. Еріх В.М., Расіна М.Г., Рудін М.Г. "Хімія і технологія нафти і газу". Ленінград, "Хімія", 1972.

  4. Скобла А.І., Трегубова І.А., Єгоров М.М. "Процеси і апарати, нафтопереробної і нафтохімічної промисловості". Москва, Державне науково-технічне вид., 1962.

  5. Нестеров І.І., Рябухін Г.Є. "Таємниці нафтової колисці". Свердловськ, Середньо-Уральське книжкове видавництво, 1984.

  6. Судо М. М. "Нафта та горючі гази в сучасному світі". Москва, Надра, 1984.

  7. Рабинович Г. П., Рябих П.М., Хохряков П.А., під ред. Судакова Є.М. «Розрахунки основних процесів і апаратів нафтопереробки». Довідник. Москва, «Хімія», 1979.

  8. Дріацкая З.В., Мхчіян М.А., Жмихова Н.М. та інші «Нафти СРСР. Том 4 ». Москва, «Хімія», 1974.

  9. Рабинович В.А., Хавін З.Я. «Короткий хімічний довідник». Санкт-Петербург, «Хімія», 1994.

  10. Під ред. Є.Г. Дудникова. Автоматичне управління в хімічній промисловості: Підручник для вузів. - М.: Хімія, 1987. 168 с., Іл.

  11. Стефані Є. П. Основи побудови АСУ ТП: - М.: Енергія, 1982. -352 С, іл.

  12. Т. П. Сєріков, Б. Б. Оразбаев, К. М. Джігітчеева. Технологічні схеми переробки нафти і газу в Казахстані: - Москва, 1994.

Посилання (links):
  • http://www.ngfr.ru/
  • Додати в блог або на сайт

    Цей текст може містити помилки.

    Виробництво і технології | Курсова
    116.3кб. | скачати


    Схожі роботи:
    Проект установки ЕЛОУ-АВТ
    Розробка технологічного процесу складання редуктора циліндричного і технологічного процесу
    Розробка технологічного процесу складання пристосування для перевірки пружин і технологічного
    Розробка і дослідження технології геодезичного забезпечення будівництва і установки технологічного
    Розробка вимог до автоматизації процесу випробувань резисторів дротяних
    Розробка вимог до автоматизації процесу випробувань стали арматурної
    Розробка програмного забезпечення з автоматизації навчального процесу в коледжі
    Розробка вимог до автоматизації процесу випробувань приймача телевізійного
    Розробка вимог до автоматизації процесу випробувань стали арматурної Основні технічні
    © Усі права захищені
    написати до нас