Автоматизация процесса переработки предельных углеводородных газов

Технологическое описание структурной схемы проекта по автоматизации процесса переработки предельных углеводородных газов. Изучение функциональной схемы автоматизации и обоснование выбора средств КИП установки. Математическая модель контура регулирования.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

3

Контрольная работа

"Автоматизация процесса переработки предельных углеводородных газов"

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Описание технологической схемы

2. Таблица контролируемых параметров

3. Структурная схема автоматизации

4. Функциональная схема автоматизации

5. Обоснование выбора средств КИП

6. Спецификация средств КИП

7. Математическая модель контура регулирования

8. Список используемой литературы

Техническая характеристика основного аппарата

Введение

До 2000 года на ООО "ЛУКойл-ВНП" газ вырабатываемый на установках первичной и вторичной переработки нефти использовался в качестве топлива технологических печей, а большая его часть сжигалась на факеле. Для снижения количества сжигаемого газа, т.е. извлечения полезных газов пропана и бутана была построена "Газофракционная установка".

Установка № 2/110 предназначена для стабилизации прямогонных бензинов и переработки предельных углеводородных газов. После ввода в эксплуатацию этого объекта было снижено количество газа сжигаемого на факеле, повысилась глубина переработки нефти, в печах завода стал сжигаться "сухой" (метан-этановая смесь) газ, завод стал получать новый продукт: пропан-бутан автомобильный, смесь пропан-бутан техническая (используется как в промышленности так и в быту), а также чистый пропан и бутан отвечающие мировым стандартам.

Проект разработан фирмой SNC-LAVALIN-INTERNATIONAL (Канада).

схема автоматизация переработка углеводород газ

1. Описание технологического процесса

Процесс переработки предельных углеводородных газов основан на использовании физических методов переработки углеводородных смесей и свойств углеводородов: испарении, перегонки многокомпонентной системы.

Сырье, в виде смеси газов от С1 до С4 (метан, этан, пропан, бутан соответственно) поступает на прием насоса 1 и с выкида насоса расходом 40 м³/ч поступает на 14 тарелку колонны 2. В этой колонне происходит разделение смеси на две основные части смесь С1-С2 и С3-С4. При поддержании рабочих давлений и температур (куб колонны 107С, давление 24,5 кгс/см², температура над третьей тарелкой 100С) происходит испарение этана и метана, который сбрасывается в топливную сеть завода, а пропан-бутановая смесь поступает в колонну 5 на 10 или 14 тарелку. Для подогрева куба колонны используется теплообменный аппарат в межтрубной пространство которого подается пар среднего давления, а в трубное пространство кубовая жидкость, которая испаряется и поступает под первую тарелку колонны. При нормальном режиме работы колонны уровень в ней поддерживается в пределах 20-70%.

Смесь С3-С4 выводится из куба колонны и поступает в колонну 5.

Давление в колонне 5 должно быть не более 16 кгс/см² , температура в шлемовой трубе 50С, температура в кубе не более 100С, температура над третьей тарелкой 95С, уровень в колонне 20-70%. Для поддержания температуры в кубе колонны используется теплообменный аппарат 4, в межтрубное пространство которого поступает пар среднего давления. Жидкая фаза выводится с первой тарелки колонны и поступает в межтрубное пространство теплообменника. С верха теплообменника пары пропана поступают под первую тарелку колонны. При заданных параметрах происходит разделения смеси на фракции. Бутан выводится из куба колонны, поступает в воздушный холодильник 10, затем в водяной холодильник 11 и затем поступает в парк готовой продукции.

Пропан с верха колонны поступает в воздушный холодильник 6, где конденсируется и затем поступает в емкость сборник пропана 7, откуда насосом 8 поступает на орошение колонны 5 для поддержания заданной температуры верха колонны, а балансовый избыток через водяной холодильник 9 выводится с установки в парк готовой продукции.

2. Таблица основных параметров подлежащих контролю и регулированию

№ п/п	Наименование стадий, процесса, аппараты, показатели режима	Номер позиции прибора по схеме	Еденица измерения	Допускаемые пределы технологических параметров
1	Колонна 2 расход сырья в колонну давление в колонне температура в кубе колонны температура над 3ей тарелкой расход конденсата пара уровень в кубе колонны расход от К-2 к К-5	FIC-1-3 PIC-4-2 TIR-7-3 TIC-2-3 FIC-3-3 LIC-5-2 FIC-3-3	м3/ч кгс/см2 С С м3/ч % м3/ч	20-55 24.5 105-107 98-100 2,5-3 20-70 17-52
2	Колонна 5 давление в колонне температура в кубе колонны температура над 3ей тарелкой расход конденсата пара уровень в кубе колонны расход орошения температура верха	PIR-11-2 TIR-18-3 TIC-8-3 FIC-9-3 LIC-5-2 FIC-16-3 TIR-10-3	кгс/см2 С С м3/ч % м3/ч С	16 99-100 95-96 2,5-4 20-70 15-45 50
3	Емкость 7 уровень давление температура после АВО расход бутана расход пропана	LIC-14-3 PIC-13-2 TIC-12-3 FIC-17-3 FIC-15-1	% кгс/см2 с м3/ч м3/ч	20-70 15,6 48 зависит от загрузки и % состава сырья

3. Структурная схема автоматизации

Описание структурной схемы автоматизации

Измеряемые параметры с полевых датчиков, в виде цифрового или аналогового сигнала поступают в распределительную панель на активные барьеры, обеспечивающие искробезопасные цепи питания полевых датчиков и прием входного сигнала. С барьеров входной сигнал поступает на платы ввода, где происходит их группировка и адресное распределение, для передачи в процессор.

В процессоре ввода происходит преобразование входного сигнала в инженерные единицы, принятые в системах управления фирмы «Honeywell», сравнение сигналов с сигнальными и блокировочными уставками и передача преобразованного сигнала на станцию управления.

Со станции управления оператор имеет возможность визуального просмотра и регулирования всех контролируемых параметров.

Сигнал управления исполнительными механизмами поступает в процессор вывода, где происходит его преобразование в цифровой или аналоговый выходной сигнал.

Из процессора управляющий сигнал поступает в распределительную панель на платы вывода, затем подается в поле на электро-пневмо преобразователь и в виде пневматического сигнала поступает на исполнительный механизм.

4. Описание функциональной схемы автоматизации

Расход рефлюкса в колонну (сырья) контролируется контуром - 1, состоящим из диафрагмы (FE-1-1), датчика расхода (FT-1-2) и теговой точкой в РСУ (FIC-1-3).

Рабочее давление в колонне 2 регулируется контуром - 4, состоящим из датчика давления (РТ-4-1), теговой точки (PIC-4-2), и клапана регулятора (4-4) установленного на линии сброса топливного газа в топливную сеть завода.

Температура над третьей тарелкой колонны 2 регулируется контуром - 2 состоящим из термопары (TE-2...