Автоматизированная система управления блоком подготовки сырья на установке каталитического риформинга ОАО "Газпром нефтехим Салават"

Описание технологического процесса получения частично обессоленной воды из речной. Структурная схема предлагаемой АСУ. Применение технологий SCАDA для автоматизации задач. Использование программируемых контроллеров с резервированной структурой S7-400H.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

им. К.Г. Разумовского

Кафедра «Систем управления»

ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ

Зав. кафедрой _________ Н.И. Шиянова

«___» _______________ 2012 г.

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема: «АСУ блоком подготовки сырья на установке каталитического риформинга ОАО «Газпром нефтехим Салават»

Исполнитель: Михайлычев А.Б.

Руководитель: Рахматуллина Ф.Т.

Консультанты:

по специальной части: Валитова Е.Г.

по экономической част: Павлова Л.Г.

по безопасности жизнедеятельности: Козлов В.Н.

2012 г.

Аннотация дипломного проекта

Тема дипломного проекта - «АСУ блоком подготовки сырья на установке каталитического риформинга ОАО «Газпром нефтехим Салават».

Автор Михайлычев А.Б. Руководитель Рахматуллина Ф.Т.

Проект включает в себя 91 листов страниц пояснительной записки, 5 листов графической части, 13 таблиц, 15 рисунков, 12 литературных источников.

Разработанная система управления основана на использовании технических средств нижнего уровня фирмы «Метран», «Сапфир» и др.; верхнего уровня АСУ ТП и программного обеспечения фирмы Siemens. Внедрение системы обеспечит высокое качество продукции, уменьшение затрат на сырьё, катализатор и энергоносители, улучшение условий труда обслуживающего персонала, предупреждение аварийных ситуаций, снижение вредных выбросов в атмосферу.

В дипломном проекте изучена схема автоматизации блока подготовки сырья, создана АСУ ТП, при проектировании которой использовался двухуровневый принцип построения, приведен перечень технических средств автоматизации. В качестве верхнего уровня была предложена SCADA-система реального времени Simatic WinCC v5.1. В процессе работы были рассмотрены вопросы по охране труда, по взрыво- и пожаробезопасности, экономической эффективности модернизированной АСУ.

Объектом исследования является ректификационная колонна К-2.

Цель работы - разработка АСР температуры смеси бензиновых фракций ректификационной колонны К-2.

В дипломном проекте выбран канал регулирования температуры верха колонны К-2 по расходу орошения. Экспериментально получена переходная характеристика колонны К-2, определены динамические характеристики объекта регулирования, выбран тип регулятора и определены его настройки, дана оценка качества регулирования и определена устойчивость замкнутой АСР.

Введение

автоматизированная система управление каталитический риформинг

Автоматизация производства является важнейшим фактором научно-технического прогресса во всех отраслях промышленности.

Важной задачей автоматизации предприятий является создание локальных автоматических систем регулирования (АСР), характеризующимся высоким быстродействием, точностью и надежностью.

Принципы построения АСР являются общими независимо от природы регулируемой величины и конструкции регулирующей аппаратуры. Изучение и практическое использование этих принципов в ходе расчета реальной системы регулирования является целью выполнения настоящей работы.

Важнейшее условие нормального функционирования системы автоматического управления - получение информации, правильно отражающей состояние объекта управления, ход технологического процесса и взаимодействие всех производительных звеньев. Основным средством получения информации, поступающей в систему автоматического управления, служат измерительные устройства и информационно-измерительные системы.

Качество функционирования системы автоматического управления в значительной мере зависит от метрологических качеств измерительных приборов, а также от статических и динамических свойств регулирующих и исполнительных устройств.

Наиболее высокая эффективность работы производственных объектов достигается при автоматическом управлении технологическими процессами.

Автоматизация производственного процесса приведет к увеличению выпуска снижению себестоимости и улучшению качества продукции уменьшит численность обслуживающего персонала даст экономию материалов улучшит условия труда и техники безопасности, будет способствовать росту производительности труда и коренным образом изменит роль человека в процессе производства.

1 Анализ существующей системы управления

1.1 Описание технологического процесса

Получение частично обессоленной воды из речной состоит из следующих стадий:

- осветления и умягчения речной воды в осветлителе позиция О-4/1,2 методом известкования с коагуляцией;

- доосветления известково-коагулированной воды на осветлительных механических фильтрах позиция Ф-7/1-8;

- противоточного обессоливания на одной ступени Н-катионитных и ОН-ионитных фильтров;

- аминирования ХОВ и выдачи ее в сеть Общества;

- приготовления регенерационных растворов кислоты, щелочи;

- регенерации Н-катионитных фильтров;

- регенерации ОН-ионитных фильтров;

- нейтрализации кислых стоков в нейтрализаторе позиция Е-52/1-3;

- приготовления и подачи реагентов на узел осветления исходной воды.

Известкование с коагуляцией осуществляется для одновременного снижения щелочности исходной воды и удаления взвешенных и коллоидных веществ.

Для этого в исходную воду вводят растворы реагентов - известкового молока и коагулянта.

В процессе известкования и коагуляции происходит частичное умягчение и снижение сухого остатка обрабатываемой воды, а также удаление взвешенных веществ, соединений кремния и железа; кроме того, снижается цветность воды.

При известковании воды протекают следующие процессы:

- удаляется свободная углекислота (СО2) и образуется труднора-створимое, выпадающее в осадок соединение - карбонат кальция (СаСО3):

СО2 + Са(ОН)2 СаСО3v + Н2О;(1)

- при введении извести в большем количестве, чем это необходимо для связывания свободной углекислоты, в воде повышается содержание гидроксильных ионов (ОН-), что приводит к переходу бикарбонатов (НСО3-) в карбонаты (СО32-):

ОН- + НСО32- СО32 - + Н2О (1.1)

Карбонаты образуют с находящимися в воде ионами кальция карбонат кальция, выпадающий в осадок:

Са2+ + СО32- СаСО3v(1.2)

Ионы магния, взаимодействуя с гидроксильными ионами, выпадают в осадок в виде труднорастворимого гидрата окиси магния:

Мg2+ + 2ОН- Мg(ОН)2v(1.3)

Коагуляция при известковании является процессом, улучшающим формирование осадка и процесса удаления примесей. В качестве коагулянта используется железный купорос - FeSO4••7H2O. При введении в воду совместно с известью раствора железного купороса, происходит его гидролиз и окисление растворенным в воде кислородом с образованием гидроокиси железа Fe (ОН)3:

FeSO4 + Cа(ОН)2 Fe(ОН)2 + СаSO4(1.4)

4Fe(ОН)2 +О2 +2Н2О 4Fe(ОН)3v(1.5)

Гидроокись железа является нерастворимым соединением, имеющим рыхлую абсорбирующую поверхность.

Совместное известкование и коагуляция обеспечивают наилучший эффект протекания обоих процессов, так как Са(ОН)2 является поставщиком гидроксил-ионов при гидролизе FeSO4, что резко ускоряет выпадение осадка Fe(ОН)3.

В свою очередь, при удалении коллоидных веществ в процессе коагуляции, создаются благоприятные условия для роста кристаллов СаСО3.

Для полноты протекания процесса известкования с коагуляцией:

- в воде поддерживается избыток извести (создается гидратная щелочность 0,1ч0,35 мг-экв/дм3 т.3);

- обрабатываемая вода нагревается до температуры 29-31о С;

- образующийся осадок используется в качестве контактной среды.

Повышение эффективности осветления воды достигается с помощью высокомолекулярного вещества - флокулянта.

Механизм действия флокулянта заключается в том, что ионогенные окончания каждой молекулы этого полимера адсорбируют различные микрочастицы, содержащиеся в воде и образующиеся в процессе известкования с коагуляцией. Каждая частица может адсорбироваться несколькими ионогенными окончаниями, принадлежащими различным молекулам активатора. В результате происходит слипание агрегативно неустойчивых частиц и образование крупных хлопьев. Дозируется флокулянт с массовой долей основного вещества до 0,1%.

Смешивание воды с дозируемыми в нее реагентами (FeSO4, Са(ОН)2, и флокулянта), образование осадка, контактирование обрабатываемой воды со взвешенным слоем осадка, надлежащее осветление воды, уплотнение осадка и удаление его с продувкой происходит в осветлителе позиция О-4/1,2.

Обработанна...