Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Апреля 2014 в 07:26, дипломная работа
В проделанной работе проанализировано состояние производства бутадиена на базе цеха Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ» и выявлена необходимость реконструкции узла очистки бутадиен-сырца от ацетитленовых углеводородов, а именно колонны экстрактивной ректификации К-45, так как в колонне в процессе очистки происходит унос ацетонитрила и ацетилена с парами бутадиена, что по нормам технологического режима недопустимо.
Данное отклонение вызвано повышенными нагрузками по сырью, превышающим нормы расхода по проекту. Нарушение приводит к необходимости воз-врата бутадиена-сырца с нежелательными примесями на повторную очистку, что повышает энергозатраты и увеличивает затраты времени на получение готовой продукции.
Введение
1. Аналитический обзор………………………………………………………........ 6
1.1. Современные промышленные способы получения бутадиена………….. 6
1.2. Обоснование технологии базового производства…………………………. 6
1.3. Структурная схема проектируемого процесса и ее описание……………. 8
2. Технологическая часть……………………………………………………......... 14
2.1. Характеристика готовой продукции……………………………………........... 14
2.2. Характеристика сырья, вспомогательных материалов,
полуфабрикатов………………………………………………………………….. 15
2.3. Нормы технологического режима…………………………………………….. 16
2.4. Технологическая схема проектируемого процесса и ее описание……… 23
2.5. Аналитический контроль производства………………………………........... 25
3. Расчетная часть………………………………………………………………….. 28
3.1. Расчёт материального баланса проектируемого процесса………............ 28
3.2. Технологический расчет аппарата………………………………………........ 34
3.3. Конструктивный расчет аппарата…………………………………………….. 38
4. Автоматизация и АСУ ТП……………………………………………………… 45
5. Охрана труда и техника безопасности………………………………………. 55
6. Охрана окружающей среды……………………………………………………. 66
7. Экономическая часть……………………………………………………………. 77
7.1. Входная информация и предварительные расчеты………………………. 77
7.2. Расчет численности и годового фонда заработной платы рабочих…….. 79
7.3. Расчет затрат на сырье, вспомогательные материалы и
энергоресурсы……………………………………………………………………. 81
7.4. Расчет цеховых расходов и калькуляции себестоимости………………… 82
7.5. Расчет технико-экономических показателей………………………………… 84
8. Заключение……………………………………………………………………….. 86
9. Список используемой литературы…………………………………………….. 87
Приложения:
1. Приложение 1
2. Приложение 2
3. Технологическая схема производства
4. Технологическая схема узла экстрактивной ректификации с
автоматизацией
5. Чертёж общего вида ректификационной колонны
6. Чертёж деталей и узлов основного аппарата
7. Сравнительная таблица технико-экономических показателей
Продолжается совершенствование комплекса технических средств АСУТП. Осуществлен переход от устаревшего пневматического оборудования и традиционных щитовых систем к бесщитовым распределенным микропроцессорным АСУТП сетевой архитектуры, в составе которых широко используются IBM-совместимые компьютеры и новейшие программные средства. В управлении технологическими процессами, как правило, используются сети, являющиеся разновидностями стандартного МАР-протокола для автоматизации производства, разработанного компанией General Motors (США).
АСУТП нефтепереработки и нефтехимии традиционно строится по двухуровневому принципу.
Подсистема нижнего уровня АСУТП, информационно-управляющая подсистема, предназначена для оперативного контроля, автоматического регулирования и ручного дистанционного управления процессами, программно-логического управления технологическими агрегатами, контроля состояния, сигнализации, блокировки и защиты оборудования в аварийных ситуациях.
Информационно-управляющая подсистема является централизованной по характеру процессов контроля и управления и распределенной по аппаратной реализации своих функций. Задачи контроля и управления, решаемые на каждом рабочем месте в рамках этой подсистемы, достаточно универсальны и мало зависят от свойств объекта управления, а используемое программное обеспечение определяется выбором технических средств.
Функционирование информационно-управляющей подсистемы связано с пере-работкой текущей информации, поступающей с объекта. Решение задач, использующих информацию, накапливаемую за достаточно продолжительные интервалы времени, как правило, характерно для верхнего уровня АСУТП.
Подсистема верхнего уровня АСУТП ориентирована на решение задач расчетного характера и является централизованной как по способам хранения и обработки информации, так и по аппаратной реализации. В составе функциональных задач верхнего уровня АСУТП выполняются технологические и технико-экономические рас-четы, диагностика состояния технологического оборудования и учет времени его работы, прогнозирование показателей качества выпускаемой продукции, оптимальное управление установкой в целом и каждой из ее секций, архивирование значений технологических переменных с целью их апостериорного анализа.
Определяющими факторами, характеризующими качество подсистемы верхнего уровня, является, прежде всего, универсальность используемых алгоритмов, обеспечивающая возможность их применения на различных объектах, а также гибкость системы, удобство ее настройки и сопровождения.
В составе технических средств распределенных АСУТП выделяются следующие аппаратно-функциональные элементы:
При организации субкомплексов связи с объектом большинство зарубежных и отечественных фирм считают основным подходом использование программируемых контроллеров как в составе сложных систем, так и автономных. Высокая надежность микропроцессорных программируемых контроллеров (МПК) обеспечивается путем аппаратного резервирования (дублирования или двойного дублирования) устройства в целом или отдельных информационных каналов. Живучесть выполняемых функций достигается высокой степенью их распределенности по аппаратным средствам за счет применения функциональных плат.
Рабочее место оператора-технолога предназначено для обеспечения контроля и управления ходом технологического процесса и его агрегатами без привлечения дополнительных средств. Организовано рабочее место оператора-технолога на базе контроллеров, оснащенных цветными графическими терминалами, алфавитно-цифровыми и функциональными клавиатурами. Многие фирмы используют сенсорные экраны, позволяющие перемешать курсор по полю экрана прикосновением пальца. [30]
Разработка системы управления реконструированного производства
бутадиена на базе цеха Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ»
Проведенный анализ системы управления действующего производства бутадиена на базе цеха Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ» показал, что действующая система управления не требует изменения в связи с реконструкцией производства.
Регулирование процесса
Основным условием нормальной бесперебойной работы узла экстрактивной ректификации отделения Д-4а, является выдерживание постоянного технологического режима, постоянного давления и температуры, равномерной подачи и отбора, постоянного уровня жидкости в кубах колонн и сборниках.
Основные параметры технологического режима узла поддерживаются автоматически или на ручном управлении регуляторами. Доступ к управлению регуляторами, электрозадвижками и показаниям регистраторов осуществляется с рабочих мест [1].
Перечень регуляторов приводится в таблице 4.1, регистраторов – в таблице 4.2, электрозадвижек – в таблице 4.3.
Таблица 4.1
Перечень регуляторов
№ п/п |
Позиция регулятора |
Назначение |
Место установки клапана |
FRC1 |
Регулирование расхода сырья |
Трубопровод сырья в К-1 | |
TRC2 |
Регулирование температуры сырья |
Трубопровод АЦН испарителя Т-1 | |
LRC3 |
Регулирование уровня в колонне К-3 |
Трубопровод АЦН из К-3 в Е-1 перед Т-2 | |
LRC4 |
Регулирование уровня в емкости Е-2 |
Трубопровод обратной воды аппарата Т-3 | |
TRC5 |
Регулирование температуры АЦН, подаваемого в К-1 |
Трубопровод обратного рассола от аппарата Т-4 | |
FRC6 |
Регулирование расхода АЦН от Н-1 в колонну К-1 |
Трубопровод АЦН от насоса Н-1 в колонну К-1 | |
FRC7 |
Регулирование расхода АЦН от Н-3 в К-2 |
Трубопровод АЦН от насоса Н-3 в колонну К-2 | |
FRC8 |
Регулирование расхода АЦН от Н-4 в К-3 |
Трубопровод АЦН от насоса Н-4 в колонну К-3 | |
TRC9 |
Регулирование температуры куба колонны К-2 |
Трубопровод АЦН испарителя Т-6 | |
FRC10 |
Регулирование расхода флегмы в колонну К-1 |
Трубопровод флегмы от Н-2 в колонну К-1 | |
FRCSA11 |
Регулирование расхода азота |
Трубопровод азота | |
TRC12 |
Регулирование температуры АЦН от Т-8 в Е-3 |
Трубопровод обратной воды от аппаратов Т-8 | |
TRC13 |
Регулирование температуры АЦН от Т-9 в К-4 |
Трубопровод обратной воды от аппаратов Т-9 | |
FRC14 |
Регулирование расхода АЦН от Н-6 в К-30 |
Трубопровод АЦН от насоса Н-6 в колонну К-3 | |
FRC15 |
Регулирование расхода бутадиена-сырца от колонны К-3 в К-4 |
Трубопровод бутадиен-сырца от К-3 в К-4 | |
FRC16 |
Регулирование расхода АЦН в колонну К-4 |
Трубопровод АЦН от аппарата Т-9 в колонну К-4 | |
TRC17 |
Регулирование температуры в кубе колонны К-4 |
Трубопровод АЦН из куба К-3 в кипятильник Т-10 | |
FRC18 |
Регулирование расхода флегмы в колонну К-4 |
Трубопровод флегмы от насоса Н-7 в колону К-4 | |
PRCA19 |
Регулирование давления верха колонны К-4 |
Трубопровод обратного рассола от аппарата Т-11 | |
PRCA20 |
Регулирование давления верха колонны К-1 |
Трубопровод БИФ с верха колонны К-1 в колонну К-150 | |
TRC21 |
Регулирование температуры АЦН после Т-2 |
Трубопровод обратной воды от аппарата Т-2 | |
FRC22 |
Регулирование расхода ацетиленовых углеводородов из колонны |
Трубопровод ацетиленовых углеводородов из К-3 в аппарат Т-8 |
Таблица 4.2
Перечень регистраторов
№ п/п |
Позиция регистратора |
Измеряемый параметр |
Место установки датчика |
FR23 |
Расход БИФ из К-1 в К-150 |
Трубопровод БИФ в К-150 | |
LRS24 |
Уровень бутадиена в Е-4 |
Емкость Е-4 | |
LR25 |
Уровень АЦН в Е-1 |
Емкость Е-1 | |
РRА26 |
Давление сырья на вводе в цех |
Трубопровод сырья | |
PR27 |
Давление в кубе колонны К-1 |
Куб колонны К-1 | |
PDR28 |
Перепад давления в колонне К-1 |
– | |
PR29 |
Давление в кубе колонны К-2 |
Куб колонны К-2 | |
PDR30 |
Перепад давления в колонне К-2 |
– | |
PR31 |
Давление в кубе колонны К-3 |
Куб колонны К-3 | |
PDR32 |
Перепад давления в колонне К-3 |
– | |
PR33 |
Давление в кубе колонны К-4 |
Куб колонны К-4 | |
PDR34 |
Перепад давления в колонне К-4 |
– | |
TR35 |
Температура верха К-1 |
– | |
TR36 |
Температура в кубе К-1 |
Куб колонны К-1 | |
TR37 |
Температура верха К-2 |
– | |
TR38 |
Температура в кубе К-3 |
Куб колонны К-3 | |
TR39 |
Температура верха К-4 |
– | |
TR40 |
Температура АЦН от Т-10 к Т-2 |
Трубопровод АЦН от Т-10 | |
TRSA41 |
Температура ацетиленовых углеводородов в точке отбора от К-3 в Т-8 |
Трубопровод бокового отбора К-3 перед Т-8 | |
QIR42 |
Состав сырья |
Трубопровод сырья-куб К-1 | |
QIR43 |
Состав БИФ в емкости Е-2 |
Всас Н-2 | |
QIR44 |
Состав бутадиена-сырца в Е-4 |
Трубопровод после Е-4 |
Таблица 4.3
Перечень электрозадвижек
№ п/п |
Позиция задвижки |
Назначение |
Место установки |
НС45 |
Прием сырья в цех |
Трубопровод сырья в цех | |
НС46 |
Пар в кипятильник Т-7 |
Трубопровод пара в аппарат Т-7 |
При регистрации и регулировании расхода датчиком является первичный прибор типа Метран-100-Ех-ДД.
При регистрации и регулировании давления датчиком давления является первичный прибор типа Метран-100-Ех-ДИ.
При регистрации и регулировании температуры в аппаратах и трубопроводах датчиком является термометр-сопротивление типа ТСМУ-3212.
При регистрации температуры на обвязке насосов датчиком является термопара ТХК (L0006).
При регистрации и регулировании уровня первичным прибором является прибор УБ-ЭМ и УБ-ЭМ1.
Первичные приборы установлены по месту, их показания подаются на входные модули отделения Д-4а.
Для непрерывного анализа качества на узле экстрактивной ректификации установлены хроматографы типа «Нефтехим-СКЭП»:
Сигнализация критических параметров и блокировки
Для защиты технологического оборудования и режимных параметров технологического процесса на узле предусмотрены звуковая и световая сигнализация критических параметров и блокировки [1].
Перечень блокировок и сигнализации приводится в таблице 4.4.
Таблица 4.4
Перечень блокировок и сигнализации
Наимено-вание оборудова-ния и стадий процесса |
Контроли- руемый параметр |
Допустимый предел контролируемого параметра |
Предусмотренная защита оборудования, стадии технологического процесса | |||
блокировка |
сигнализация | |||||
Мин. |
Макс. |
Мин. |
Макс. | |||
Трубопро-вод ацетиленовых углеводо-родов от К-3 к Т-8 |
Темпера-тура TRSA41 |
– |
135°С |
– |
130°С |
Включается световая и звуковая сигнализация, автоматически отключается подача пара и сырья в цех (закрываются электрозадвижки НС45 и 46) |
Трубопро-вод подачи азота |
Расход FRCSA11 |
50 нм3/ч |
– |
50 нм3/ч |
– |
Включается световая и звуковая сигнализация, автоматически отключается подача пара и сырья в цех (закрываются электрозадвижки НС45 и 46) |
Верх Колонны К-4 |
Давление PRCA19 |
– |
– |
– |
0,4 МПа |
Включается звуковая и световая сигнализация |
Верх Колонны К-1 |
Давление PRCA20 |
– |
– |
– |
0,38 МПа |
Включается звуковая и световая сигнализация |
Информация о работе Реконструкция производства бутадиена на базе цеха Д-4а ЗАО «ЭКООЙЛ»