Исследование процесса химической переработки нефти

Функции MES-систем. Отталкиваясь от приведенных выше определений, легко представить функции MES-системы. Международная ассоциация производителей систем управления производством (MESA) определила одиннадцать типовых обобщенных функций MES систем:

• Контроль состояния и распределение ресурсов (RAS)

• Оперативное/Детальное планирование (ODS)

• Диспетчеризация производства (DPU)

• Управление документами (DOC)

• Сбор и хранение данных (DСА)

• Управление персоналом (LM)

• Управление качеством продукции (QM)

• Управление производственными процессами (РМ)

• Управление техобслуживанием и ремонтом (ММ)

• Отслеживание истории продукта (PTG)

• Анализ производительности (РА)

Определение функций MES-систем, данное MESA, общее и для разных типов производства имеет разные акценты иногда совершенно противоположные. Например, для непрерывного типа производства в основе лежит принцип управления и согласования потоков в реальном времени, и акцент делается на мониторинге технологического процесса и поддержании его стабильной эффективности. В то время как для дискретного производства в основе процесса достижения эффективности лежит принцип управления очередями к рабочим центрам посредством формирования цеховых и межцеховых расписаний и диспетчеризации процесса, которая заключается в отслеживании производственных событий (изменение продукта, событие простоев, потерь, перехода на новый заказ, сырье и т.п.). В итоге каждый тип производства имеет свой характер, свои «болевые точки» и свои «места извлечения дополнительной прибыли», которые предъявляют специальные «отраслевые» требования к функциональным задачам MES-систем.

MES-система для непрерывного типа производства.

По сравнению с дискретным в  непрерывном типе производства выделяются следующие функциональные задачи MES-системы:

• Оперативно-диспетчерское управление

• Расчет согласованных материальных балансов

• Мониторинг качества сырья, полуфабрикатов и продукции

• Мониторинг и учет потребления  энергоресурсов

• Мониторинг и анализ работы технологического оборудования

• Оперативное планирование производства

• Анализ эффективности производственного процесса

Любая производственная деятельность начинается с оперативного планирования. Под словом «оперативное» понимается суточный и сменный временной горизонт. Рассчитанный месячный план производства принимается «оптимальным» в MES-систему из ERP или специализированных систем. Задача же MES-системы - разбить его на сменные/суточные задания для каждого технологического процесса и передела, отслеживать в реальном времени выполнение месячного плана и осуществлять перепланирование с учетом текущей производственной ситуации.

Оперативно-диспетчерское управление производством - одна из самых главных задач MES-системы в непрерывных производствах. Решая данную задачу, в MES-систему аккумулируются все информационные потоки, характеризующие текущее состояние производственного процесса - данные по приемке сырья и отгрузке продукции, запасы на складах и в резервуарах, текущая загрузка технологических установок и цехов, данные по качеству полуфабрикатов и потребление тепло-, энергоресурсов. Для нефтепромышленности в задачах оперативно-диспетчерского управления можно выделить следующие функции:

• Минимизация электроэнергии

• Максимизация производительности установок переработки нефти

• Контроль нарушений технологических  режимов

• Контроль выполнения плана, расчет отклонение факта от плана за смену  сутки

• Контроль потребления и распределения материальных и энергетических ресурсов

• Контроль работы технологического оборудования

• Запись и контроль выполнения распоряжений диспетчера

• Учет движения сырья, полуфабрикатов и продукции по производству

• Формирование диспетчерской и производственной отчетности.

Согласование материальных балансов - задача необходимая, прежде всего, для  корректировки, перепроверки и «вычищения» измеренных данных. Кроме того, решение этой задачи приносит колоссальный экономический эффект за счет разделения и поиска фактических потерь и потерь вследствие погрешностей измерительных приборов, в том числе и коммерческих.

Мониторинг качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции - фундаментальная задача MES-системы, без решения которой нельзя говорить о полноценной системе управления производством. Задача включает в себя следующие функции:

• Обработка лабораторных анализов (формирование заданий для лаборантов на базе ГАК, контроль жизненного цикла образцов, ручной и автоматический ввод результатов лабораторных анализов, архивирование и хранение глубокой истории результатов лабораторных анализов)

• Аудит деятельности лаборатории (учет времени работы лаборантов, контроль качества выполнения анализов специалистами лаборатории с использованием карт Шухарта, учёт подготовки и переподготовки сотрудников, складской учёт материалов и реактивов, учёт средств измерения, учёт ГОСТов и нормативов, хранение истории их изменений).

Задача мониторинга и учета  потребления энергоресурсов приобретает все большой вес в связи с постоянным ростом цен на энергоносители. Если раньше технологические цеха работали по принципу: «Сколько надо - столько и возьмем (пара. газа, электричества)», то теперь все чаще на предприятиях организуются центры энергосбережения. Функционал MES-системы в части контроля потребления энергоресурсов включает в себя следующие задачи:

• Контроль распределения удельных расходов энергоресурсов

• Расчет энергетических балансов

• Ведение нормативно-справочной информации

• Факторный анализ причин перерасхода энергоресурсов

Задача мониторинга и анализа  работы технологического оборудования включает в себя выполнения следующих функций:

• Учет наработки оборудования компрессоров, насосов, колон и др.

• Учет причин простоя оборудования

• Анализ предаварийных состояний оборудования по косвенным признакам.

•  Передача исходных данных для расчета плана ремонтов и модули бизнес системы.

Решение этой задачи помогает приблизиться к проведению ремонтов и технического обслуживания оборудования «по состоянию», что приносит ощутимый экономический эффект. Венцом всех перечисленных задач MES-системы является аналитика, проходящая сквозной питью через все функции MES-системы. В проектах создания MES-систем используют подход к управлению производством на базе ключевых показателей эффективности, позволяющих по нескольким совокупным критериям следить за текущими тенденциями во всех областях производственного процесса.

Для решения MES-задач предлагается зарубежные фирмы предлагают введение установок, оптимизирующих переработку нефти.

Использование этой установки после  перегонки или ректификационной колонны в традиционной схеме  НПЗ даёт возможность использовать весь потенциал нефти и увеличить  выход товарного бензина на 8-10%.

Для использования этой установки нет необходимости в кардинальных изменениях существующей схемы, она является дополнением к заводскому оборудованию. Схема выделения обессеренного дизельного топлива имеет такое же аппаратурное наполнение, но в качестве рабочих используются другие селективные элементы и предусматриваются иные технологические режимы. Ясно, что огромные заводы, будучи загруженными наполовину, не в состоянии конкурировать с мини-заводами, работающими с заданной производительностью, т.е. однозначно, экономически выгодно инвестировать именно мини-НПЗ.

С другой стороны, традиционные технологии переработки нефти и газовых  конденсатов имеют ряд общеизвестных  существенных недостатков по сравнению  с технологическими решениями, основанными  на использовании новых селективных  элементов.

Достоинства технологии :

- возможность переработки исходного  сырья без предварительной очистки  от соединений серы и получение  бензина без серы и других  химических примесей;

- высокая степень извлечения  бензиновой и дизельной фракций  (100%);

- качество моторных топлив соответствует европейским стандартам;

- невысокая температура (120оС) и  давление (атмосферное) ведения процесса  разделения;

- простое аппаратурное оформление;

- снижение металлоёмкости и  энергоёмкости на единицу производительности;

- низкая стоимость переработки сырья;

- возможность создания и использования  мини-установок, размещенных на  автомобильных платформах, что позволяет  осуществить выделение бензиновой  и дизельной фракции непосредственно  на месте добычи;

- заложенный в технологической схеме модульный принцип позволяет легко наращивать производительность;

- отсутствие в производстве  дорогостоящих катализаторов;

- отсутствие вредных выбросов  в атмосферу и сточные воды;

- полная регенерация рабочих  элементов в процессе выделения  (срок службы не менее 5 лет);

- значительное сокращение производственных  площадей.

Главные преимущества перед традиционным устройством нефтепереработки:

1) Производство является экологически  чистым;

2) Энергоемкость производства снижается  в 3-4 раза;

3) Установки просты в эксплуатации и не требуют привлечения высококвалифицированной рабочей силы;

4) Товарные продукты полностью  соответствуют международным стандартам;

5) Уменьшение количества аппаратов  и отсутствие потребности в  ряде дополнительных устройств  резко снижает металлоемкость установок, уменьшает требуемую для застройки площадь, сокращает срок возведения и, в конечном счете, снижает себестоимость продукции;

6) Риск аварий  на подобном предприятии гораздо  ниже, чем на обычном.

 

Заключение

 

В данной курсовой работе был подробно исследован технологический процесс переработки нефти, были описаны характерные особенности и задачи MES-системы в металлургии, даны задачи и принцип действия  ERP-системы.

Широкое распространение систем планирования производства (ERP – Enterprise Resource Planning) и структурные изменения в экономической сфере неизбежно приводят к изменению принципов работы и роли нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов.

Оперативно-диспетчерское управление производством - одна из самых главных задач MES-системы в непрерывных производствах. Решая данную задачу, в MES-систему аккумулируются все информационные потоки, характеризующие текущее состояние производственного процесса - данные по приемке сырья и отгрузке продукции, запасы на складах и в резервуарах, текущая загрузка технологических установок и цехов, данные по качеству полуфабрикатов и потребление тепло-, энергоресурсов. Для нефтепромышленности в задачах оперативно-диспетчерского управления были выделены следующие функции:

• Минимизация электроэнергии

• Максимизация производительности установок переработки нефти

• Контроль нарушений технологических  режимов

• Контроль выполнения плана, расчет отклонение факта от плана за смену  сутки

• Контроль потребления и распределения  материальных и энергетических ресурсов

• Контроль работы технологического оборудования

• Запись и контроль выполнения распоряжений диспетчера

• Учет движения сырья, полуфабрикатов и продукции по производству

• Формирование диспетчерской и  производственной отчетности.

 

 

 

Список литературы

 

1. Эрих В.Н. и др. Химия и технология нефти и газа. Л., 1985
2. Конь М.Я. и др. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом. М., 1986
3. М. Ильина, статья «Теория и методы промышленного управления»
4. В. Баронов, И. Титовский, статья «Методы построения систем управления»
5. Сюч Э.О., Генаев А.С., статья «Опыт компании «ИндаСофт» в создании MES-систем в различных отраслях промышленности», Control Engineering, 2007.
6. http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/HIMIYA_I_METODI_PERERABOTKI_NEFTI.html