Схема автоматизації процесу піролізу бензину

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ  ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА  ТЕХНОЛОГІЇ НЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН ТА ЕКОЛОГІЇ

 

 

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

по дисципліні  „Контроль та керування хіміко-технологічними процесами”

на тему: «Схема автоматизації процесу піролізу бензину»

 

 

 

 

 

виконав: студент гр.ХТ-061

      П´янковський В.В.

      керівник: доц. Кавєрін Ю.Ф.

                                                                                      

 

 

 

Одеса — 2010

ЗМІСТ

 

Вступ.................................................................................................................................3

1. Вибір та обґрунтування  системи приладів і засобів  автоматизації........................5

2. Опис  схеми  автоматизації

2.1 Опис схеми піролізу бензину .................................................................7

2.2 Визначення  об’єму  автоматизації  виробництва..................................7

2.3 Прилади, що використанні  в схемі. Їх коротка  характеристика...........8

2.4 Короткий опис роботи  розроблених схем  контролю  і  регулювання.....11

Висновок........................................................................................................................14

Список літератури.........................................................................................................15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

      Автоматизація є  невід’ємною частиною виробничих  процесів в хімічній промисловості.  Для хімічної промисловості автоматичне  управління технологічними процесами грає особливу роль, оскільки дозволяє зменшити або повністю виключити участь людини в проведені процесів, які характеризуються використанням або виділенням шкідливих для організму речовин, швидкою течією реакцій, вибухо- і пожежонебезпекою [1].

В міру здійснення механізації виробництва скорочується важка фізична праця, зменшується чисельність робітників, безпосередньо зайнятих у виробництві, збільшується продуктивність праці і т. п..

Під механізацією розуміють заходи щодо упровадження механізмів та машин, які спрямовані, як правило, на полегшення фізичної праці. У механізованому технологічному процесі людина (персонал) продовжує брати безпосередню участь, але її фізична робота зводиться лише до натискання кнопок, повороту важелів і т. п. Автоматизація приводить до поліпшення основних показників ефективності виробництва: збільшення кількості, поліпшення якості, зниження собівартості продукції, що випускається, підвищення продуктивності праці. Впровадження автоматичних пристроїв забезпечує високу якість продукції, скорочення браку відходів, зменшення витрат сировини й енергії, зменшення чисельності основних робітників, зниження капітальних витрат на будівництво будівель (виробництво організується під відкритим небом), подовження термінів міжремонтного пробігу устаткування [2].

 У даній курсовій  роботі була проведена автоматизація  процесу піролізу бензину. Для цього процесу були вибрані п’ять параметрів, по яким була проведена автоматизація:

• регулювання температури в трубчатій печі подачею палива (Т=800 ⁰С);

 

 

 

 

• регулювати витрати сировини (4 т/год.);

• топкові гази аналізувати (концентрацію кисню 4-5%);
• тиск в котлі-утилізаторі сигналізувати (Р=11 МПа);
• рівень ємності регулювати конденсатом (1 м).

При автоматизації даного процесу була використана система пневмоавтоматики, так як пневмоавтоматика застосовується у виробництвах, які є пожежо- і вибухонебезпечними.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ВИБІР ТА ОБГРУНТУВАННЯ СИСТЕМИ ПРИЛАДІВ І ЗАСОБІВ АВТОМАТИЗАЦІЇ

      Система  автоматизації будується, як правило,  на базі приладів та засобів,  що серійно випускаються. При  цьому необхідно прагнути до  застосування однотипних і переважно уніфікованих систем, що характеризуються простотою поєднання, взаємозамінністю і зручністю компонування на щитах управління. Використання однотипної апаратури дає значні переваги при монтажі, наладці, експлуатації, забезпечення запчастинами і т. п.

      Як технічні засоби автоматизації слід використовувати переважно прилади і агрегатовані комплекси ГСП.

      Кількість  приладів, апаратура управління  і сигналізації, що встановлюється  на оперативних щитах і пультах,  повинна бути обмежена. Надлишок  апаратури ускладнює експлуатацію, відволікає увагу обслуговуючого персоналу від спостереження за основними параметрами, що визначають хід технологічного процесу. Прилади і засоби автоматизації допоміжного призначення доцільно розміщувати на окремих щитах у виробничих приміщеннях поблизу технологічного обладнання.

      Вибір  засобів автоматизації на вигляд  допоміжної енергії (електричної,  пневматичної або гідравлічної), що використовується, визначається  умовами пожежо- і вибухонебезпеки  об’єкту, що автоматизується, агресивності навколишнього середовища, вимогами до швидкості дії засобів автоматики, дальності передачі сигналів інформації і управління, та іншими факторами.

      Для  хімічних виробництв, що є в  більшості випадків вибухо- і  пожежонебезпечними, перевагу має система пневмоавтоматики.

      Тому  при виборі системи автоматизації  (електричної, пневматичної або  гідравлічної) вибір зупинився на  пневмоавтоматичній системі, так  як

 

 

 

 процес піролізу бензину є небезпечним відносно пожеж, вибухів і т. і.

     Управління технологічними процесами на базі пневматичних засобів автоматизації знайшло широке застосування в багатьох галузях промисловості. При цьому пневмоавтоматика застосовується як самостійно (для повільно спливаючих процесів), так і в поєднанні з електричними або комбінованими приладами (для швидкоплинних процесів).

      Пневматичні  засоби автоматизації характеризуються  великими функціональними можливостями, простотою конструкції, безпекою  і високою надійністю в експлуатації. За допомогою засобів пневмоавтоматики можна побудувати всю систему автоматизації технологічного процесу, а також реалізувати алгоритм управління практично будь-якої складності.

      Основними  недоліками пневмоавтоматичних  систем є: запізнення і обмежена  дальність передачі сигналів (не більше за 300 м.), а також підвищенні вимоги до висушення і очищення стислого повітря. Їх можна використати при автоматизації технологічних процесів, для яких швидкість дії засобів автоматики не є вирішальним фактором,тобто що нам і потрібно [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.ОПИС СХЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

2.1 Опис схеми  піролізу бензину

 

Піроліз здійснюється в  трубчастій печі 1, у пальники якої подають  паливо й повітря.Тепло топкових газів після їхнього виходу з  конвекційної секції використовується в теплообмінниках 2, 3 і 4 відповідно для перегріву водяної пари, що йде на піроліз, підігрів та випар бензину й нагрівання водного конденсату, використовуваного для одержання пари. Після цього топкові гази через димар виводяться в атмосферу.Після цього продукти піролізу (Т=850 ⁰С) направляються в закалочний апарат 5,туди вбризкують водний конденсат,за рахунок випару якого суміш моментально охолоджується до 650-700⁰ С.Тепло гарячих продуктів піролізу  спочатку використовується в котлі–утилізаторі 6 з парозбирачем 7,для отримання пару високого тиску(Р=11 МПа). Після цього в колоні 8 проводять подальше охолодження та часткову конденсацію.В кубі колони 8 збирається кокс та смола.Газ піролізу разом з парами більш легких фракцій то водяним паром виходить з верхньої частини колони 8  та йде на наступну обробку. Ємність 9 використовується для зберігання та подальшого використання конденсату.

 

2.2 Визначення об’єму автоматизації виробництва

      На підставі  аналізу технологічної схеми,  норм технологічного режиму та  апаратурного оформлення визначається необхідний об’єм автоматизації виробництва, який заноситься в таблицю 2.1

 

 

Таблиця 2.1 Об’єм автоматизації виробництва

Технологічний об'єкт	Параметр, що  виміряють або регулюють	Можливий діапазон зміни параметру	Місце відбору імпульсу	Вимоги до схеми автоматизації (вимірювання, регулювання, сигналізація)	Примітка
1	2	3	4	5	6
Трубчаста піч	температура	850-870⁰С	піч	регулювання	подача палива
Трубопровід	розхід сировини	4 т/год.	трубопро-від	регулювання	–
Трубопровід	концентрація	4-5 %	трубопро-від	вимірювання	–
Котел-утилізатор	тиск	10-12 МПа	котел-утилізатор	сигналізувати	максимум мінімум
Ємність	рівень	1 м	ємність	регулювати	подача конденсата

 

 

2.3 Прилади,  що використанні в схемі. Їх  коротка характеристика

 

ТХА–0515

ТХА–0515– термоелектричний термометр,подвійний.Матеріал електродів хромель–алюмель. Межі виміру (-50)–(900)⁰С. Матеріал захисної арматури – сталь 0Х20Н14С2, монтажна довжина 120–2000мм,інерційність 20с,вібростійкий,застосовується в газоподібних та рідких середовищах.

Виробник: Приладобудівний  завод, м. Луцьк; “Львівприлад”, м. Львів [3].

 

ПТ–ТП-68

ПТ-ТП-68 – перетворювач сигналів термоелектричних термометрів (термопар) і електричних сигналів від датчиків напруги постійного струму в уніфікований сигнал постійного струму: 0-5; 0-20; 4-20 мА.

Виробник: з-д «Енергоприлад», м.Москва [1].

 

ЭПП-63

ЭПП-63 – Електропневматичний  перетворювач який перетворює сигнал постійного струму в пропорційний уніфікований пневматичний сигнал 0,02 - 0,1 МПа.

Виробник: завод «Енергоприлад», м. Москва [1].

 

ПВ.10-1Э

ПВ.10-1Э — прилад контролю пневматичний для запису і показання величини перемінного параметру,показання величини завдання або виходу регулятора. Привід діаграмного паперу–електричний.

Виробник: завод «Тизприлад», м.Москва [1].

ПР3.31

ПР3.31 – пропорційно-інтегральний регулятор з лінійними статичними характеристиками призначений для отримання безперервного регулюючого впливу на виконавчий механізм з метою підтримки заданої величини регульованого параметра.

Виробник:   Завод  “Тизприлад”, м. Москва [1].

 

25 ч 32 нж(НЗ)

25ч32нж(НЗ) – регулюючий клапан з пневматичним мембранним механізмом (нормально закритий). Корпус клапана виготовлений з чавуна а регулюючий орган із сталі 1Х18Н10Т.. Перепад тиску не повинен перевищувати 1,6 МПа.

Виробник: ВО “Кролевецьпромарматура”, м. Кролевець [1].

 

МП4–V

МП4–V — перетворювач надлишкового тиску пружинний (манометр) в пневматичний сигнал.Межа виміру 0÷160 МПа.

Виробник: завод «Теплоконтроль»,м.Казань [1].

 

 

ПВ4.2Э

ПВ4.2Э — прилад контролю пневматичний для запису і показання величини одного параметра.

Виробник: Завод "Тизприлад", м. Москва [1].

     

ППЄД-3

ППЄД-3— перетворювач пневмоелектричний дискретний на три входи з сигналами 0,02 – 0,1 МПа , вихідними контактними сигналами (електричними).

      Виробник: завод „Старорусприлад”, м. Стара руса [1].  

 

ТСБ-1

ТСБ-1 – Табло сигнальне велике, габарити 80х80 [1].

Виробник: ЗИП, Краснодар.

 

ДК-0.6-50

ДК-0,6-50–діафрагма камерна для виміру витрат речовини під умовним тиском Р_у від 0,6 до 10 МПа та умовним діаметром D_у від 50 мм до 1200 мм.

Виробник: ВО «Мікроприлад», м. Івано-Франківськ [1].

ДМ-П3-1

ДМ-П3-1–дифманометр мембранний пневматичний. Служить для вимірювання витрат по методу перемінного тиску.

Виробник: завод «Теплоприлад», м.Рязань [1].

 

УБ-ПВ.40.100

УБ-ПВ.40.100–пневматичний рівнемір буйковий з уніфікованим вихідним сигналом тиску повітря 0,2-1 кг/см² припускаємим робочим тиском 0,4 МПа.