Разработка комплексной ФСА атмосферного блока установки ЭЛОУ-АВТ-5

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный  нефтяной технический университет»

Кафедра химической кибернетики

 

 

 

 

 

пояснительная записка к расчетно-графической  работе

 

Разработка  комплексной ФСа атмосферного блока  установки ЭЛОУ-Авт-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уфа 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………..………….……………………3

1. Описание технологического процесса………………...…………..………...4

2. Выбор и обоснование параметров контроля, регулирования и сигнализации………………………………………………………………………8

3. Выбор и обоснование технических средств контроля и регулирования технологических параметров……………………………………………….......12

3.1 Датчики……………………………………………………...………………12

3.2 Вторичные приборы и нормирующие преобразователи……...................13

3.3 Исполнительные устройства……………………………….…...................14

3.4 Приборы контроля и регулирования……………………….......................14

4.  Разработка в SCADA – системе Trace Mode APM блока рассматриваемой установки…………………………………………………………………………16

   4.1 Создание узла APM………………………………………….….................16

   4.2 Создание информационной базы………………………….……………...17

   4.3 Создание математической базы…………………………….….................18

   4.4 Разработка графического интерфейса…………………….……………...19

5. Спецификация на средства автоматизации………………….……................25

Использованная литература………..…………………………………………...30

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Полное наименование производственного  объекта: атмосферно-вакуумная трубчатая  установка с блоком электрообессоливания и обезвоживания ЭЛОУ-АВТ-5.

Назначение процесса –  удаление солей и воды из сырой  нефти, разделение нефти на фракции  для последующей переработки  или использования в качестве компонентов товарной продукции.

Общий состав установки:

• блок электрообессоливания и обезвоживания;
• блок атмосферной перегонки нефти;
• блок вакуумной перегонки мазута.

Установка состоит из одной  технологической линии.

Производительность установки  ЭЛОУ-АВТ-5 составляет 280 м³/ч или 1,99 млн.т. нефти/год.

Год ввода в действие установки  АВТ-5 - январь 1953 г, блока ЭЛОУ-1977 г. Проект установки выполнен проектной организацией ВНИПИнефть (трест "Нефтезаводпроект") г. Москва.

В 2004÷2005 гг. на установке ЭЛОУ-АВТ-5 проведена реконструкция с заменой  морально и физически изношенного  оборудования, выполнено полное приведение к требованиям правил промышленной безопасности,  внедрена система  микропроцессорной техники.

Генеральным проектировщиком является ГУП «БАШГИПРОНЕФТЕХИМ».

 

 

 

 

 

1. Описание технологического процесса

Блок атмосферной перегонки  нефти.

 Обессоленная и обезвоженная нефть после электродегидраторов ЭГ-1 и ЭГ-2 разделяется на 2 потока:

- I поток нефти проходит через трубное пространство теплообменников Т-6, Т-6а (нефть - легкий вакуумный газойль) и Т-6б, Т-4(нефть - нижнее циркуляционное орошение колонны К-2).

- II поток нефти проходит через трубное пространство теплообменников Т-3, Т-3а, Т-3б (нефть - верхнее циркуляционное орошение К-2) и Т-5а (нефть - тяжелый вакуумный газойль).

После теплообменников Т-5а  и Т-4 оба потока нефти объединяются в один поток, который прокачивается  последовательно через межтрубное пространство теплообменника Т-20 (нефть - затемненный нефтепродукт), межтрубное пространство теплообменников гудрона  Т-2, Т-2а, Т-2б и подается в колонну  К-1а.

Пары бензина по шлемовой трубе из колонны К-1а поступают  в колонну К-1, жидкая фаза перетекает с низа колонны К-1 в колонну  К-1а.

С верха колонны К-1 по шлемовому трубопроводу пары воды и  бензина поступают в конденсаторы воздушного охлаждения КВО-1, КВО-2, КВО-3, откуда газ и сконденсировавшаяся  фракция бензина и воды поступают  в буферную емкость Е-1.

Несконденсировавшиеся газы из емкости Е-1 выводится через  установку сероочистки на установку  АГФУ-1.

Бензин из буферной емкости  Е-1 насосами Н-12а, 12б подается на орошение колонны К-1. Балансовое количество бензина откачивается на установку  вторичной перегонки прямогонных  бензинов – 22-4.

Из аккумулятора К-1а отбензиненная нефть перекачивается насосами Н-3, Н-3а двумя потоками через печь П-1 в колонну К-2.

С верха основной ректификационной колонны К-2 пары широкой фракции (бензин, легкое дизельное топливо) по шлемовым трубопроводам поступают  на ректификацию в эвапорационное пространство атмосферной колонны К-3.

Тяжелое дизельное топливо  с колонны К-2 насосами Н-4, Н-4а  выводится с установки.

С низа колонны К-3 легкое дизельное топливо насосами Н-15 (Н-15а) выводится с установки.

С верха колонны К-3 по шлемовому трубопроводу пары воды и керосиновой фракции поступают в конденсаторы воздушного охлаждения КВО-4, КВО-5, КВО-6, откуда газ и сконденсировавшаяся фракция керосина и воды поступают в буферную емкость Е-2.

Несконденсировавшиеся газы из емкости Е-2 выводится на факел.

Балансовое количество бензина  из буферной емкости Е-2 насосами Н-10а, Н-12 откачивается на установку вторичной  перегонки 22-4.

С низа колонны К-2 мазут  перекачивается насосом Н-5 (Н-5а) в  печь П-2 двумя потоками и далее  поступает в зону ввода сырья  вакуумной колонны  К-4.

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1 – Технологическая схема ЭЛОУ-АВТ-5

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор и обоснование параметров контроля, регулирования и сигнализации

В настоящее время большое  внимание уделяется проблемам совершенствования  контроля и управление предприятием. Автоматизированные системы управления, созданные на базе современных достижений науки и техники должны обеспечивать проведение технологических процессов  в автоматическом режиме с минимальными затратами.

Процесс фракционирования является непрерывным. Он протекает при повышенной температуре и высоких давлениях, отклонения которых от заданных значений оказывает существенное влияние  на протекание процесса. Поэтому разработана  система автоматизации установки, позволяющая стабильно вести  режим процесса в соответствии с  технологическими параметрами.

При разработке системы автоматизации  одним из главных требований, предъявляемых  системе, является способность обеспечивать достаточное качество регулирования  технологическим процессом. Эта  способность в значительной мере зависит от правильности выбора контролируемых, регулируемых и сигнализируемых  параметров, а также управляющих  воздействий.

В качестве регулируемого  параметра выбирается тот, который  наиболее полно отвечает следующим  требованиям:

1. наличие простых и надежных приборов для измерения выбранного параметра;
2. значительные допустимые величины статических и динамических отклонений регулируемого параметра от заданной величины;
3. удовлетворительная динамическая характеристика системы автоматического регулирования;
4. минимальные взаимные связи параметров между собой через процесс;
5. экономичность ведения технологического процесса.

Нужная степень разделения продуктов в колонных аппаратах  обеспечивается за счет поддержания  заданного расхода сырья, необходимой  температуры и давления в колонне  при неизменном числе тарелок.

Расход. Отклонение расхода  исходной смеси от заданного значения допускается в небольших пределах, предусмотренных технологическим  регламентом. Отклонение выше допустимых значений приводит к температурному изменению режима и давления в  колонных аппаратах, вследствие чего выпускается  некондиционный продукт.

Температура. Температура  в колонне является ярким выраженным распределенным параметром, изменение  величины которой в разных точках колонны нельзя регулировать изменением одного и того же параметра, что объясняется  большим тепловым сопротивлением колонны.

Давление. Необходимость  поддержания нужного температурного режима обуславливает и выбор  давления в колонном аппарате. Кроме  того, давление влияет на величину коэффициента относительной летучести, который  уменьшится при повышении давления и наоборот. Уменьшения коэффициента относительной летучести ведет  к тому, что для обеспечения  заданного качества разделения потребуется  либо увеличение расхода орошения, либо увеличение числа тарелок.

Давление в сепараторах  низкого и высокого давления определяет состав жидкой и газовой фаз.

Уровень. Не менее важно  поддержать уровень в колоннах, так  как занижение или завышение  может привести к нарушению технологического режима. При осушении аппаратов происходит «сброс» насосов или прорыв газов  высокого давления. При повышении  установленного уровня – плохое разделение фаз, переполнение аппаратов, попадание  жидкости на всас компрессора.

Таким образом, для успешного  ведения процессов, необходимо обеспечить контроль, регулирование и при  необходимости сигнализацию всех вышеперечисленных  параметров.

 

2.1 Теплообменники

До и после каждого теплообменника необходимо осуществлять контроль расхода и температуры нагреваемого и охлаждаемого потока.

2.2  Насосы

Осуществляется контроль за температурой сырья, за давлением на приеме насосов. Объемный расход нефти поддерживается в пределах 50-260 м³/час в зависимости от наличия сырья.

2.3 Колонна К-1, К-1а, К-2, К-3

После теплообменников  нефть подается на тарелки колонны К-1а. Необходима регистрация температуры подогрева нефти на колонне К-1а и она не должна превышать 250 ⁰С.

Пары бензина по шлемовой трубе из колонны К-1а переходят  в колонну К-1, жидкая фаза перетекает с низа колонны К-1 в колонну  К-1а.

Необходимо регистрация  температуры низа колонны К-1, которая не должна превышать 200 ⁰С, поддержание нужного уровня и давления в колоннах К-1а, К-1. Примерно такие же требования предъявляются к колоннам К-2 и К-3, только температурный диапазон выше.

2.4 Конденсаторы воздушного  охлаждения КВО-1, КВО-2, КВО-3, КВО-4, КВО-5, КВО-6.

С верха колонны К-1 по шлемовому трубопроводу газ, пары воды и бензина поступают в конденсаторы воздушного охлаждения КВО-1, КВО-2, КВО-3, где необходимо регистрация и регулирование температуры.

С верха колонны К-3 по шлемовому трубопроводу пары воды и лигроина поступают в конденсаторы воздушного охлаждения КВО-4, КВО-5, КВО-6, где необходимо регистрация и регулирование температуры.

2.5 Емкости Е-1, Е-2

Из конденсаторов воздушного охлаждения (КВО-1,КВО-2,КВО-3)  газ и сконденсировавшаяся фракция бензина и воды поступают в буферную емкость

Е-1.

Из конденсаторов воздушного охлаждения (КВО-4,КВО-5,КВО-6)  газ и сконденсировавшаяся фракция лигроина и воды поступают в буферную емкость

Е-2.

Бензин из емкости подается в качестве острого орошения наверх колонны К-1 на 13 тарелку, лигроин – на 21 тарелку колонны К-3.

Необходимо поддерживать давление и уровень в емкостях Е-1, Е-2, расход орошения и регулировать его в соответствии с температурой верха колонн К-1 и К-3.

2.6 Печь П-1

Необходимо вести контроль расхода и температуры отбензиненной нефти на входе в печь. Также ведется контроль давления в печи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор технических средств контроля и регулирования технологических параметров

При выборе средств контроля и регулирования руководствуются следующими положениями:

1) приборы должны обеспечивать  необходимую точность измерения,  быть достаточно чувствительными  и надёжными в работе;

2) местные приборы должны  иметь легкодоступное расположение для наблюдения за их показаниями; 

3) все измерительные и  регулирующие приборы должны соответствовать требованиям по взрывопожароопасности.

3.1 Датчики

3.1.1 Датчики температуры

В качестве датчиков температуры  используется преобразователь термоэлектрический ТХАУ Метран-271-08-Exd-200-0,5-Н10. Диапазон измерения температуры 0…600 ^оС. Выходной сигнал: 4…20 mA. Применяем этот прибор ввиду того, что измеряемые значения температур (до 450 ^оС) входят в диапазон измерения термопары. Этот термоэлектрический преобразователь универсален, прост по устройству, надежен и удобен в эксплуатации.