Проектирование системы управления колонн установки получения биоэтанола - Курсовая работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КУРСОВАЯ РАБОТА по курсу «Системы управления химико-технологическими процессами» на тему «Проектирование системы управления колонн установки получения биоэтанола»Задачи автоматизации производства сводятся к разработке алгоритма управления и реализации его техническими средствами автоматики, обеспечивающими оптимальность показателей технико-экономической эффективности. автоматизация блокировка температура насос По мере осуществления автоматизации производства сокращается тяжелый физический труд, уменьшается численность рабочих, непосредственно занятых в производстве, увеличивается производительность труда. Автоматизация производства обеспечивает также сокращение брака и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение капитальных затрат на строительство зданий, удлинение срока межремонтного пробега оборудования.В эпоху промышленного прогресса спирт широко применяют как растворитель, экстрактант, антифриз и химическое сырье для производства синтетического каучука. В настоящее время в нашей стране в нашей стране большая часть этилового спирта используется на технические нужды, остальная - в медицине и для других целей. Истощение запасов нефти и газа поставило перед наукой важнейшую задачу - разработать способы получения новых видов топлива, в первую очередь восполнить нехватку бензина. По-видимому, производство моторного этанола путем брожения займет значительное место в странах, имеющих предпосылки для получения дешевого растительного сырья: почвенно-климатические условия, благоприятные для высоких урожаев сельскохозяйственных культур, а также быстрорастущих древесных пород. В процессе спиртового брожения наряду с основным продуктом брожения - этанолом образуются побочные продукты: глицерин, высшие спирты, сивушные масла, альдегиды, органические кислоты, эфиры, углекислый газ.Концентрированную кислоту из мерника (М) плунжерным насосом (Н-1) через обратный клапан подают в смеситель на верхнем конусе гидролизаппарата, где она разбавляется горячей водой до нужной концентрации. Охлажденный гидролизат поступает в нейтрализатор (Нр), куда насосами (Н-2, Н-3, Н-4, Н-5) подаются сульфат аммония, диаммоний фосфат, хлористый калий, аммиачная вода соответственно. Нейтрализат подается насосом (Н-6) в отстойник (От), откуда осветленное нейтрализованное сусло собирают в сборник (Сб) и насосом (Н-7) подают в теплообменник (Т-1) и далее при температуре 22-24°С в бродильное отделение. Для приготовления производственных дрожжей 8 % сусла подают в дрожжанки (Др-1 и Др-2), сюда же подают засевные дрожжи в количестве 8-12% по объему сусла и оставляют на брожение, поддерживая температуру 26-28°С. Выделение спирта из бражки и последующая очистка спирта-сырца производится в брагоректификационной установке непрерывного действия, состоящей из трех колонн: ректификационной (К-1), дегидратационной (К-2), спиртовой (К-3).В колоннах К-2 и К-3 необходимо осуществлять контроль следующих основных технологических параметров: - расход потоков, теплоносителей и хладагентов;Необходимо контролировать расход входящих и выходящих из колонны продуктов, а также расход смеси этанол бензол из колонны К-3, расход бензола, подаваемого в качестве холодного орошения колонны К-2.Необходимо контролировать качество этанола, выходящего из колонны К-2, на содержание в нем бензола.В блоке очистки биоэтанола необходимо осуществлять контроль и регулирование следующих основных технологических параметров: - температура;Температура верха К-2 регулируется подачей холодного бензола на верхнюю тарелку, К-3 - подачей холодной смеси этанол бензол, а температура низа обеих колонн стабилизируется потоком пара.Контроль и регулирование расхода сырья в колонну К-2 имеет большое значение, так как он влияет на эффективность разделения продуктов.При осушении аппаратов происходит кавитация насосов, а при превышении установленного уровня - переполнение аппаратов, в случае колонны возможно захлебывание.В условиях предаварийной ситуации, когда технологические параметры выходят за заданные пределы, система автоматизации должна сигнализировать об этом оператору.Необходимо сигнализировать верхний и нижний пределы уровня жидкости в кубе колонны во избежание ее осушения или захлебывания.В качестве параметров противоаварийной защиты выбираем уровень в колоннах К-2, К-3, а также в декантаторе Д.При выборе приборов контроля и регулирования руководствуются следующими положениями: 1) приборы должны обеспечивать необходимую точность измерения, быть достаточно чувствительными и надежными в работе; 2) показывающие приборы должны иметь наглядную шкалу и указатель. При выборе приборов контроля и регулирования должны учитываться свойства объектов регулирования и регуляторов, чтобы системы регулирования были устойчивыми, и процесс регулирования протекал качественно, без больших отклонений регулируемой величины от заданного значения.

Содержание

Введение

1. Общая характеристика технологического процесса и задачи его автоматизации

2. Описание схемы процесса

3. Анализ процесса как объекта управления

3.1 Выбор параметров контроля

3.1.1 Расход

3.1.2 Качество

3.2 Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

3.2.1 Температура

3.2.2 Расход

3.2.3 Уровень

3.3 Выбор сигнализируемых параметров и ПАЗ

3.3.1 Давление

3.3.2 Уровень

3.4 Выбор параметров защиты и блокировки

4. Выбор технических средств автоматизации

4.1 Датчики температуры

4.2 Датчики давления

4.3 Датчики уровня

4.4 Датчики расхода

4.5 Датчики качества

4.6 Регуляторы

4.7 Дисплейная станция

4.8 Вспомогательные преобразователи

4.9 Исполнительные механизмы

5. Описание схем автоматизации

5.1 Описание схем контроля

5.1.1 Контроль расхода

5.1.2 Контроль качества

5.2 Описание схем контроля и регулирования

5.2.1 Контроль и регулирование расхода

5.2.2 Контроль и регулирование температуры

5.2.3 Контроль и регулирование уровня

5.3 Описание схем контроля, регулирования и сигнализации

5.3.1 Контроль, регулирование и сигнализация уровня

5.3.2 Контроль и сигнализация давления

5.4 Описание подсистемы противоаварийной защиты (ПАЗ)

5.4.1 Контроль и блокировка по температуре электродвигателя насоса

6. Спецификация на средства автоматизации

Заключение

Список используемых источников