Разработка функциональной схемы автоматизации узла изомеризации пентана в изопентан - Курсовая работа

Выполнение данной работы позволяет развивать навыки и умения самостоятельной инженерной деятельности, используя литературные, справочные и руководящие материалы для решения производственных проблем. В данной курсовой работе затронута тема разработки функциональной схемы автоматизации узла изомеризации пентана в изопентан, которая является актуальной и на сегодняшний день. Данный технологический процесс применяется нефтеперерабатывающими заводами для повышения октанового числа природного бензина и нафтенов с прямолинейными цепями.Реакция изомеризации пентана в изопентан протекает по следующему уравнению: Изомеризация - это процесс получения изоуглевородов (в частности изопентана) из углеводородов нормального строения. Исходное сырье из емкости 1 насосом 2 через теплообменник 3 направляется в колонну 4, обогреваемую кипятильником 5. Конденсат собирается в емкость 7 и возвращается в колонну насосом 8. Кубовая жидкость низа колонны 4 насосом 10 подается в колонну 11. Пары верха колонны через конденсатор 12 собираются в емкости 13, откуда насосом 14 часть их подается в колонну 11 в виде флегмы, остальная часть - в емкость 15.В данном технологическом процессе изомеризации пентана в изопентан необходимо регулировать: 1) температуру; В качестве контролируемых и регистрируемых параметров примем следующее: 1) регистрация и контроль температуры в ректификационной колонне; 5) контроль и регистрация постоянного расхода жидкости поступающей в теплообменник и ректификационную колонну; Объект управления технической схемы не выполняет функций принятия решений, то есть не формирует и не выбирает альтернативы своего поведения, а только реагирует на внешние (управляющие и возмущающие) воздействия, изменяя свои состояния предопределенным его конструкцией образом. Ниже приведем расшифровку обозначений приборов используемых в схеме (таблица 2).Регулирование температуры и уровня ректификационных колонн главным образом сводится к поддержанию материального баланса между отводом пара и подачей жидкости. Параметром, характеризующим баланс, является уровень жидкости в емкости, из которой смесь поступает в ректификационную колонну. Необходимо обеспечить равномерное питание колонны жидкостью, так как частые и глубокие изменения расхода питательной жидкости могут вызвать значительные температурные напряжения в металле оборудования. Если в стационарном режиме положение уровня жидкости в емкости определяется состоянием материального баланса, то в переходных режимах на положение уровня влияет большое количество возмущений. Измерение массы продукции на выходе является также необходимым условием в выборе параметров контроля, т.к. переполнение продукции на выходе может привести к выбросам наружу вместе с продукцией вредных веществ, что является негативным фактором для рабочего персонала данной установки.В установке по переработке пентана в изопентан для измерения уровня жидкости в емкости будем использовать емкостной уровнемер серии ИСУ100И (рисунок 1) Рисунок 1 - Уровнемер емкостной ИСУ100И Уровнемер серии ИСУ100И обеспечивает измерение текущего уровня и сигнализацию двух перестраиваемых предельных уровней воды, молока, пива, щелочи, кислот, нефти и нефтепродуктов, зерна и продуктов его размола, сахара, цемента, песка, извести, а также других жидких и сыпучих сред, в том числе в емкостях, находящихся под избыточным давлением. Для измерения температуры будем использовать измеритель температуры многоканальный прецизионный ТМ-12 (рисунок 2). Данный контрольно-измерительный прибор предназначен для измерения температуры контактным способом с помощью первичных преобразователей - термометров сопротивления (ТС) с учетом индивидуальных статических характеристик (ИСХ) или номинальных статических характеристик (НСХ) преобразования. Данный прибор применяется ля контроля температуры и определения параметров, температурных полей объектов и процессов в медицинских, санитарно-эпидемиологических и экологических, научно-исследовательских учреждениях, на предприятиях пищевой промышленности, машиностроения, теплоэнергетики и нефтяной промышленности.Для разделения смесей жидкостей и сжиженных газовых смесей в промышленности применяют способы простой перегонки (дистилляции), перегонки под вакуумом и с водяным паром, молекулярной перегонки и ректификации. Это достигается нагреванием и испарением такой смеси с последующим многократным тепло-и массообменном между жидкой и паровой фазами; в результате часть легколетучего компонента переходит из жидкой фазы в паровую, а часть менее летучего компонента - из паровой фазы в жидкую. Основным аппаратом установки является ректификационная колонна, в которой пары перегоняемой жидкости поднимаются снизу, а навстречу парам сверху стекает жидкость, подаваемая в верхнюю часть аппарата в виде флегмы. Этот способ используют, если необходимо обеспечить высокую температуру низа колонны, когда применение обычных теплоносителей (водяной пар и др.) невозможно или нецелесообразно. Если температура наверху колонны выше нормы, необходимо ув

Содержание

Введение

РАЗДЕЛ 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Технологическая схема процесса

1.2 Существующая схема контроля и автоматизации

РАЗДЕЛ 2 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.1 Выбор и обоснование параметров контроля

2.2 Выбор и обоснование средств контроля

2.3 Выбор и обоснование параметров регулирования, управляющих воздействий и схем. Описание схем

2.4 Выбор и обоснование средств регулирования

2.5 Выбор и обоснование средств защиты и блокировки

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом проекта автоматизации, определяющим структуру системы управления технологическим процессом, а также оснащение его средствами автоматизации. Составление и проектирование функциональных схем является неотъемлемой частью в разработке и решении технологических задач автоматизации производства. Выполнение данной работы позволяет развивать навыки и умения самостоятельной инженерной деятельности, используя литературные, справочные и руководящие материалы для решения производственных проблем.

В данной курсовой работе затронута тема разработки функциональной схемы автоматизации узла изомеризации пентана в изопентан, которая является актуальной и на сегодняшний день. Данный технологический процесс применяется нефтеперерабатывающими заводами для повышения октанового числа природного бензина и нафтенов с прямолинейными цепями. Улучшение антидетонационных свойств происходит в результате превращения нормального пентана в изопентан.

Автоматизация технологического процесса позволяет многократно увеличить производительность, качество готовой продукции и значительно уменьшает затраты связанные непосредственно с изготовлением требуемого вида продукции. Спроектированная функциональная схема автоматизации должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к надежности, производительности и конструктивной составляющей исполняемого вида схемы.

Данная работа позволяет получить теоретические и практические навыки, которые являются необходимым условием для совершенствования своих профессиональных навыков с последующим применением их на производстве.