изомеризации парафиновых углеводородов

Фракция С5-С6 нормального строения (сырьё реакторного блока) подаётся насосом Н-202/1,2 в межтрубное

пространство теплообменников Т-203/2, Т-203/1, работающих последовательно.

Влинию нагнетания насоса Н-202/1,2 перед теплообменником Т-203/2 компрессором ПК-201/1,2 подаётся циркулирующий водородсодержащий газ (ВСГ).

Втеплообменниках Т-203/2,1 смесь сырья и ВСГ нагревается до температуры 200 С за счёт тепла продуктов реакции из реактора Р-201 и двумя параллельными потоками поступает в змеевики печи П-201, где нагревается до температуры 240-245 С.

Смесь сырья и ВСГ, нагретая в печи П-201 до температуры 240 С, общим потоком подаётся в реактор изомеризации Р-201.

Под верхний слой катализатора реактора Р-201 подаётся компрессором ПК-201/1,2 циркулирующий ВСГ с температурой 54-81 С и давлением 31кг/см2.

Продукты реакции из реактора Р-201 с температурой 260 С поступают в трубное пространство теплообменников нагрева сырья Т-203/1,2, холодильник продуктов реакции А-202, доохладитель продуктов реакции Х-202, где охлаждаются до температуры 35 С, и далее - в сепаратор высокого давления Е-202.

ВСГ из сепаратора продуктов изомеризации Е-202 поступает в сепаратор Е-203 и далее на приём компрессора ПК201/1,2.

Для поддержания постоянного парциального давления водорода в ВСГ предусмотрена подача свежего ВСГ компрессором ПК-202 в сепаратор Е-203.

Свежий ВСГ на секцию поступает в сепаратор Е-206 на приёме компрессора ПК-202/1,2 с температурой 35 С и

кипятильника Т-206 самотёком поступает в низ колонны К-203.

Пары фракции С5 с верха депентанизатора К-203 последовательно проходят конденсатор воздушного охлаждения

А-204, водяной холодильник Х-204, где конденсируются и охлаждаются до температуры 40 С, и далее поступают во флегмовую ёмкость Е-205.

Пентан из ёмкости Е-205 поступает на приём насоса Н-205/1,2 и подаётся в колонну К-203 в качестве орошения, а

балансовое количество подаётся в качестве рециркулята в сырьё перед теплообменником Т-201.

Кубовый продукт депентанизатора К-203 - изомеризат поступает на приём насоса Н-206/1,2 и через водяной холодильник Х-205, где охлаждается до температуры 40 С, подаётся совместно с изопентановой фракцией (продукт

верха колонны К-201) в резервуарный парк.

Схема материальных потоков приведена в графическом приложении №1. 6. КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА [12, 13]

На любом промышленном производстве постоянно возрастает применение устройств автоматизации

технологических процессов.

Автоматизация производства - это этап машинного производства, характеризуемый освобождением человека от

непосредственного выполнения функций автоматическим устройством.

Под автоматизацией понимают применение методов и средств автоматики для управления производственными

процессами.

Автоматизация технологических процессов предназначена для контроля, регулирования и управления различными

процессами.

Консорциум н е д р а Консорциума Н е д р а

Задачей автоматического регулирования является поддержание оптимальных условий протекания какого-либо технологического процесса без вмешательства человека.

Автоматизация производственных процессов решается на базе применения комплекса различных устройств, от измерительных приборов до устройств сигнализации и блокировки.

Наиболее существенными из них являются:

•устройства теплотехнического и технологического контроля;

•устройства дистанционного управления;

•устройства технологической сигнализации;

•устройства тепловой защиты и блокировок;

•устройства автоматического регулирования;

•устройства автоматического управления.

Автоматический контроль осуществляется на расстоянии от контролируемого объекта. Подобная система автоматического контроля называется дистанционной.

При выборе между электронными и пневматическими средствами автоматики отдают предпочтение первым. Это связанно главным образом с тем, что электронные средства автоматики достигли высокого уровня взрыво- и

пожарозащиты. Кроме того, они имеют значительно меньшую погрешность измерений, относительно дешевы и надежны.

Автоматизация технологических процессов создает следующие основные преимущества:

•повышает экономичность установок;

•повышает надежность их эксплуатации, снижая аварийность;

•облегчает условия труда, поднимая его на высшую ступень;

повышает производительность труда.

6.1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УЧАСТКА

Фракция С5-С6 нормального строения (сырьё реакторного блока) подаётся насосом Н-202/1,2 в межтрубное пространство теплообменников Т-203/2, Т-203/1, работающих последовательно.

Влинию нагнетания насоса Н-202/1,2 перед теплообменником Т-203/2 компрессором ПК-201/1,2 подаётся циркулирующий водородсодержащий газ (ВСГ).

Втеплообменниках Т-203/2,1 смесь сырья и ВСГ нагревается до температуры 200 С за счёт тепла продуктов реакции из реактора Р-201 и двумя параллельными потоками поступает в змеевики печи П-201, где нагревается до температуры 240-245 С.

Температура смеси сырья и ВСГ на выходе из теплообменников Т-203/2,1 регистрируется контроллером от датчика поз.TЕ118.

Расход 1-го потока (2-гопотока) смеси сырья и ВСГ в печь П-201 контролируется и регулируется контроллером от датчика поз.FТ309.1 (поз.FТ310.1) с сигнализацией минимального значения, регулирующий клапан установлен на линии подачи сырья в 1-ый змеевик поз.FV309 (2-ой змеевик) поз.FV310 печи П-201.

При достижении предельно минимального расхода 1-го потока (2-го потока) смеси сырья и ВСГ в печь П-201 по

прибору поз.FТ309.2 (FТ310.2) срабатывает сигнализация и блокировка, прекращающая подачу топлива в печь П-201,

при этом закрываются клапаны-отсекатели: ЗК-40 на линии жидкого топлива к печи П-201, ЗК-38 на линии подачи топливного газа к горелке.

Температура смеси сырья и ВСГ на выходе из печи П-201 регистрируется и регулируется контроллером от датчика поз.TЕ115 с сигнализацией максимального значения, регулирующий клапан поз. FV322 установлен на линии подачи

топливного газа к основной горелке печи П-201.

При достижении предельно максимальной температуры смеси сырья и ВСГ на выходе из печи П-201 по прибору поз. TE116 срабатывает сигнализация и блокировка, прекращающая подачу топлива в печь П-201, при этом закрываются клапаны-отсекатели: ЗК-40 на линии подачи жидкого топлива к печи П-201, ЗК-38 на линии подачи топливного газа к

горелке.

Смесь сырья и ВСГ, нагретая в печи П-201 до температуры 240 С, общим потоком подаётся в реактор

изомеризации Р-1.

Температура смеси сырья и ВСГ перед реактором Р-201 регистрируется контроллером от датчика поз.TЕ123,

давление - контроллером от датчика поз.PТ214.

Температура верхнего слоя катализатора реактора Р-201 регистрируется контроллером от датчиков поз.TЕ132.1,

поз.TЕ132.2, поз.TЕ132.3.

Под верхний слой катализатора реактора Р-201 подаётся компрессором ПК-201/1,2 циркулирующий ВСГ с температурой 54-81 С и давлением 31кг/см2.

Температуре верха нижнего слоя катализатора реактора Р-201 контролируется и регулируется контроллером от

Консорциум н е д р а Консорциума Н е д р а

6.2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ На блоке изомеризации установки каталитического риформинга, в реакторном блоке предусматривается система

автоматического контроля и регулирования.

Сырьем является прямогонная бензиновая фракция С5-С6. В результате процесса получаются продукт -

стабильный изомеризат фракции С5-С6.

Процесс относится к непрерывному. В процессе производства для получения продукта необходимого качества,

нужно соблюдать постоянство многих факторов, в число которых входят:

• расход газосырьевой смеси,

•температура газосырьевой смеси внутри реактора,

•расход холодного ВСГ на охлаждение в реактор,

•давление газосырьевой смеси,

•давление газопродуктовой смеси,

•температура ГПС на выходе из реактора

•температура газосырьевой смеси на выходе из П-201.

Система автоматического контроля позволяет:

•снизить себестоимость продукта;

•стабилизировать основные параметры процесса;

•своевременно и достоверно обеспечить информацией обслуживающий персонал;

•защитить оборудование при возникновении предаварийных ситуаций;

• обеспечить требования охраны труда и техники безопасности в эксплуатации технологического

оборудования.

6.2.1 АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ И МАТЕРИАЛЬНЫХ БАЛАНСОВ И РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНЫХ СХЕМ

КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

Тепловой баланс реактора Р-201 1-Q2+Qр - Q3 -Qпот. = (m/ )∙c∙(dT/dt),

где Q1 - количество тепла ГСС;

Q2 - количество тепла холодного ВСГ;

Q3 - количество тепла ГПС

Qр - количество тепла от реакции

Qпот. - потери тепла в окружающую среду; m - масса теплоносителя;

c - теплоемкость теплоносителя;

dT/dt - градиент температуры в реакторе (регулируемый параметр); dT - изменение температуры в реакторе.

Для нормального ведения процесса по данному тепловому балансу необходимо подать информацию о значении

составляющих баланса и его параметре на ЭВМ оператора.

Для построения структурной схемы регулирования теплового баланса необходимо определить регулирующий

параметр данного процесса - Q2 и основные возмущения - Q1, Q3, Qр, Qпот..

Консорциум н е д р а Консорциума Н е д р а

Учитывая ограничения по температуре необходимо обеспечить сигнализацию недопустимых отклонений

температуры и защиты реактора по данному параметру.

Структурная схема объекта управления приведена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. - Структурная схема объекта управления Тепловой баланс печи по сырью

Q1 - Q2 -Qпот. = (m/ )∙c∙(dT/dt),

где Q1 - количество тепла ГСС;

Q2 - количество тепла ГПС

Qпот. - потери тепла в окружающую среду; m - масса теплоносителя;

c - теплоемкость теплоносителя;

- плотность теплоностиля

dT/dt - градиент температуры в печи (регулируемый параметр); dT - изменение температуры в печи.

Для нормального ведения процесса по данному тепловому балансу необходимо подать информацию о значении

составляющих баланса и его параметре на ЭВМ оператора.

Для построения структурной схемы регулирования теплового баланса необходимо определить регулирующий

параметр данного процесса - Q2 и основные возмущения - Q1, Qпот.

Учитывая ограничения по температуре необходимо обеспечить сигнализацию недопустимых отклонений

Консорциум н е д р а Консорциума Н е д р а