2 Автоматизация и управление технологическими системами

2.1 Обоснование необходимости совершенствования существующей системы контроля, регулирования, сигнализации и блокировки

Газофракционирующий блок установки каталитического крекинга углеводородов относится к взрывоопасным объектам, поэтому следует применять оборудование во взрывозащищённом исполнении.

Процесс управления технологическим процессом газофракционирующего блока установки каталитического крекинга имеет следующие особенности:

- сложность химических процессов;

- чувствительность к отклонениям режимов процесса;

- наличие в рабочей зоне производства вредных и опасных для здоровья веществ.

Все эти особенности являются причинами для осуществления комплексной автоматизации в химической промышленности с помощью автоматических систем управления производственным процессом (АСУ ТП). Повышения уровня автоматизации процессов и производств осуществляется по следующим основным направлениям:

1. Управление из одной операторной несколькими однотипными установками.

2. Повышение уровня автоматизации установок путем применения наиболее совершенных систем автоматизации и достижений науки и техники в этой области.

3. Внедрение и расширение сети вычислительной техники, широкое и всестороннее применение автоматизации труда и снижение себестоимости выпускаемой продукции.

Система автоматизированного контроля и управления предусматривает применение первичных преобразователей, которые измеряют физические величины – давление, уровень, расход и преобразуют в унифицированные электрические сигналы.

Благодаря автоматизации в химической промышленности обеспечивается выполнение следующих задач:

- безопасность рабочего персонала;

- защита окружающей среды;

- высокое качество производимых продуктов.

Проектируемая АСУ ТП включает следующие уровни:

- уровень контрольно-измерительных приборов и исполнительных устройств;

- средний уровень, включающий контроллеры и систему связи;

- верхний уровень с сервером и операторскими станциями.

Вся система автоматического управления строится по модульному принципу, что позволяет быстро заменить вышедший из строя модуль и восстановить работу всей системы. Рабочее место оператора также снабжается резервным компьютером, на мониторе которого отображается информация о режиме работы установки и работе ее исполнительных механизмов.

2.2 Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

Для поддержания технологического процесса требуется регулирование технологических параметров, список которых приведен в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Перечень регулируемых параметров

Регулируемый параметр	Единицы Измерения	Пределы измерения	Позиция на ФСА	Исполн. Механизм
1	2	3	4	5
Уровень в колонне К-4	%	0…100	LT1-1	LY 1-2 (Н-9, 9а)
Температура на пути в К-4 после рибойлера Т-8	оС	5…500	TT2-1	TV 2-2
Давление в колонне К-4	МПа	0…1,6	PT3-1	PV 3-2
Уровень в колонне К-6	%	0…100	LT4-1	LY 4-2 (Н-12)
Температура на пути в К-4 после К-6	оС	5…500	TT5-1	TV 5-2

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4	5
Давление в колонне К-6	МПа	0…1,6	PT6-1	PV 6-2
Уровень в колонне К-5	%	0…100	LT7-1	LY 7-2 (Н-7, 7а)
Температура легкого газойля в К-5 после Х-15а	оС	5…500	TT8-1	TV 8-2
Давление в колонне К-5	МПа	0…1,6	PT9-1	PV 9-2

Важнейшим параметром процесса является температура, которая способствует разделение нестабильного бензина на сухой газ, стабильный бензин и в зависимости от потребностей - на фракции С3, С4 или С5 .

1)Температура.

Заданная температура в абсорберах поддерживается посредством стабилизации температуры абсорбента на входе в аппарат именно поэтому необходимо поддерживать температуру легкого газойля (абсорбента) в К-5 после Х-15а в пределах 90-100°С. Данный предел соответствует температуре, при которой процесс абсорбции идет с наибольшей скоростью.

Температура на пути в К-4 после рибойлера Т-8 поддерживается в пределах 230-500 °С – температура кипения реакционной смеси.

Температура на пути в К-4 после К-6 необходимо поддерживать в пределах 150-180 °С – температура кипения реакционной смеси, в ходе которой выделяются пары углеводородных фракций С3-С5.

2) Давление.

Давление необходимо контролировать для стабильного ведения процесса и предотвращения выхода из строя оборудования.

Газ из Е–2 поступает с давлением 0,2 МПа на 21 тарелку отпарной части колонны К–4. Его необходимо поддерживать ≈ 0,2 МПа для того что бы газы не улетучивались, а растворялись в абсорбенте.

Газы с верха фракционирующего абсорбера (с давлением 0.18 МПа) К–4 направляются в повторный абсорбер К–5 для извлечения унесенных углеводородов фракции С₃–С_5, давление контролируется приборами поз.РТ 9-1.

С верха стабилизационной колонны К–6(с давлением 0,3 МПа) выводятся пары углеводородов фракций С₃–С₄, давление контролируется приборами поз.РТ 6-1

3) Уровень.

Контролируются уровни в колоннах, которые не должны превышать 80% их емкости и не быть меньшим, чем 20% их емкости. Эти цифры приняты, исходя из того, чтобы колонны не были переполнены или вовсе опустошены, т.к. это приведет к срыву технологических потоков.

Нестабильный бензин подается по барботеру в укрепляющую часть ректификационной колонны. Уровень бензина регулируется приборами noз. LT 1-1 и составляет (55-80%) , минимальное значение которого сигнализируется. Уровень фракций с температурами кипения 200-250 °С в колонне К-6 поддерживается в пределах 60–70% при помощи прибора поз. LT 4-1. Уровень фракций с температурами кипения 150-180 °С в колонне К-5 поддерживается в пределах 60–70% при помощи прибора поз. LT 7-1