Курсовая работа ОБРАЗЕЦ. БТС 20-31

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет» Институт химических технологий и инжиниринга

ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамаке Кафедра автоматизированных технологических и информационных систем

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

СХЕМОЙ УЗЛА УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

Курсовая работа

По дисциплине «Системы управления химико-технологическими процессами»

Выполнил: студент гр.БТС-20-31

Стерлитамак 2024

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет» Институт химических технологий и инжиниринга

ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамаке Кафедра автоматизированных технологических и информационных систем

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы по дисциплине «Системы управления химико-технологическими процессами»

Студенту: гр. БТС-20-31 Ф.И.О.

1.Тема работы: Автоматизированная система управления технологической схемой узла установки каталитического крекинга

2.Исходные данные по работе: Технологический регламент

3.Предоставить следующие материалы в указанные сроки:

1.Пояснительную записку

1.1.Титульный лист

1.2.Задание

1.3.Содержание

1.4. Обоснование необходимости совершенствования существующей системы контроля, регулирования, сигнализации и блокировки

1.5Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

1.6Выбор и обоснование средств контроля и регулирования

1.7Выбор и обоснование средств защиты и блокировки

1.8Сводная спецификация на средства КИП и А

1.9Выводы

1.10Список использованных источников

4. Содержание графического материала и объем в листах формата АI (594х841

мм): Функциональная схема контроля и автоматизации (1 л.).

2

3

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Автоматизация системы управления установкой каталитического крекинга имеет огромную актуальность в современной

промышленности по нескольким причинам:

–Улучшение производительности: Автоматизированная система управления позволяет увеличить производительность установки за счет оптимизации всех ее процессов. Кроме того, автоматические системы могут регулировать параметры установки в реальном времени, что позволяет достичь оптимальной производительности и повысить эффективность работы всей системы.

–Увеличение безопасности: Автоматизированная система управления позволяет минимизировать риски для персонала, работающего на установке каталитического крекинга. Она может контролировать и предупреждать об опасных ситуациях, таких как утечки газа, повреждения оборудования и т.д.

–Сокращение затрат: Автоматизированная система управления установкой каталитического крекинга позволяет сократить затраты на обслуживание и ремонт оборудования. Она может контролировать работу оборудования, определять неисправности и предупреждать о необходимости замены деталей до того, как произойдет авария.

–Улучшение качества продукции: Автоматизированная система управления может контролировать качество продукции на всех этапах производства и регулировать параметры установки для достижения оптимального качества продукта.

–Улучшение экологической безопасности: Автоматизированная система управления может контролировать выбросы вредных веществ в окружающую среду

ирегулировать параметры установки для минимизации их количества. Это позволяет улучшить экологическую безопасность производства и сократить воздействие на окружающую среду.

Таким образом, автоматизация системы управления установкой каталитического крекинга является очень актуальной задачей, которая позволяет

4

повысить производительность, безопасность, качество продукции, сократить затраты на обслуживание и ремонт оборудования, а также улучшить экологическую безопасность производства.

Для реализации автоматизированной системы управления установкой каталитического крекинга используются различные технологии, такие как контроль и управление на основе ПЛК (программируемый логический контроллер),

сенсорные технологии для измерения параметров установки и анализа состояния оборудования, а также специализированные программные средства для управления процессом.

Также автоматизация системы управления установкой каталитического крекинга позволяет сократить риски, связанные с человеческим фактором, такие как ошибки в управлении оборудованием или нарушения технологического процесса.

Это позволяет повысить безопасность для персонала и предотвратить аварии,

которые могут привести к серьезным последствиям для окружающей среды и производства в целом.

Кроме того, автоматизированная система управления установкой каталитического крекинга позволяет сократить затраты на производство, так как позволяет оптимизировать все процессы и сократить потери на неэффективную работу оборудования или на необходимость ремонта.

Таким образом, автоматизация системы управления установкой каталитического крекинга является одной из ключевых задач в современной промышленности, которая позволяет повысить производительность, безопасность,

качество продукции, сократить затраты и улучшить экологическую безопасность производства.

Цель курсовой работы. Автоматизация системы управления узла установки

каталитического крекинга.

Для качественного ведения процесса необходимо решить следующие

задачи:

1.Определение необходимых параметров, подлежащих регулированию,

контролю и управлению;

5

2.Определение приборов, выполняющих функцию измерения технологических параметров, которые выполняют измерение в требуемом диапазоне и достаточной точностью;

3.Подбор оборудования управления, а также определение модулей вывода для управления исполнительными механизмами.

6

1 Описание технологического процесса

Сырье из резервуаров центробежным насосом Н-1 прокачивается по межтрубному пространству теплообменника Т-2, где нагревается теплом легкого газойля и по межтрубному пространству теплообменника Т-3, где нагревается за счет тепла нижнего циркуляционного орошения колонны К-1 и балансового количества тяжелого газойля до температуры не ниже 110 0С и поступает двумя потоками в нагревательную печь П-2. На выходе из печи нефтяные пары объединяются в один общий поток и направляются в реактор Р-1. Пройдя узел ввода, пары сырья подвергаются крекингу путем контакта с регенерированным катализатором. Продукты реакции в парообразном состоянии через газосборники отводятся из зоны реакции и по двум шлемовым линиям направляются на ректификацию в ректификационную колонну К-1 под нижнюю контактную тарелку.

Ректификационная колонна К-1 имеет 24 тарелки желобчатого типа. Вверх колонны заполнен кольцами «Паля». Сверху колонны К-1 смесь паров бензина, газа и водяного пара отводится в воздушный конденсатор – холодильник КХ-1, где происходит конденсация и охлаждение, затем смесь поступает в межтрубное пространство доохлодителя Х-8а, по трубному пространству которого подается оборотная вода, затем в газосепаратор Е-1, где за счет разницы удельных весов происходит отстой воды от бензина и сепарации жирного газа. Жирный газ из Е-1

направляется на сероочистку установки ГФУ-1.

Избыточный бензин из газосепаратора Е-1 насосом Н-6 прокачивается через блок защелачивания, где подвергается очистке от сероводорода и низших меркаптанов и направляется в товарно-сырьевой цех как компонент автобензина. С

8-й и 12 или 16-й тарелок колонны К-1 легкий газойль направляется в отпарную колонну К-2, в котором имеется 6 тарелок желобчатого типа.

В колонне К-2 происходит отпарка легкого нефтепродукта острым водяным паром, подаваемым под первую тарелку. Пары из К-2 направляются под 9-юили 17-

ютарелки колонны К-1.

Сниза стриппинг(отпарной) - колонны К-2 легкий газойль центробежными

7

насосами Н-3 прокачивается через трубное пространство теплообменника Т-2, и направляется в товарно-сырьевой цех как компонент дизельного топлива или на установки гидроочистки цеха №9.

Тяжелый каталитический газойль с низа колонны К-1 насосом Н-4

прокачивается по межтрубному пространству теплообменника Т-3, и подается на четвертую тарелку колонны К-1 как нижнее циркуляционное орошение. Избыток тяжелого газойля откачивается в ТСЦ.

Для отпарки углеводородов с поверхности катализатора в зону отпарки реактора Р-1подается перегретый водяной пар, который вместе с отпаренными от катализатора углеводородными парами присоединяется к основному потоку продуктов крекинга и уходит вместе с ними в ректификационную колонну К-1.

8

2 Автоматизация и управление технологическими системами

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

Автоматизация производственных процессов – одно из наиболее важных направлений технологического процесса. В настоящее время нет таких отраслей промышленности, в которых не применяются контрольно-измерительные приборы.

С помощью контрольно-измерительных приборов и автоматизации контролируют и автоматически регулируют температуру, давление, расход, уровень,

состав и другие величины.

Под автоматизацией понимают применение технических средств, экономико-

математических методов и систем управления, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессе получения,

преобразования, передачи и использовании энергии, материалов и информации.

Целью автоматизации является повышение производительности и эффективности труда, улучшение качества продукции, оптимизация планирования и управления, возможность выполнения трудноосуществимых операций, устранение человека от работы в условиях, опасных для здоровья.

Функции управления автоматизированным производством выполняет машинно-автоматическое управляющее устройство. Роль человека в автоматизированном производственном процессе ограничивается операциями испытаний, наладки и включения автоматической системы в работу и периодическим надзором за ее функционированием.

В данной работе рассматриваемого отделения синтеза полиэтиленполиаминов применение средств автоматизации позволяет создать лучшие условия труда,

безаварийную работу оборудования, снижает численность обслуживающего персонала.

9

2.2 Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

Перечень регулируемых параметров и пределов регулирования отображены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Перечень регулируемых параметров

Система контроля и управления предназначена для оперативного учета, поддержания заданных значений параметров технологического процесса и предотвращения возникновения аварийных ситуаций. Перечень контролируемых параметров отображен в таблице 2.3.

Таблица 2.2 – Перечень контролируемых параметров

10