Виробничі процеси та обладнання об’єктів автоматизації конспект лекцій доцента кафедри нгтт і т Гаєвої Любов Іванівни

1.1 Зміст і задачі дисципліни

Розвиток нафтової і газової промисловості характери-зується великими об’ємами переробки нафти і газу, будівництвом установок великої потужності, поглибленням переробки нафти та вдосконаленням асортименту нафтопродуктів. Процеси в нафтогазопереробці протікають при високих тисках і температурах, і не можуть бути проведені без використання засобів автоматизації і ЕОМ, які регулюють кількісну і якісну характеристику процесів. Дисципліна «Виробничі процеси і обладнання об’єктів автоматизації» вивчає загальні закономірності типових процесів і апаратів для їх реалізації, які лежать в основі підготовки і переробки нафти та газу.

Процес – це сукупність і послідовність проведення операцій за допомогою спеціальних пристроїв при певних умовах, які характеризуються кількісним і якісним співвідношенням.

Апарат – це пристрій для реалізації та проведення того чи іншого процесу.

Технологічна установка – це сукупність різних процесів, які проводяться в одному місці з метою одержання продуктів певної якості і в заданій кількості.

Задачами вивчення дисципліни є наступні:

• ознайомлення з теоретичними закономірностями основних процесів технології підготовки і переробки нафти і газу;

• розрахунок типових апаратів нафтової і газової переробки;

• розгляд технологічних схем установок підготовки і переробки нафти та газу, і також їх опис;

• розгляд параметрів контролю і регулювання для типових процесів і установок нафтової і газової переробки.

1.2 Класифікація технологічних процесів

Існує велика кількість різноманітних процесів, що використовується для переробки нафти та газу. Для систематизації технологічних процесів їх об’єднують в декілька класів. Найдоцільніше класифікувати їх за способом створення рушійної сили процесу.

За цим принципом виробничі процеси нафтогазопереробки поділяють на п’ять груп:

• масообмінні, які пов’язані з переходом речовини з однієї фази в іншу за рахунок дифузії. До них відносяться: перегонка, ректифікація, абсорбція, адсорбція, екстракція, сушіння, кристалізація. Рушійною силою масообмінних процесів є різниця концентрацій компонентів у різних фазах.

• гідродинамічні (гідромеханічні), що пов’язані з обробкою неоднорідних систем: рідин або газів, в яких містяться зважені тверді або рідкі частинки. До них відносяться: відстоювання, фільтрування, центрифугування, перемішування. Рушійна сила цих процесів – це різниця тисків, обумовлена різницею густин вихідних речовин.

• механічні, які пов’язані з обробкою твердих матеріалів. До них відносяться: подрібнення, просіювання, транспортування, дозування, змішування. Рушійною силою цих процесів є градієнт напруження.

• теплові процеси, які пов’язані з передачею теплоти від одного тіла до іншого. До них відносяться: нагрівання, охолодження, випаровування, конденсація, плавлення і затвердіння. Рушійною силою цих процесів є різниця температури між тілами.

• Хімічні, що пов’язані з перетворенням сировини і одержанням нових сполук або продуктів. До них відносяться: піроліз, коксування, крекінг, реформінг, ізомеризація, полімеризація, алкілування. Рушійною силою цих процесів є різниця концентрації реагуючих речовин.

Залежно від способу здійснення в часі всі процеси поділяються на періодичні та неперервні. Періодичні процеси характеризуються єдиним місцем проведення різних стадій процесу та змінними в часі масами і складами технологічних потоків. За цими ж ознаками класифікуються і апарати. Але їх класифікація є умовною, так як в одному апараті можуть протікати декілька технологічних процесів.

Нестаціонарність періодичних процесів утруднює їх автоматизацію та експлуатацію, ускладнює конструкцію апаратів.

Неперервні процеси характеризуються одночасним проведенням усіх стадій процесу, кожна з яких здійснюється в спеціальному апараті. Завдяки цьому неперервні процеси характеризуються постійним режимом в часі. В цих процесах забезпечується неперервна подача вихідної сировини та виведення одержаних в результаті процесу продуктів.

Сучасні виробництва нафтогазопереробки базуються, як правило, на основі неперервних процесів.