Курсовая работа: Автоматизация процесса селективной очистки масел

Автоматизация процесса селективной очистки масел

Содержание

• Литературный обзор
• Автоматизация процессов селективной очистки за рубежом
• Депарафинизация селективным растворителем
• Фирма «Икотрон»
• Автоматизированная система управления процессом депарафинизации селективным растворителем предназначена для максимизации выхода депарафинированных масляных фракций и снижения удельного расхода энергоресурсов. Средства управления по ограничениям на основе математической модели процесса позволяют довести до максимума подачу сырья, оптимизировать расход растворителя и уменьшить энергорасходы. Схема управления представлена на рисунке 1 [1].
• Система регулирования температуры и отношения растворитель/сырье устанавливает подачу разбавленного растворителя и его температуру в кристаллизаторе. Средства управления на основе модели процесса определяют оптимальную температуру и отношение растворитель/сырье исходя из свойств сырья.
• Система регулирования вязкости сырья оптимизирует подачу разбавляющего растворителя для обеспечения заданной вязкости смеси. Средства охлаждения управляют профилем температуры в кристаллизаторе с целью повышения скорости фильтрации и улучшения условий процесса кристаллизации.
• Система управления подачей сырья и переключением аппаратов предусматривает выбор условий, обеспечивающих максимальную подачу сырья в пределах, ограниченных процессами фильтрации, охлаждения и разделения продуктов. Средства управления переключения сырья основаны на использовании пакета программ динамического регулирования по ключевому компоненту сырья и соответствующим технологическим параметрам.
• Система регулирования процесса фильтрации управляет промывкой и подачей разбавляющего растворителя в оптимальном количестве исходя из свойств перерабатываемого сырья и технологических условий. Нагрузку фильтра оптимизируют изменением скорости фильтрации или подачей рецикла. На установках депарафинизации, оснащенных фильтрами малой производительности, проводят оптимизацию процесса горячей фильтрации.
• I – хладагент, II – растворитель на промывку, III – парафин на хранение, IV – депарафинированное масло на хранение; 1 – секция охлаждения, 2 – секция криогенного охлаждения, 3 – секция фильтрации, 4 - секция отделения парафина, 5 – осушка растворителя, 6 – управление подачей сырья/максимилизация, 7 – ограничения, 8 – регулировка равномерности подачи сырья и уровня фильтрата в приемнике, 9 – регулирование подачи растворителя, 10 – регулирование температуры и подачи растворителя, 11 – регулирование вязкости сырья, подаваемого на фильтр, 12 – регулирование скорости охлаждения, 13 – регулирование режима промывки фильтра, 14 – оптимизация узла очистки парафина, 15 – регулирование нагрузки
• Рисунок 1 – Схема управления установкой депарафинизации селективным растворителем «Икотрон» [1]
• Система управления секцией разделения продуктов снижает удельный расход энергии путем оптимизации условий разделения депарафинированной масляной фракции и парафиновой лепешки, меняя давление, подачу рецикла и пара на отпарку. Оптимизация печи проводится методом упреждающего регулирования и регулирования по ограничениям.
• Регулирование системы охлаждения позволяет снизить удельный расход энергии и увеличить производительность установки. Производительность системы охлаждения может быть максимизированна с учетом ограничений процесса. Для защиты компрессора при низких нагрузках системы охлаждения используют средства противоположного регулирования.
• Экономические показатели. Когда удается увеличить подачу сырья на 10%, выход депарафинизированного масла возрастает обычно на 1-2%. Средний срок окупаемости – от 4 месяцев до 2 лет.
• Депарафинизация селективным растворителем
• Фирма «КОМБАСТШН ЭНДЖИНИРИНГ СИМКОН»
• Система SSDES/OT (Simkon Solvent Dewaxing Expert System and Optimization Technology), реализующая экспертную систему и технологию оптимизации, обеспечивает максимальное извлечение соответствующего ТУ обеспарафиненного продукта при минимальном расходе энергии. Она применяется для повышения производительности по сырью и оптимизации использования растворителя. Схема управления установкой представлена на рисунке 2 [1].
• Система максимизации подачи сырья действует в пределах, допускаемых ограничениями. Средства локальной оптимизации максимизируют охлаждение и производительность фильтров в реальном масштабе времени.
• Система переключения сырья снижает время, необходимое для достижения новых рабочих условий при переключении потоков сырья, чтобы уменьшить количество некондиционного продукта и повысить продолжительность рабочего цикла.
• Система регулирования температуры застывания депарафинизированного продукта обеспечивает заданное качество его по этому параметру при максимально допустимой температуре фильтрации, доводя до минимума расход хладагента.
• I – сырье (рафинат), II – хладагент, III – депарафинированное масло,
• IV – парафиновый гач; 1 – секция отделения депарафинированного масла, 2 – теплообменники труба-в-трубе, 3 – холодильники труба-в-трубе, 4 – фильтры для отделения парафина, 5 – секция выделения парафинового гача, 6 – повторное фильтрование, 7 – максимизация подачи сырья, 8 – регулирование переключения подачи сырья, 9 – регулирование температуры потери текучести, 10 – линейное измерение задания, 11 – регулирование разбавления, 12 – регулирование в системе охлаждения, 13 – регулирование коэффициента рециркуляции фильтрата, 14 – регулирование промывки фильтра
• Рисунок 2 – Схема управления установкой депарафинизации селективным растворителем «КОМБАСТШН ЭНДЖИНИРИНГ СИМКОН» [1]
• Регулирование температуры в системе охлаждения обеспечивает равномерную кристаллизацию парафина благодаря поддержанию заданной скорости охлаждения сырья. Средства упреждающего регулирования устанавливают потоки холодного фильтрата и давление хладагента в холодильниках.
• Система регулирования подачи разбавляющего растворителя обеспечивает поддержание вязкости на заданном уровне для протекания процессов кристаллизации и фильтрации в оптимальных условиях, повышая до максимума производительность установленных фильтров и снижая затраты на регенерацию растворителя.
• Программа управления загрузкой растворителя помогает оператору определять нарушение баланса в производстве сухого и влажного растворителя, а также исключает чрезмерные потери растворителя.
• Средства управления подачей орошения и отпаркой в узле разделения снижают расход энергоресурсов, обеспечивая содержание растворителя в продукте на заданном уровне. Средства управления соотношением потоков и контуры упреждающего регулирования компенсируют изменение подачи сырья в отпарную колонну.
• Система управления компрессорами для сжатия хладагента и инертного газа минимизирует расход энергии путем снижения рециркуляции газов при пониженных нагрузках.
• Экономические показатели. Максимизация подачи сырья позволяет повысить производительность установки на 5%. Снижение производительности выхода некондиционного продукта при переключениях сырья и увеличение степени извлечения повышают выходы целевых продуктов в среднем на 2%. Возможно сокращение расхода энергии на 6%.
• Система реализована на нескольких установках [1].
• Верхний уровень АСУТП
• 1.2.1 SCADA-системы на верхнем уровне АСУТП
• 1.2.2 Как работают SCADA-системы
• 2. Технологическая часть
• 2.1 Назначение процесса
• 2.2 Теоретические основы
• 2.3 Описание технологической схемы установки
• 3. Автоматизация процесса
• 3.1 Выбор и обоснование параметров контроля, регулирования и сигнализации
• 3.2 Выбор и обоснование средств контроля, регулирования и сигнализации
• В качестве датчиков давления используются термоэлектрические преобразователи типа Сапфир 22 МДИ – для измерения перепада давления и Сапфир 22 МДГ – для измерения давления столба жидкости, Сапфир-22 МДВ – для измерения разряжения.
• 3.3 Описание схем контроля, регулирования и сигнализации
• Список использованных источников