Курсовая работа: Разработка функциональной схемы автоматизации узла изомеризации пентана в изопентан
Курсовая работа: Разработка функциональной схемы автоматизации узла изомеризации пентана в изопентан
Министерство образования и науки Российской
Федерации
Государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ им. К.Г. Разумовского
Филиал ГОУ
ВПО «МГУТУ» в г. Мелеузе
Кафедра «Системы управления»
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине: «Технические измерения и приборы»
на тему: «Разработка функциональной схемы
автоматизации узла изомеризации пентана в изопентан»
Разработал: студент 3 курса Мигранов Д.Ю.
Институт: СА и И ДФО
Специальность: 324545
Шифр: 0938
Проверил: Ст. преподаватель: Луев А. В.
Мелеуз – 2011
Реферат
Данная работа состоит из
двух основных разделов.
В первом разделе была
дана характеристика основного оборудования, описание технологического процесса
получения изопентана. Второй раздел был сосредоточен на выборе и обосновании
параметров контроля, средств контроля, параметров регулирования и управляющих
воздействий, средств регулирования, защиты и блокировки.
Были сделаны некоторые
выводы, касающиеся предложенной функциональной схемы автоматизации
технологического процесса получения изопентана путем изомеризации пентана.
Графическая часть
функциональной схемы автоматизации представлена в виде приложения выполненная
на листе формата А3.
Количество страниц в
данной работе 34 (без приложений).
Содержание
Введение
РАЗДЕЛ 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Технологическая схема процесса
1.2 Существующая схема
контроля и автоматизации
РАЗДЕЛ 2 АВТОМАТИЗАЦИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
2.1 Выбор и обоснование
параметров контроля
2.2 Выбор и обоснование
средств контроля
2.3 Выбор и обоснование
параметров регулирования, управляющих воздействий и схем. Описание схем
2.4 Выбор и обоснование
средств регулирования
2.5 Выбор и обоснование
средств защиты и блокировки
Заключение
Список использованной
литературы
Приложение
Введение
Функциональная схема
автоматизации является основным техническим документом проекта автоматизации,
определяющим структуру системы управления технологическим процессом, а также
оснащение его средствами автоматизации. Составление и проектирование функциональных
схем является неотъемлемой частью в разработке и решении технологических задач
автоматизации производства. Выполнение данной работы позволяет развивать навыки
и умения самостоятельной инженерной деятельности, используя литературные,
справочные и руководящие материалы для решения производственных проблем.
В данной курсовой работе
затронута тема разработки функциональной схемы автоматизации узла изомеризации
пентана в изопентан, которая является актуальной и на сегодняшний день. Данный
технологический процесс применяется нефтеперерабатывающими заводами для
повышения октанового числа природного бензина и нафтенов с прямолинейными
цепями. Улучшение антидетонационных свойств происходит в результате превращения
нормального пентана в изопентан.
Автоматизация
технологического процесса позволяет многократно увеличить производительность,
качество готовой продукции и значительно уменьшает затраты связанные
непосредственно с изготовлением требуемого вида продукции. Спроектированная
функциональная схема автоматизации должна отвечать всем требованиям,
предъявляемым к надежности, производительности и конструктивной составляющей
исполняемого вида схемы.
Данная работа позволяет
получить теоретические и практические навыки, которые являются необходимым
условием для совершенствования своих профессиональных навыков с последующим
применением их на производстве.
РАЗДЕЛ 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Технологическая схема процесса
Реакция изомеризации
пентана в изопентан протекает по следующему уравнению:
Изомеризация – это
процесс получения изоуглевородов (в частности изопентана) из углеводородов
нормального строения. Целью процесса является получение сырья для
нефтехимического производства (изопрен из изопентана) и высокооктановых
компонентов автомобильных бензинов.
Процесс проводится в
паровой фазе над платиновым катализом в присутствии водорода, циркулирующего в
системе; одновременно с изомеризацией катализатор очищает продукт от
серосодержащих соединений. Исходное сырье из емкости 1 насосом 2 через
теплообменник 3 направляется в колонну 4, обогреваемую кипятильником 5. Пары
верха колонны 4 поступают на конденсацию в дефлегматор 6. Конденсат собирается
в емкость 7 и возвращается в колонну насосом 8. Несконденсировавшийся газ
стравливается в топливную сеть. Кубовая жидкость низа колонны 4 насосом 10
подается в колонну 11. Пары верха колонны через конденсатор 12 собираются в
емкости 13, откуда насосом 14 часть их подается в колонну 11 в виде флегмы,
остальная часть – в емкость 15.
Функциональная схема
используется в качестве первого этапа синтеза технологической схемы и как
первый уровень декомпозиции при выполнении системного анализа проектируемой
системы, сопоставительного анализа систем – аналогов или альтернативных
вариантов структуры. На основании функциональной схемы составляют материальные
балансы.
Приведем краткую
характеристику технологической аппаратуры входящей в функциональную схему
автоматизации производства изопентана.
1) Емкость – тара необходимая
для хранения исходного сырья. Для хранения изопентана применяются, как правило,
шаровые резервуары и газгольдеры.
2) Насос –
гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя
в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей
всех видов, механической смеси жидкости с твердыми и коллоидными веществами или
сжиженных газов. В качестве насоса для перекачки фракции изопентана
предпочтительнее насос электрический марки БЭН 385/3. Основные параметры и
характеристики данного насоса указаны в таблице 1.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
насос
БЭН 385/3
|
1,2 |
90 |
39845 |
1,1 |
16 |
3 |
Б/о |
К,К1 |
Изопентановая фракция |
25÷25 |
650-615 |
Таблица 1
1) Насосы БЭН
(электронасосы БЭН) - Обозначение:
2) Номинальная подача,
м³/ч
3) Напор при номинальной
подаче, м
4) Рабочий интервал
подач, м³/ч
5) Допускаемый
кавитационный запас при номинальной подаче,м
6) Давление в контуре,
кгс/см2
7) Номинальная мощность
встроенного двигателя, кВт
8) Вид охлаждения
наружной поверхности статора двигателя-жидкостное (Ж) или без охлаждения (Б/о)
9) Условное обозначение
материала проточной части
10) Наименование
жидкости, перекачиваемой насосом БЭН
11) Температура, °С
12) Плотность, кг/м³
3) Теплообменник – устройство,
в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному
(нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости
от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители.
4) Ректификационная колонна – аппарат, предназначенный для разделения жидких
смесей, составляющие которых, имеют различную температуру кипения. Классическая
колонна представляет собой вертикальный цилиндр с контактными устройствами
внутри.
5) Кипятильник – простейший
электрический прибор, предназначенный для нагрева жидкостей. В качестве
нагревательного элемента в кипятильнике используется трубчатый
электронагреватель.
6) Дефлегматор – теплообменник
для частичной конденсации пара. В ректификационных колоннах служит для
образования флегмы необходимой для орошения контактных элементов колонны.
7) Конденсатор (в
теплотехнике) (лат. condenso — уплотняю, сгущаю) – теплообменный аппарат для
конденсации (превращения в жидкость) паров вещества путём охлаждения. Для
получения изопентана используется конденсатор для сбора паров поступающих с
верха ректификационной колонны в емкость.
1.2 Существующая схема контроля и
автоматизации
В данном технологическом
процессе изомеризации пентана в изопентан необходимо регулировать:
1) температуру;
2) поддержание постоянного
уровня жидкости;
3) поддержание
постоянного расхода смеси подаваемой в колонну;
4) поддержание
постоянного уровня вязкости;
5) поддержание массы
выпускаемой продукции.
В данной схеме контроля
будем использовать комбинированный вид регулирования. В качестве контролируемых
и регистрируемых параметров примем следующее:
1) регистрация и контроль
температуры в ректификационной колонне;
2) регистрация и контроль
уровня жидкости в ректификационной колонне;
3) регистрация и контроль
верхнего и нижнего уровня жидкости в емкости; 4) контроль работы насосов;
5) контроль и регистрация
постоянного расхода жидкости поступающей в теплообменник и ректификационную
колонну;
6) контроль и регистрация
вязкости смеси вытекающей из дефлегматора.
7) контроль массы готовой
продукции.
В каждой технической
системе существует функциональная часть — объект управления. Функции объекта
управления технической схемой заключаются в восприятии управляющих воздействий
и изменении в соответствии с ними своего технического состояния. Объект
управления технической схемы не выполняет функций принятия решений, то есть не
формирует и не выбирает альтернативы своего поведения, а только реагирует на
внешние (управляющие и возмущающие) воздействия, изменяя свои состояния
предопределенным его конструкцией образом.
Ниже приведем расшифровку
обозначений приборов используемых в схеме (таблица 2).
Таблица 2
Код прибора на схеме |
Расшифровка |
TE |
Термопреобразователь электрический |
LE |
Емкостной уровнемер |
FE |
Электронный датчик преобразования расхода |
VE |
Прибор для измерения вязкости |
M |
Электродвигатель |
WIA |
Прибор для измерения массы продукта |
TY |
Преобразователь температуры |
LY |
Преобразователь уровня жидкости |
H |
Аппаратура для ручного дистанционного управления |
NS |
Пусковая аппаратура для управления электродвигателем |
FT |
Прибор для измерения расхода с дистанционной передачей |
VY |
Преобразователь вискозиметра |
Код прибора на схеме |
Расшифровка |
TIRC |
Прибор для измерения температуры регистрирующий и
регулирующий |
LIRC |
Прибор для измерения уровня жидкости регистрирующий и
регулирующий. |
LIRA |
Прибор для измерения уровня регистрирующий и
сигнализирующий |
FIRC |
Устройство для измерения расхода регистрации регулирующее |
VIRC |
Прибор для измерения вязкости регистрации регулирующий |
TC |
Регулятор температуры |
LC |
Регулятор уровня жидкости |
FC |
Регулятор расхода жидкости |
VC |
Регулятор вязкости смеси |
WR |
Регистрация массы |
HL |
Сигнальная лампа |
схема изомеризация пентан
изопентан
Страницы: 1, 2, 3
|