Контроль и автоматическое управление процессом
Общая характеристика процесса
Развитие химической промышленности связано с возрастающей интенсификацией технологических процессов и ростом производств, использованием агрегатов большой единичной мощности, усложнением технологических схем, предъявлением повышенных требований к получаемым продуктам. Особое значение придается вопросам автоматизации процессов химической технологии в связи со взврыво- и пожароопасностью перерабатываемых веществ, их агрессивностью и токсичностью, с необходимостью предотвращения вредных выбросов в окружающую среду.
По степени взрывоопасной и пожарной опасности установка относится к категории "А".
Процесс каталитического риформинга является непрерывным. Он протекает при повышенной температуре и высоких давлениях, отклонения которых от заданных значений оказывают существенное влияние на ход процесса. Для этого необходимо проектирование системы управления которая позволит стабильно вести режимы управления процессом в соответствии с технологическими параметрами.
Обоснование выбора параметров контроля и регулирования
На данной проектируемой установке каталитического риформинга необходимо контролировать и регулировать такие параметры как температура, давление, расход, уровень. Оптимальные значения этих параметров определяют эффективность и нормальную работу процесса.
В данном курсовом проекте автоматизированы печной, реакторный и сепарационный блоки.
5.2.1 Температура
Одним из основных факторов, влияющих на качество получаемых продуктов, является температура. Температура на входе в реакторы риформинга регулируется в начале реакционного цикла на уровне, обеспечивающим заданное качество риформата - октановое число или концентрацию ароматических углеводородов. На данной проектируемой установке начальная температура составляет 480 – 500 °С. Увеличение или уменьшение температуры выше оптимальной влечет за собой дезактивацию катализатора, рост реакций гидрокрекинга, уменьшение выхода и снижение качества целевых продуктов.
5.2.2 Давление
Основной, наряду с температурой, регулируемый параметр, оказывающий существенное влияние на выход и качество продуктов риформинга. Промышленные процессы риформинга осуществляют при повышенных давлениях с целью подавления реакций коксообразования или с непрерывной регенерацией катализатора при пониженных давлениях. В процессе риформинга давления поддерживают в пределах 2 – 3 МПа.
В реакторах осуществляется контроль перепада давления. Регулирование давления в сепараторе определяет состав жидкой и газообразной фазы и обеспечивает достаточную концентрацию водорода в ВСГ. Отображение давления (или перепада давлений) предусмотрено на реакторном блоке установки, а также в сепараторе. Величина давления позволяет не только регулировать оперативные параметры с целью поддержания качества конечных продуктов на должном уровне, но и дает возможность судить о работоспособности некоторых узлов, аппаратов или, например, о закоксованности катализатора.
5.2.3 Расход
Регулирование расхода топливного газа в печь необходимо для поддержания заданной температуры нагрева газо-сырьевой смеси. Изменение расхода топливного газа в печь может вызвать аварию. Расход в процессе риформинга поддерживают в пределах 120-205 м3/час.
5.2.4 Уровень
Контроль уровня в сепараторе необходим для поддержания в них заданного уровня жидкости. При понижении уровня может произойти попадание газа в линию всаса насоса, что приведет к его кавитации. При повышении уровня может произойти попадание жидкости на всас компрессора, что приведет к его остановке.
5.2.5 Выбор параметров блокировки и защиты
В тех случаях, когда требуется срочное вмешательство в ход процесса и реакция оператора-технолога недостаточна для его обеспечения после получения аварийного сигнала, необходимо предусмотреть системы автоматической защиты и блокировки. Системы защиты должны обеспечить отключение основных насосов, перекрытие топливных и энергетических коммуникаций в аварийных ситуациях, включение резервных насосов при выходе из строя основных. В задачу автоматической блокировки входит предотвращение неправильного пуска или останова агрегатов процесса и исключение возможности выполнения следующих технологических операций, если не выполнена или выполнена неправильно предыдущая операция.
В данном курсовом проекте была проведена защита насоса Н-1 по уровню на всасе и по температуре подшипников. Допустимая температура подшипников не выще 90 °С, и по уровню на всасе - защита от сухого хода.