Дипломна робота Розроблення оптимальної функціональної схеми автоматизації процесу ректифікації нафти за допомогою мікропроцесорного контролера Siemens S7-300

Вступ

1. Технологічна частина

1.1. Загальний огляд технологічного процесу

1.2. Теоретичні основи технологічного процесу

1.3. Матеріальний та тепловий баланси технологічного процесу

2. Аналіз технологічного процесу як об’єкта керування

2.1. Обґрунтування номінальних значень параметрів технологічного процесу

2.2. Технологічна карта

3. Техніко-економічне обґрунтування вибору функціональної схеми автоматизації

3.1. Аналіз існуючої схеми технологічного процесу

3.2. Синтез оптимальної системи автоматизації для заданих умов роботи об’єкта

4. Обґрунтування вибору технічних засобів

5. Розрахунок і моделювання системи автоматичного регулювання

5.1. Знаходження динамічної моделі об’єкта регулювання

5.1.1. Вибір структури моделі та розрахунок її параметрів

5.2. Розрахунок параметрів настроювання автоматичного регулятора

5.2.1. Вибір схеми автоматичного регулювання і вибір регулятора за законом регулювання

5.2.2. Теоретичні основи методу розрахунку параметрів настроювання регулятора

5.2.3. Розрахунок параметрів настроювання ПІД-регулятора

6. Обґрунтування вибору і опис принципових схем автоматизації

6.1. Опис принципових схем

6.2. Принципові схеми підключення засобів автоматизації

7. Обґрунтування розміщення засобів автоматизації на щитах

8. Специфікація засобів автоматизації

9. Охорона праці і навколишнього середовища

9.1. Характеристика небезпек

9.2. Заходи з техніки безпеки

9.3. Вимоги до приміщення операторної

9.4. Вибухобезпека на виробництві. Заходи пожежної безпеки

9.5. Розрахунок блискавкозахисту

10. Розрахунок економічної ефективності і окупності витрат на впровадження заходів з автоматизації

10.1. Розрахунок і обґрунтування витрат на здійснення заходів з автоматизації

10.2. Розрахунок амортизаційних відрахувань

10.3. Розрахунок впливу автоматизації на техніко-економічні показники

10.4. Розрахунок річного фонду заробітної плати

10.5. Розрахунок експлуатаційних витрат на автоматизацію

10.6. Розрахунок річного економічного ефекту і терміну окупності

Висновки

Література

Нафта — це рідкий горючий мінерал. Вона представляє собою складну суміш рідких вуглеводнів і сірчистих, кисневих і азотистих органічних сполук, в якій також розчинені тверді вуглеводні і смолисті речовини. Крім того у нафті часто розчинені і газоподібні насичені вуглеводні.

На території України поклади нафти є у Передкарпатті, у Дніпровсько-Донецькій областях та на шельфі Чорного і Азовського морів і (за деякими даними тут найбільші — 3 трильйони умовних одиниць газу й нафти, частка нафти — 25-30 %).

Станом на кінець ХХ ст. початкові потенційні ресурси нафти України оцінювалися в 1,33 млрд т, а газового конденсату — 376,2 млн т. Державним балансом враховано понад 130 родовищ нафти і понад 151 газового конденсату. Розвіданість початкових потенційних ресурсів нафти становить 33,0 %, газового конденсату — 37,0 %, а ступінь виробленості відповідно 21,6 % та 15,9 %.

По зовнішньому вигляду нафта – масляниста, темна рідина. Колір її залежить від вмісту і будови смолистих речовин. Зустрічаються іноді червоні, бурі і навіть майже безбарвні нафти. Нафта легша за воду. Взаємна розчинність нафти і води дуже мала, однак при інтенсивному перемішуванні утворюються, іноді дуже стійкі, нафтові емульсії.

В’язкість нафти, в залежності від складу, може бути різною, але завжди значно вища, ніж у води. На відміну від твердого палива - кам’яного і бурого вугілля, сланців, торфу – нафта містить дуже мало золи. Нафта – горючий матеріал. Теплота її згорання ≈ 10 000 ккал/кг (4,2∙104 Дж/кг), тобто вища ніж у твердих горючих копалин.

Фракційний склад нафти визначається фракційною перегонкою при якій нафта розділяється на фракції по температурі кипіння. При цьому відбирають, як правило, наступні фракції, або дистиляти:

- бензинова, яка пере ганяється в межах від початку кипіння до 180 0С;

- гасова (керосинова) – 120 – 315 0С;

- дизельна або гасо-газойлева – 180 – 350 0С;

- різні проміжні погони.

Із дистилятів виробляють так звані світлі нафтопродукти: авіаційні і автомобільні бензини; бензини – розчинники; авіаційні, тракторні і освітлюючи гаси; різні сорити дизельного палива. Для всіх цих нафто- продуктів відповідними ДСТУ нормується певний фракційний склад.

Залишок після відбору світлих дистилятів називається мазутом. Мазут розганяють під вакуумом на різні масляні фракції з яких одержують змащувальні і спеціальні масла. Залишок після розгонки мазуту (вище 500 ^оС) називається, в залежності від в’язкості, гудроном або напівгудроном. Гудрон є сировиною для одержання високов’язких змащувальних масел і різних бітумів.

В процесі виконання дипломної роботи було детально досліджено та проаналізовано технологічний процес ректифікації нафти.

Була вибрана оптимальна схема автоматизації для заданих умов роботи. Вибрані та занесені в специфікацію технічні засоби автоматизації.

Розраховано систему автоматичного регулювання температури в нижній частині атмосферної колони з ПІД-регулятором, що задовільняє вимоги до якості регулювання.

Описані заходи з охорони праці та протипожежні заходи, дотримання яких є актуальним, особливо на підприємствах з підвищеною небезпекою.

Розраховано економічну доцільність проектованої системи автоматизації, згідно якої можна впроваджувати заходи для автоматизації процесу ректифікації нафти.

Conclusions

In the course of the thesis was thoroughly investigated and analyzed the technological process of rectification of oil.

Was selected the optimal scheme of automation for given conditions for job. Selected and included in the specification means of automation.

Calculated the system of automatic temperature control in the bottom of the atmospheric column with PID controller that meets the requirements for quality management.

Described safety measures and fire prevention measures, compliance with which is important, especially in enterprises with increased risk.

The economic feasibility of designed automation system under which measures can be implemented to automate the process of rectification of oil.

1. Рабинович Г.Г. и др. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник. - М.: Химия, 1979. - 568 с.

2. Шински Ф.Г. Управление процессами по критерию экономии энергии. - М.: Мир, 1981. - 388 с.

3. Дудников Е.Г. и др. Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для вузов. - М.: Химия, 1987. - 368 с.

4. Дианов В.Г. Автоматизация производственных процессов нефтепере-рабатывающей и нефтехимической промышленности. - М.: Химия, 1968. – 328 с.

5. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1972. - 248 с.

6. Шувалов В.В., Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1991. - 480 с.

7. Стенцель Й.І. Автоматизація технологічних процесів хімічних виробництв: Навч. посібник. - К.: ІСДО, 1995. - 360 с.

8. Скобло А.И., Трегубова И.А., Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1982. – 584 с.

9. Врагов А.П. Процессы и оборудование газоразделительных установок: Учеб. пособ. – Сумы: ИТД «Университетская книга», 2005. – 272 с.

10. Остапенко Ю.А. Ідентифікація та моделювання технологічних об’єктів керування. - К.: Задруга, 1999. – 424 с.

11. Конспект лекцій з курсу «Автоматизація неперервних технологічних процесів».

12. Конспект лекцій з курсу «Мікропроцесорні та програмні засоби автоматизації».