Каталитический крекинг

Отделение расположено на наружной территории установки. Оно предназначено  для гидрирования сернистых, кислородных  и азотных соединений, содержащихся в дизельных топливах .

Отделение включает в себя: щит смешения, теплообменную  аппаратуру, печь, 2 реактора, сепаратор  высокого давления, щит отдува, коммуникации.

Газосырьевая смесь (ГСС) после щитов смешения поступает в межтрубное пространство теплообменников Т-1¸4 I поток, где нагревается до температуры 260-320°С за счет тепла газопродуктовой смеси (ГПС), отходящей из реакторов.

С этой температурой и давлением 45-50 кгс/см² (4,5–5 МПа) газосырьевая смесь направляется на подогрев до 320-400°С в печь П-1 I

 

поток. Расход сырья на I поток регистрируется и регулируется прибором.

Печь П-1 4-х поточная, работает на газовом и жидком топливе. Постоянство  температуры на выходе из печи поддерживается регуляторами температуры, клапаны  которых установлены на трубопроводе подачи топливного газа к форсункам  печи. Температура дымовых газов  над перевальной стеной регистрируется прибором.

После печей газосырьевая смесь поступает в реактор Р-1 и Р-2 I потока, где происходит гидрирование сернистых, азотных и кислородных соединений, содержащихся в сырье. Реакторы каждого потока работают параллельно.

Равномерность потока газосырьевой смеси (ГСС) через змеевики и реакторы определяется по температурам выхода ее из печей и интенсивностью горения факелов форсунок правой и левой камер сгорания печей, и регулируется задвижками перед входом в печи. Температура газосырьевой смеси из печи П-1, левая и правая сторона, контролируется  приборами.

С целью получения жидкофазной  среды, уменьшения закоксования теплообменников и печей I потока, снижения энергозатрат, непосредственно в реакторы Р-1, Р-2 может подаваться часть циркуляционного

водородсодержащего  газа с нагнетания ПК-1. Расход ВСГ в Р-1, Р-2 замеряется и регулируется прибором и составляет 20¸25% от общего количества и циркуляционного ВСГ на I поток.

Реакция гидрирования протекает  с выделением тепла. Температура  в зонах реакции по высоте реактора замеряется двумя многозонными десятиточечными термопарами и регистрируется приборами. Температура в зоне реакции не должна превышать 400°С.

Температура стенок реакторов  замеряется поверхностными термопарами  и регистрируется приборами. Температура  стенок реакторов не должна превышать 280°С. На каждом реакторе установлено по 20 поверхностных термопар.

Давление и перепад давления в реакторах Р-1,2 регистрируется приборами.

   4.2  Анализ технологического процесса, как объекта управления

 

На установке гидроочистки дизельного топлива, в  реакторном блоке предусматривается  система автоматического контроля и регулирования.

Сырьем является  прямогонная дизельная фракция.  В результате процесса получаются продукты – дизельное топливо марки “Л”.

Процесс относится к непрерывному. В процессе производства для получения продукта необходимого качества, нужно соблюдать постоянство многих факторов, в число которых входят:

1. температура газосырьевой смеси внутри реакторов;
2. температура стенок реакторов;
3. расход свежего ВСГ;
4. расход газосырьевой смеси;
5. давление газосырьевой смеси;
6. давление газопродуктовой смеси;
7. температура на перевалах П-1;
8. температура газосырьевой смеси на выходе из П-1.

Система автоматического контроля позволяет:

1. снизить себестоимость продукта;
2. стабилизировать основные параметры процесса;
3. своевременно и достоверно обеспечить информацией обслуживающий

персонал;

4. защитить оборудование при возникновении предаварийных ситуаций;
5. обеспечить требования охраны труда и техники безопасности в

эксплуатации технологического оборудования.

4.3  Анализ тепловых и материальных  балансов и разработка структурных  схем контроля и регулирования

4.3.1 Тепловой баланс реактора  Р-1

Q₁+Q₂+Q_р – Q₃ –Q_пот. = m∙c∙(dT/dt), 

 

 где   Q₁ – количество тепла ГСС;

Q₂ – количество тепла холодного ВСГ;

Q₃ – количество тепла ГПС;

Q_р – количество тепла от реакции;

Q_пот. – потери тепла в окружающую среду;

m – масса теплоносителя;

c – теплоемкость теплоносителя;

dT/dt – градиент температуры в реакторе (регулируемый параметр);

dT – изменение температуры в реакторе.

 

Для нормального  ведения процесса по данному тепловому  балансу необходимо подать информацию о значении составляющих баланса  и его параметре на регистрирующие приборы щита оператора.

 

Для построения структурной схемы  регулирования  теплового баланса необходимо определить регулирующий параметр данного процесса – Q₂ и основные возмущения – Q₁, Q₃, Q_р, Q_пот

 

Учитывая  ограничения по температуре необходимо обеспечить защиту реактора по данному  параметру.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.1 – Структурная схема объекта управления

4.3.2 Тепловой баланс печи по  сырью

Q₁ – Q₂ –Q_пот. = m∙c∙(dT/dt), 

 

где    Q₁ – количество тепла ГСС;

Q₂ – количество тепла ПГС;

Q_пот. – потери тепла в окружающую среду;

m – масса теплоносителя;

c – теплоемкость теплоносителя;

dT/dt – градиент температуры в печи (регулируемый параметр);

dT – изменение температуры в печи.

Для нормального  ведения процесса по данному тепловому  балансу необходимо подать информацию о значении составляющих баланса  и его параметре на регистрирующие приборы щита оператора.

Для построения структурной схемы  регулирования  теплового баланса необходимо определить регулирующий параметр данного процесса – Q₂ и основные возмущения – Q₁, Q_пот.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.2 – Структурная схема объекта управления

4.3.3  Тепловой баланс печи  по топливу

Q₁ + Q₂ + Q₃ – Q₄ – Q_пот. = m∙c∙(dT/dt), 

где     Q₁ – количество тепла топливного газа;

Q₂ – количество тепла мазута;

Q₃ – количество тепла реакции сгорания;

Q₄ – количество тепла дымовых газов;

Q_пот. – потери тепла в окружающую среду;

 

 

m – масса теплоносителя;

c – теплоемкость теплоносителя;

dT/dt – градиент температуры в печи (регулируемый параметр);

dT – изменение температуры в печи.

 

Для нормального  ведения процесса по данному тепловому  балансу необходимо подать информацию о значении составляющих баланса  и его параметре на регистрирующие приборы щита оператора.

 

Для построения структурной схемы  регулирования  теплового баланса необходимо определить регулирующий параметр данного процесса – Q₁ и основные возмущения – Q₂, Q₃, Q₄, Q_пот.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.3 – Структурная схема объекта управления

 

Материальный баланс реактора Р-1

 

F₁ + F₂ – F₃ = V/RT ∙(dP/dt),

 

 где    F₁ – расход ГСС;

F₂ – расход холодного ВСГ;

F₃ – расход ГПС;

V – объем реактора;

R – газовая постоянная;

T – температура;

dР/dt – градиент давления;

dР- изменение давления в реакторе.

Для нормального  ведения процесса по данному материальному  балансу необходимо подать значение всех составляющих баланса и его  параметра на регулирующие и воздействующие приборы щита оператора.

 

Для построения структурной схемы  регулирования  материального баланса необходимо определить регулирующий параметр данного  процесса – F_1, основные возмущения – F₂, F₃ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.4 – Структурная схема объекта управления

 

Материальный  баланс печи П-1 не составляется, т.к. печь является только нагревательным аппаратом.

 

  4.4  Структурные схемы контроля и регулирования балансов

 

Управление  и контроль технологическим процессом  осуществляется со щита оператора, установленного в центральном помещении управления (ЦПУ).

Контроль, регистрация  и регулирование  технологических параметров производится на щите управления.

С центрального пульта управления ЦПУ автоматически  поддерживаются следующие технологические  параметры реактора Р-1,2 и печи П-1:

1. регулирование расхода сырья;
2. регистрация давления в реакторах Р-1,2;
3. регулирование расхода свежего ВСГ;
4. регулирование расхода топливного газа;
5. регистрация температуры в зоне реактора  Р-1,2;
6. регистрация температуры стенок реактора Р-1,2;
7. регулирование температуры сырья на выходе из печи П-1;     
8. контроль и регистрация температуры на перевалах печи П-1;

 

 

Рисунок 4.5 – Структурная схема

 

4.5  Обоснование выбора технических  средств автоматизации

Количество сырья, подаваемого  на щит смешения регулируется регулятором  расхода FC 1-3, клапаны которого установлены трубопроводе.

Давление  в реакторах Р-1,2 регистрируется прибором PR 26-2.

Перепад давления в реакторах Р-1,2 регистрируется прибором PR 27-2.

Температура в зоне реакторов Р-1,2 контролируется и регистрируется прибором, TIR 23-3.

Температура стенок реактора Р-1 контролируется и регистрируется приборами, TIR 24-2 и TIR 24-3.

Температура стенок реактора Р-2 контролируется и регистрируется приборами, TIR 59-2 и TIR 59-3.

Расход  свежего холодного ВСГ  регулируется клапаном, расположенном на трубопроводе, FC 191-3.

Постоянство температуры на выходе из печи поддерживается регуляторами температуры, клапаны которых установлены  на трубопроводе подачи топливного газа к форсункам печи, FC 132-3.

Температура дымовых газов над  перевальной стеной регистрируется прибором, TIR 15-2.

 

4.6  Функциональная схема автоматизации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 РАЗДЕЛ.

5.1  Охрана труда.

Вредности и опасности на производстве

 

Эксплуатация установки осуществляется согласно действующим требованиям  к технологическим процессам  ГОСТ 12.3.002-75, которые предусматривают

- устранение непосредственного  контакта работающих с исходными материалами, готовой продукции и отходами производства;

- герметизацию оборудования;

- применение дистанционного управления  технологическим процессом;

- систему  контроля и управления технологического  процесса, обеспечивающую защиту  работающих и аварийное отключение производственного оборудования.

Общие правила безопасности на территории предприятия.

Основные  производственные объекты предприятия имеющие нефтеперерабатывающий и нефтехимический профиль, насыщенны оборудованием и механизмами, содержат в своих системах значительное количество горючих, легковоспламеняющихся  взрывоопасных  жидкостей и газов. Поэтому на территории предприятия потенциально возможны следующие опасности,

- возникновение пожара и взрыва  при разгерметизации оборудования  и трубопроводов или нарушениях  режима работы оборудования;

- отравления работающих парами  нефтепродуктов, сероводородом и  другими вредными веществами;

- обморожение работающих при  попадании сжиженных газов на  незащищённые участки тела;

- химические ожоги кислотой, щёлочью;

- термические ожоги при соприкосновении  с горячими частями оборудования, трубопроводов, водяным паром,  конденсатом;